EP2458454A1 - Dispositif de positionnement d'un pont sur une platine - Google Patents

Dispositif de positionnement d'un pont sur une platine Download PDF

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EP2458454A1
EP2458454A1 EP10192498A EP10192498A EP2458454A1 EP 2458454 A1 EP2458454 A1 EP 2458454A1 EP 10192498 A EP10192498 A EP 10192498A EP 10192498 A EP10192498 A EP 10192498A EP 2458454 A1 EP2458454 A1 EP 2458454A1
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EP
European Patent Office
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bridge
centering
plate
female
implantation
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Baptist Wyssbrod
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ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53022Means to assemble or disassemble with means to test work or product

Definitions

  • the invention relates to a positioning device between a bridge and a plate.
  • the invention also relates to a drop arranged to be fixed on a plate and comprising, for the centering of a pin on said plate, a female centering implantation.
  • the invention also relates to a timepiece comprising at least one such device or at least one such drop.
  • the invention also relates to a method of mounting a bridge on a plate using such a device.
  • the invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly the field of watchmaking.
  • a male centering means such as a centering pin
  • a female centering means such as a centering bore, or vice versa
  • the centering thus produced defines a theoretical pivot axis around which the bridge can rotate relative to the corresponding stage.
  • the plate generally comprises a female alignment means, preferably a linear guide, which cooperates with an alignment means, generally male constituted by a pin, and that comprises, the bridge, or vice versa.
  • the means of centering the side of the bridge is generally constituted by a milled pivot, a pin or a screw-screw, of cylindrical shape, cooperating with a bore of the plate.
  • the means for aligning the bridge side is also constituted by a milled pivot, a pin or a foot-screw, of cylindrical shape, cooperating with an elongate slot or slot of the plate.
  • Triangular pin assemblies cooperating with a smooth bore are still known, as described in the patent document. DE 2,034,993 on behalf of Précision Industries.
  • the invention proposes to overcome this problem by proposing means for centering and aligning a bridge on a plate adapted to ensure the required centering and alignment accuracies, while allowing the disassembly and subsequent reassembly of the bridge. .
  • the invention also proposes a mounting method to ensure these accuracies.
  • the invention consists in producing the centering element with a support on a plurality of points, preferably on three points.
  • the invention relates to a positioning device between a bridge and a plate, characterized in that said plate comprises, for centering said bridge on said plate, a female centering implantation, extending in a direction of introduction and having facets in a polygonal or star-shaped section orthogonal to said insertion direction, and said female implantation being arranged to receive, bearing on at least three of said facets, a symmetry of revolution centering pin fixed on said bridge .
  • the distribution of the points of contact between said female implantation and said pin is regular with respect to the circumference of the latter, so as to balance, with respect to the axis of revolution of the latter, the reaction forces to which it is subjected from said female implantation.
  • said polygonal section is regular around a rectilinear axis.
  • said polygonal section is triangular.
  • said polygonal section is circumscribed to an inscribed circle of diameter less than the diameter of a cylindrical centering section that includes said centering pin.
  • the difference between said diameters is between 2 and 15 microns.
  • said centering peg is of stepped profile and comprises, in addition to a cylindrical centering section, at least one insertion section of diameter less than or equal to said diameter of said circle inscribed in said polygonal section.
  • said plate comprises, for the alignment of said bridge with respect to said plate, a rectilinear female alignment housing with parallel faces aligned in a direction of alignment on a plane of symmetry that includes said implantation.
  • female parallel to said insertion direction and said bridge comprises an alignment pin having at least two cylindrical spans symmetrical with respect to an axis of revolution.
  • the distance between said parallel faces is smaller than the diameter defined by the two said cylindrical bearing surfaces, and the difference between said distance and said diameter is between 2 and 15 microns.
  • said centering pin comprises a housing for receiving a screw arranged to cooperate with a tapping that includes said plate, for fixing said bridge on said plate.
  • said alignment pin comprises an oblong slot for receiving a screw arranged to cooperate with a tapping that includes said plate, for fixing said bridge on said plate.
  • said bridge comprises, around said centering pin, a clearance arranged to allow a material discharge of said platen during assembly with clamping said centering pin in said centering female implantation.
  • the invention also relates to a drop arranged to be fixed on a plate and comprising, for the centering of a pin on said plate, a female centering implantation, characterized in that said female centering implantation extends in a direction d introduction and having facets according to a polygonal section orthogonal to said insertion direction, and that said female implantation is arranged to receive, bearing on at least three of said facets, a symmetrical centering centering pin.
  • the invention also relates to a timepiece comprising at least one such device or at least one such drop.
  • the invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly the field of watchmaking.
  • the problem posed is particularly sensitive in the field of watchmaking, where any positioning defect during assembly is translated, if not by the damage of the components, at least by an altered operation, and the obligation of dismantling and then 'a reassembly, either factory, which is already very expensive, or after-sales, which adds labor costs those related to a deterioration of brand image.
  • the small size of the components does not allow to move the centering and alignment pins beyond a few millimeters, and any angular fault and / or positioning immediately affects the entire movement.
  • the alignment adjustment member is subject to a correct sliding fit, or with a very low tightening.
  • the actual fastening of the components to one another is conventionally carried out by screws, if possible remote from the centering and alignment means, which is not always possible in watchmaking where, on the contrary, it may be advantageous to use the access available at the centering and alignment pins, to provide the fixing means.
  • a particular constraint is the need for the assemblies to be dismountable. Another constraint is the possibility of adjusting the height of a bridge relative to a plate, and not only in positioning in the plane. The assemblies used must therefore lend themselves to such fine adjustments and dismantling.
  • the invention relates to a particular arrangement of the bridge and the plate, which can be achieved either by a manufacture in finished dimensions of these components, or by an adaptation or modification of existing components by the attachment of inserts.
  • a so-called drop insert comprising a particular housing according to the invention, and which allows its implementation on any type of component, and may allow to modify only a plate, using in the state a already existing bridge.
  • a particular method of assembly guarantees the best quality of assembly, in respect of the components, it guarantees the adjustment ranges, and takes into account the manipulations and in particular the transport between assembly stations which the pre-assembled components undergo, to ensure a good conservation of settings already made and the integrity of the sets.
  • the invention relates to a positioning device 1 between a bridge 2 and a plate 3.
  • device refers to the particular arrangement of the bridge 2 and the plate 3, designed to allow their precise positioning during assembly.
  • the plate 3 comprises, for the centering of the bridge 2 on the plate 3, a female centering implantation 4.
  • this female implantation 4 extends in an insertion direction ⁇ 1, and has facets 5 in a polygonal or star-shaped section orthogonal to the insertion direction ⁇ 1.
  • This female implantation 4 is arranged to receive, bearing on at least three of the facets 5, a centering pin 6 with symmetry of revolution fixed on the bridge 2.
  • the essential is to ensure a regular distribution of the contact points between the female implantation 4 and the centering pin 6, so as to compensate for the resulting forces and to ensure a zero resultant to the theoretical positioning axis of the pion of centering.
  • the distribution of the points of contact between the female implantation 4 and the pin 6 is regular with respect to the circumference of the latter, so as to balance, with respect to the axis of revolution of the latter, the reaction forces to which it is subjected from this female implantation 4.
  • the polygonal section, or star, or the like is preferably regular around a straight axis, that is to say that it has at least one symmetry with respect to a plane passing through this rectilinear axis, parallel to the introduction direction ⁇ 1.
  • the section of the female implantation 4 is constant, or substantially constant.
  • it may be provided a pre-centering, for example in the form of a triangular machining, or homothetic shape to that of the female implantation 4, or other, in the form of a conical inlet, or radiated, to facilitate a pre centering the centering pin 6 during its presentation.
  • the polygonal section is triangular, so the centering support is performed on three points and is perfectly isostatic. Or, in a star design, it comprises three evenly distributed ranges.
  • the polygonal section is circumscribed to an inscribed circle C1 of diameter D1, which is smaller than the diameter D7 of a cylindrical centering surface 7 that comprises the centering pin 6.
  • the realization of the female implantation 4 can be carried out in different ways, the most economical being, or a contouring milling with facets tangent to arcs of circle, or preferably a stamping with secant facets with arches of circle.
  • the difference between diameters D7; D1 is, for application to a timepiece, between 2 and 15 microns, and is preferably maintained in the range of 4 to 6 microns. A centering is thus achieved with a slight tightening, of controlled value, in a clamping zone 27.
  • the centering pin 6 has a stepped profile and comprises, in addition to a cylindrical centering surface 7 of diameter D7, at least one insertion section 28 of diameter D8 less than or equal to the diameter D1 of the circle. inscribed in the polygonal section.
  • the pawn 6 can be evolutionary as visible on the figure 4 , or have several distinct ranges, as visible on the figure 5 .
  • the female implantation 4 is, as visible on the figure 3 , inscribed in a circumscribed circle C2, and the maximum value of the arrow F between a facet 5, supported on the polygon defining the polygonal section, and the circle C2 circumscribed in the female implantation 4 is such that: D ⁇ 1 / 2 ⁇ D ⁇ 1 / 2 + F ⁇ D ⁇ 1 / 2 / sin 30 ⁇ ° .
  • Female polygonal profiles can be produced by different technologies, in particular by stamping in the case of turntables of timepieces, which guarantees precision, repeatability, and controlled cost. It is also possible to use technologies such as sinking or wire EDM, but which are more expensive.
  • a good solution to reduce production costs consists of a development of bridges and / or turntables with MEMS type technologies or according to the "LIGA" process, in particular silicon or the like.
  • the plate 3 comprises, for the alignment of the bridge 2 relative to the plate 3, a rectilinear female alignment housing 8 with parallel faces 9, 10.
  • This housing 8 is aligned in an alignment direction ⁇ 2 on a plane of symmetry P that comprises the female implantation 4 parallel to the insertion direction ⁇ 1, and the bridge 2 comprises an alignment pin 11, which comprises at least two cylindrical bearing surfaces 12, 13, symmetrical with respect to an axis of revolution ⁇ 3.
  • the distance 18 between the parallel faces 9, 10 of the alignment housing 8 is preferably smaller than the diameter D11 defined by the two cylindrical bearing surfaces 12 and 13, and the difference between the distance 18 and the diameter D11 is between 2 and 15 microns, and preferably between 4 and 6 microns, so as to ensure a slight clamping during assembly.
  • the centering pin 6 may comprise a housing for receiving a screw arranged to cooperate with a tapping that comprises the plate 3, for fixing the bridge 2 on the plate 3.
  • the alignment pin 11 may comprise an oblong slot for receiving a screw arranged to cooperate with a tapping that includes the plate 3, for fixing the bridge 2 on the plate 3.
  • the bridge 2 comprises, around the centering pin 6, a recess 14, which is arranged to allow a backflow of material from the plate 3, and / or a radius or a shoulder at the foot of the pin, and / or a burr of the plate during assembly with clamping of the centering pin 6 in the female implantation 4 centering.
  • the plate 3 is a timepiece platen and the bridge 2 is a timepiece bridge.
  • platinum 3 is a timepiece bridge, and bridge 2 is a timepiece platinum.
  • the invention also relates to a droplet 15 which is arranged to be fixed on a plate.
  • This drop 15 is an insert which comprises, for centering a pin on the plate, a female centering implantation 4.
  • the female centering implantation 4 extends in an insertion direction ⁇ 1, and comprises facets 5 in a polygonal section orthogonal to the insertion direction ⁇ 1, and the female implantation 4 is arranged to receive, bearing on at least three of the facets 5, a centering pin with symmetry of revolution. It is understood that the use of such a drop 15 makes it easy to transform a classic timepiece.
  • the drop 15 comprises advantageously an outer diameter 19 narrow tolerance, arranged to cooperate with a bore 20 formed on a plate 3, with a very low clamping of the order of a few micrometers.
  • the invention also relates to a timepiece 100 comprising at least one such device 1, or / and at least one such drop 15.
  • the bridge 2 is fixed to the plate 3 by at least one clamping screw.
  • the female centering is in the form of a triangle, with which cooperates a cylindrical pin.
  • the contact is limited to three short segments, the centering is assured, and the assembly and disassembly are possible due to a forced fit.
  • This arrangement also prevents, during transportation on the assembly line between these two operations, the bridge does not lift, and comes into contact with the wheel pivots and damages by deforming when it is then fixed by screwing or the like. This arrangement still avoids sharing the lubrication in unplanned locations, with a distribution of lubricant other than desired.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de positionnement (1) entre un pont (2) et une platine (3). Ladite platine (3) comporte, pour le centrage dudit pont (2), une implantation femelle de centrage (4) comportant des facettes (5) selon une section polygonale orthogonalement à une direction d'introduction (”1), et agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois desdites facettes (5), un pion de centrage (6) à symétrie de révolution fixé sur ledit pont (2). L'invention concerne une goutte (15) agencée pour être fixée sur une platine et comportant, pour le centrage d'un pion sur ladite platine, une telle implantation femelle de centrage (4). L'invention concerne une pièce d'horlogerie comportant un tel dispositif (1) ou une telle goutte (15). L'invention concerne un procédé de montage dudit pont (2) sur ladite platine (3) à l'aide dudit dispositif (1).

Description

  • L'invention concerne un dispositif de positionnement entre un pont et une platine.
  • L'invention concerne encore une goutte agencée pour être fixée sur une platine et comportant, pour le centrage d'un pion sur ladite platine, une implantation femelle de centrage.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant au moins un tel dispositif ou au moins une telle goutte.
  • L'invention concerne encore un procédé de montage d'un pont sur une platine à l'aide d'un tel dispositif.
  • Domaine de l'invention
  • L'invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l'horlogerie.
  • Le problème technique est celui du montage précis d'un composant ci-après dénommé pont sur une structure, ci-après dénommée platine. Un assemblage de précision doit être effectué avec une grande précision de positionnement d'une part, et d'alignement d'autre part, généralement obtenue par l'emploi en coopération de pions de centrage et d'alésages de référence. A moins de réaliser pont et platine simultanément sur les mêmes moyens de fabrication, il est difficile d'obtenir un positionnement obtenu par la coopération de deux pions de centrage et d'alésages correspondants. Si les composants sont réalisés séparément, il est nécessaire d'affecter à la fabrication des tolérances serrées pour respecter les distances entre deux éléments de centrage. Le comportement différent en dilatation et, plus généralement en déformation, des composants assemblés l'un à l'autre ne facilite pas des assemblages de qualité.
  • Arrière-plan de l'invention
  • Dans la pratique, un moyen de centrage mâle, tel que pion de centrage, coopère avec un moyen de centrage femelle, tel qu'un alésage de centrage, ou inversement, et le centrage ainsi réalisé définit un axe de pivot théorique autour duquel le pont peut pivoter par rapport à la platine correspondante. Pour assurer la précision du montage, il importe de pouvoir positionner angulairement le pont par rapport à la platine de façon parfaite. A cet effet, la platine comporte généralement un moyen d'alignement femelle, de préférence un guidage linéaire, qui coopère avec un moyen d'alignement, mâle généralement constitué par un pion, et que comporte, le pont, ou inversement. Naturellement, un jeu radial, par rapport au pivot, et dans la direction du guidage linéaire, est nécessaire pour compenser les déformations relatives du pont par rapport à la platine, et surtout la délocalisation entre le pont et la platine.
  • Le moyen de centrage du côté du pont est en général constitué par un pivot fraisé, une goupille ou un pied-vis, de forme cylindrique, coopérant avec un alésage de la platine.
  • Le moyen d'alignement du côté du pont est aussi constitué par un pivot fraisé, une goupille ou un pied-vis, de forme cylindrique, coopérant avec une lumière ou rainure allongée de la platine.
  • Pour assurer le montage et surtout le démontage, il est généralement prévu un jeu entre le moyen de centrage mâle et le moyen de centrage femelle. Ce jeu compromet la précision de positionnement, ainsi que la rigidité du maintien du pont, sur la ligne de montage.
  • Il est toutefois connu de réaliser un ajustement forcé au niveau des moyens d'alignement, de façon à ne faire coopérer par exemple une rainure de la platine qu'avec deux courts segments de la périphérie d'une goupille fixée sur le pont. Ainsi le pont reste toujours démontable, et une haute précision d'alignement peut être assurée grâce à l'ajustement forcé.
  • On notera qu'il est encore connu d'effectuer un centrage avec un pion cylindrique fendu élastique, en coopération avec un alésage cylindrique, toutefois la concentricité entre l'état libre et l'état comprimé du pion n'est pas garantie, ni la valeur du serrage effectué.
  • On connaît encore des assemblages à pion triangulaire coopérant avec un alésage lisse, tels que décrits dans le document de brevet DE 2 034 993 au nom de Précision Industries.
  • Résumé de l'invention
  • L'invention se propose de pallier ce problème en proposant des moyens de centrage et d'alignement d'un pont sur une platine propres à assurer les précisions de centrage et d'alignement requises, tout en autorisant le démontage et le remontage ultérieur du pont. L'invention propose aussi une méthode de montage pour assurer ces précisions.
  • L'invention consiste à réaliser l'organe de centrage avec un appui sur une pluralité de points, de préférence sur trois points.
  • A cet effet, l'invention concerne un dispositif de positionnement entre un pont et une platine, caractérisé en ce que ladite platine comporte, pour le centrage dudit pont sur ladite platine, une implantation femelle de centrage, s'étendant selon une direction d'introduction et comportant des facettes selon une section polygonale ou en étoile orthogonalement à ladite direction d'introduction, et ladite implantation femelle étant agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois desdites facettes, un pion de centrage à symétrie de révolution fixé sur ledit pont.
  • Selon une caractéristique de l'invention, la distribution des points de contact entre ladite implantation femelle et ledit pion est régulière par rapport à la circonférence de ce dernier, de façon à équilibrer, par rapport à l'axe de révolution de ce dernier, les forces de réaction auxquelles il est soumis de la part de ladite implantation femelle.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ladite section polygonale est régulière autour d'un axe rectiligne.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ladite section polygonale est triangulaire.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ladite section polygonale est circonscrite à un cercle inscrit de diamètre inférieur au diamètre d'une section de centrage cylindrique que comporte ledit pion de centrage.
  • Selon une caractéristique de l'invention, l'écart entre lesdits diamètres est compris entre 2 et 15 µm.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ledit pion de centrage est à profil étagé et comporte, en plus d'une section de centrage cylindrique, au moins une section d'introduction de diamètre inférieur ou égal audit diamètre dudit cercle inscrit dans ladite section polygonale.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ladite platine comporte, pour l'alignement dudit pont par rapport à ladite platine, un logement d'alignement femelle rectiligne à faces parallèles aligné selon une direction d'alignement sur un plan de symétrie que comporte ladite implantation femelle parallèlement à ladite direction d'introduction, et ledit pont comporte un pion d'alignement comportant au moins deux portées cylindriques symétriques par rapport à un axe de révolution.
  • Selon une caractéristique de l'invention, la distance entre lesdites faces parallèles est inférieure au diamètre défini par les deux dites portées cylindriques, et la différence entre ladite distance et ledit diamètre est comprise entre 2 et 15 µm.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ledit pion de centrage comporte un logement pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte ladite platine, pour la fixation dudit pont sur ladite platine.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ledit pion d'alignement comporte un logement oblong pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte ladite platine, pour la fixation dudit pont sur ladite platine.
  • Selon une caractéristique de l'invention, ledit pont comporte, autour dudit pion de centrage, un dégagement agencé pour autoriser un refoulement de matière de ladite platine lors du montage avec serrage dudit pion de centrage dans ladite implantation femelle de centrage.
  • L'invention concerne encore une goutte agencée pour être fixée sur une platine et comportant, pour le centrage d'un pion sur ladite platine, une implantation femelle de centrage, caractérisée en ce que ladite implantation femelle de centrage s'étend selon une direction d'introduction et comportant des facettes selon une section polygonale orthogonalement à ladite direction d'introduction, et que ladite implantation femelle est agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois desdites facettes, un pion de centrage à symétrie de révolution.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant au moins un tel dispositif ou au moins une telle goutte.
  • L'invention concerne encore un procédé de montage dudit pont sur ladite platine à l'aide dudit dispositif, caractérisé en ce que :
    • on positionne ledit pion de centrage dans ladite implantation femelle de centrage et on l'enfonce selon ladite direction d'introduction pour effectuer un pré-centrage, en maintenant ledit pont à une distance de la platine qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre eux ;
    • on positionne ledit pion d'alignement sur ledit logement d'alignement femelle, et on l'enfonce librement selon ladite direction d'introduction pour effectuer un pré-centrage, en maintenant ledit pont à une distance de la platine qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre eux ;
    • on chasse ledit pion de centrage dans ladite implantation femelle de centrage de façon à faire coopérer ladite section de centrage avec au moins trois desdites facettes, en réglant ledit pont à une distance de la platine qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre eux ;
    • on chasse ledit pion d'alignement dans ledit logement d'alignement femelle, en réglant ledit pont à une distance de la platine qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre eux.
    Description sommaire des dessins
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés où :
    • la figure 1 représente, de façon schématisée, partielle et en perspective, un détail d'une pièce d'horlogerie comportant un pont et une platine assemblés avec un dispositif selon l'invention ;
    • la figure 2 représente, de façon éclatée, schématisée et en perspective, l'ensemble de la figure 1 ;
    • la figure 3 représente, de façon schématisée et en vue de dessus, une implantation femelle de centrage selon l'invention dont est équipée une platine telle celle des figures 1 et 2 ;
    • les figures 4 et 5 représentent, de façon schématisée et en coupe brisée dans deux demi-plans passant par l'axe d'un pion de centrage selon la coupe AA de la figure 3, un pont et une platine assemblés selon l'invention, dans deux variantes différentes ;
    • les figures 6 et 7 représentent, de façon schématisée et en vue de dessus, deux exemples non limitatifs d'agencements possibles d'une platine pour la mise en oeuvre de l'invention ;
    • la figure 8 représente, de façon schématisée et en coupe perpendiculairement à une direction d'insertion, une implantation femelle de centrage selon l'invention, réalisée dans un matériau issu des MEMS, ou en silicium, ou selon le procédé « LIGA » ou similaire.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • L'invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l'horlogerie.
  • Le problème posé est particulièrement sensible dans le domaine de l'horlogerie, où tout défaut de positionnement lors du montage se traduit, sinon par l'endommagement des composants, au moins par un fonctionnement altéré, et l'obligation d'un démontage puis d'un remontage, soit en usine, ce qui est déjà très coûteux, soit en après-vente, ce qui ajoute aux coûts de main d'oeuvre ceux liés à une dégradation d'image de marque.
  • La faible dimension des composants ne permet pas d'éloigner les pions de centrage et d'alignement au-delà de quelques millimètres, et tout défaut angulaire ou/et de positionnement se répercute immédiatement sur l'ensemble du mouvement.
  • Bien souvent l'organe de réglage d'alignement fait l'objet d'un ajustement glissant juste, ou avec un serrage très faible. La fixation proprement dite des composants entre eux est classiquement réalisées par des vis, si possible éloignées des moyens de centrage et d'alignement, ce qui n'est pas toujours possible en horlogerie où, au contraire, il peut être intéressant d'utiliser l'accès disponible au niveau des pions de centrage et d'alignement, pour y prévoir les moyens de fixation. Une contrainte particulière est la nécessité que les assemblages soient démontables. Une autre contrainte est la possibilité de réglage en hauteur d'un pont par rapport à une platine, et non seulement en positionnement dans le plan. Les assemblages utilisés doivent donc se prêter à de tels réglages fins et démontages.
  • L'invention concerne un agencement particulier du pont et de la platine, qui peut être réalisé, soit par une fabrication en cotes terminées de ces composants, soit par une adaptation ou modification de composants existants par la fixation d'inserts. Tout particulièrement il sera décrit plus loin un insert dit goutte, comportant un logement particulier selon l'invention, et qui permet sa mise en oeuvre sur tout type de composant, et peut permettre de modifier seulement une platine, en utilisant en l'état un pont déjà existant. Un procédé particulier de montage garantit la meilleure qualité d'assemblage, dans le respect des composants, il garantit les plages de réglage, et tient compte des manipulations et notamment des transports entre stations de montage que subissent les composants pré-assemblés, pour assurer une bonne conservation de réglages déjà effectués et l'intégrité des ensembles.
  • Ainsi, l'invention concerne un dispositif de positionnement 1 entre un pont 2 et une platine 3.
  • On comprend que par dispositif on désigne l'agencement particulier du pont 2 et de la platine 3, conçu pour permettre leur positionnement précis lors de leur assemblage.
  • Selon l'invention, la platine 3 comporte, pour le centrage du pont 2 sur la platine 3, une implantation femelle de centrage 4. Tel que visible sur les figures 1 à 5, cette implantation femelle 4 s'étend selon une direction d'introduction Δ1, et comporte des facettes 5 selon une section polygonale ou en étoile orthogonalement à la direction d'introduction Δ1. Cette implantation femelle 4 est agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois des facettes 5, un pion de centrage 6 à symétrie de révolution fixé sur le pont 2.
  • L'essentiel est d'assurer une distribution régulière des points de contact entre l'implantation femelle 4 et le pion de centrage 6, de façon à compenser les efforts résultants et à assurer une résultante nulle à l'axe de positionnement théorique du pion de centrage.
  • Ainsi, de façon préférée, la distribution des points de contact entre l'implantation femelle 4 et le pion 6 est régulière par rapport à la circonférence de ce dernier, de façon à équilibrer, par rapport à l'axe de révolution de ce dernier, les forces de réaction auxquelles il est soumis de la part de cette implantation femelle 4.
  • Dans une réalisation particulière, mais nullement limitatrice, la section polygonale, ou en étoile, ou similaire, est de préférence régulière autour d'un axe rectiligne, c'est-à-dire qu'elle possède au moins une symétrie par rapport à un plan passant par cet axe rectiligne, parallèle à la direction d'introduction Δ1.
  • On comprend qu'il n'est pas nécessaire d'avoir un alignement symétrique, tel que représenté sur les figures 6 et 7, même si c'est un mode de réalisation commode de l'invention, en raison en particulier de la facilité pour effectuer un contrôle dimensionnel sur les usinages réalisés.
  • De préférence, pour la fabrication par étampage ou similaire, la section de l'implantation femelle 4 est constante, ou sensiblement constante. Toutefois il peut être prévu un précentrage, par exemple sous forme d'un usinage triangulaire, ou de forme homothétique à celle de l'implantation femelle 4, ou autre, sous forme d'une entrée conique, ou encore rayonnée, pour faciliter un pré-centrage du pion de centrage 6 lors de sa présentation.
  • De façon préférée, la section polygonale est triangulaire, ainsi l'appui de centrage est effectué sur trois points et est parfaitement isostatique. Ou bien, dans une réalisation en étoile, celle-ci comporte trois portées également réparties.
  • La section polygonale est circonscrite à un cercle inscrit C1 de diamètre D1, qui est inférieur au diamètre D7 d'une portée de centrage cylindrique 7 que comporte le pion de centrage 6.
  • La réalisation de l'implantation femelle 4 peut être réalisée de différentes façons, les plus économiques étant, ou bien un fraisage en contournage avec des facettes tangentes à des arcs de cercle, ou bien de préférence un étampage avec des facettes sécantes avec des arcs de cercle.
  • L'écart entre les diamètres D7; D1 est, pour l'application à une pièce d'horlogerie, compris entre 2 et 15 µm, et est de préférence maintenu dans la fourchette de 4 à 6 µm. On réalise ainsi un centrage avec un léger serrage, de valeur contrôlée, dans une zone de serrage 27.
  • Dans une réalisation avantageuse, le pion de centrage 6 est à profil étagé et comporte, en plus d'une portée de centrage cylindrique 7 de diamètre D7, au moins une section d'introduction 28 de diamètre D8 inférieur ou égal au diamètre D1 du cercle inscrit dans la section polygonale. Le pion 6 peut être évolutif tel que visible sur la figure 4, ou comporter plusieurs portées distinctes, tel que visible sur la figure 5.
  • L'implantation femelle 4 est, tel que visible sur la figure 3, inscrite dans un cercle circonscrit C2, et la valeur maximale de la flèche F entre une facette 5, appuyée sur le polygone définissant la section polygonale, et le cercle C2 circonscrit à l'implantation femelle 4 est telle que : D 1 / 2 < D 1 / 2 + F < D 1 / 2 / sin 30 ° .
    Figure imgb0001
  • Des profils polygonaux femelles sont réalisables par différentes technologies, en particulier par étampage dans le cas des platines de pièces d'horlogerie, ce qui garantit précision, répétabilité, et coût maîtrisé. Il est également possible d'utiliser des technologies comme l'électro-érosion à enfonçage ou à fil, mais qui sont plus coûteuses.
  • Une bonne solution pour réduire les coûts de production, consiste en une élaboration des ponts ou/et des platines avec des technologies de type MEMS ou selon le procédé « LIGA », en particulier en silicium ou similaire.
  • Dans ce type d'élaboration, la précision et le serrage sont parfaitement maîtrisés, d'autant plus qu'il est possible d'exploiter l'élasticité de tels matériaux, en particulier du silicium, tel que visible sur la figure 8, où l'implantation femelle de centrage 4 est entourée de chambres ou dégagements 16 périphériques, ayant pour effet de créer des lèvres ou cloisons élastiques 17. Le serrage du pion de centrage 6 peut être parfaitement maîtrisé, et avec une meilleure répétabilité qu'avec des usinages réalisés dans des métaux. En somme, le serrage à ajustement forcé préconisé par l'invention peut être parfaitement maîtrisé, à un coût acceptable, grâce à la mise en oeuvre de ces technologies.
  • Tel que visible sur les figures 1, 2, 6 et 7, la platine 3 comporte, pour l'alignement du pont 2 par rapport à la platine 3, un logement d'alignement 8 femelle rectiligne à faces parallèles 9, 10. Ce logement 8 est aligné selon une direction d'alignement Δ2 sur un plan de symétrie P que comporte l'implantation femelle 4 parallèlement à la direction d'introduction Δ1, et le pont 2 comporte un pion d'alignement 11, lequel comporte au moins deux portées cylindriques 12, 13, symétriques par rapport à un axe de révolution Δ3.
  • La distance 18 entre les faces parallèles 9, 10 du logement d'alignement 8 est de préférence inférieure au diamètre D11 défini par les deux portées cylindriques 12 et 13, et la différence entre la distance 18 et le diamètre D11 est comprise entre 2 et 15 µm, et de préférence entre 4 et 6 µm, de façon à garantir un serrage léger lors du montage.
  • Dans une variante de réalisation particulière, le pion de centrage 6 peut comporter un logement pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte la platine 3, pour la fixation du pont 2 sur la platine 3.
  • De la même façon, le pion d'alignement 11 peut comporter un logement oblong pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte la platine 3, pour la fixation du pont 2 sur la platine 3.
  • Naturellement, tout ce qui est exposé ici peut être réalisé dans une configuration inverse, les composants mâles devenant femelles et réciproquement.
  • De préférence, le pont 2 comporte, autour du pion de centrage 6, un dégagement 14, qui est agencé pour autoriser un refoulement de matière de la platine 3, et/ou un rayon ou un épaulement au pied du pion, et/ou une bavure de la platine, lors du montage avec serrage du pion de centrage 6 dans l'implantation femelle 4 de centrage.
  • Dans une application préférée de l'invention, la platine 3 est une platine de pièce d'horlogerie et le pont 2 est un pont de pièce d'horlogerie. Ou bien la platine 3 est un pont de pièce d'horlogerie, et le pont 2 est une platine de pièce d'horlogerie.
  • L'invention concerne encore une goutte 15, qui est agencée pour être fixée sur une platine. Cette goutte 15 est un insert qui comporte, pour le centrage d'un pion sur la platine, une implantation femelle de centrage 4. Selon l'invention, l'implantation femelle 4 de centrage s'étend selon une direction d'introduction Δ1, et comporte des facettes 5 selon une section polygonale orthogonalement à la direction d'introduction Δ1, et l'implantation femelle 4 est agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois des facettes 5, un pion de centrage à symétrie de révolution. On comprend que l'emploi d'une telle goutte 15 permet de transformer facilement une pièce d'horlogerie classique. La goutte 15 comporte avantageusement un diamètre extérieur 19 à tolérance étroite, agencé pour coopérer avec un alésage 20 ménagé sur une platine 3, avec un très faible serrage de l'ordre de quelques micromètres.
  • L'invention a été décrite ici avec une implantation femelle de centrage au niveau de la platine, ce qui représente le cas le plus usuel en horlogerie, mais on comprend que bien naturellement la configuration inverse est tout aussi bien réalisable, sans s'écarter de l'invention.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 100 comportant au moins un tel dispositif 1, ou/et au moins une telle goutte 15.
  • L'invention concerne encore un procédé de montage du pont 2 sur la platine 3 à l'aide du dispositif 1, ou bien du pont 2 sur une platine 3 équipée d'une goutte 15 telle que décrite ci-dessus. Selon ce procédé, on réalise les opérations suivantes dans cet ordre :
    • on usine la platine 3 pour réaliser l'implantation femelle de centrage 4, ou pour recevoir une goutte 15, que l'on fixe ensuite sur cette platine 3;
    • on usine la platine 3 pour réaliser le logement d'alignement 8 femelle rectiligne à faces parallèles 9, 10, ou on fixe sur la platine un insert comportant un tel logement d'alignement 8 ;
    • on positionne le pion de centrage 6 dans l'implantation femelle de centrage 4, et on l'enfonce librement selon la direction d'introduction Δ1 pour effectuer un pré-centrage, en maintenant le pont 2 à une distance de la platine 3 qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre le pont 2 et la platine 3. Ce pré-centrage est utile pour permettre l'introduction des pivots des éventuels mobiles dans des paliers du pont ;
    • on positionne le pion d'alignement 11 sur le logement d'alignement femelle 8, et on l'enfonce selon la direction d'introduction Δ1, pour effectuer un pré-centrage, en maintenant le pont 2 à une distance de la platine 3 qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre le pont 2 et la platine 3;
    • on chasse le pion de centrage 6 dans l'implantation femelle de centrage 4 de façon à faire coopérer la portée de centrage 7 avec au moins trois des facettes 5, en réglant le pont 2 à une distance de la platine 3 qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre le pont 2 et la platine 3;
    • on chasse le pion d'alignement 11 dans le logement d'alignement femelle 8, en réglant le pont 2 à une distance de la platine 3 qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre le pont 2 et la platine 3 ;
    • on immobilise au moins le pion de centrage 6 ou le pion d'alignement 11 sur la platine par pointage, c'est-à-dire en au moins un point, au moyen de colle, d'une fusion ponctuelle laser, ou similaire.
  • De façon facultative, on fixe le pont 2 sur la platine 3 par au moins une vis de serrage.
  • Dans la mise en oeuvre préférée de l'invention, le centrage femelle est réalisé sous la forme d'un triangle, avec lequel coopère une goupille cylindrique. Ainsi le contact est limité à trois segments courts, le centrage est assuré, et le montage et le démontage sont possibles du fait d'un ajustement forcé.
  • Ainsi le centrage et l'alignement entre pont et platine sont réalisés sans jeu, et sans perte de précision de positionnement. Au contraire, celle-ci est améliorée.
  • Du fait de l'ajustement forcé, à la fois de l'organe de centrage et de l'organe d'alignement, le maintien du pont est amélioré, tant lors de son opération de positionnement, que lors de son opération de vissage sur la ligne de production.
  • Cette disposition empêche encore que, lors du transport sur la ligne de montage entre ces deux opérations, le pont ne se soulève, et vienne en contact avec les pivots des roues et les endommage en les déformant quand on le fixe ensuite par vissage ou similaire. Cette disposition évite encore qu'on ne partage la lubrification dans des endroits non prévus, avec une distribution du lubrifiant autre que souhaitée.
  • Ces solutions apportées par l'invention à un problème récurrent en horlogerie, et qui n'a jamais été résolu de façon satisfaisante jusqu'à ce jour, débordent largement le domaine de l'horlogerie, et sont applicables facilement à tous les ajustements de mécanique de précision, tels que :
    • positionnement de montages d'usinage ;
    • positionnement des éléments de poinçons-matrices sur presses,
    • boîtiers à couvercles (armement, équipement avion), fermetures étanches, et similaires.
  • Bien entendu, des réalisations qui sont possibles en micro-mécanique et horlogerie par étampage, ou par mise en oeuvre des technologies MEMS, ou « LIGA », doivent être considérées autrement pour de la mécanique plus lourde, pour laquelle on mettra plutôt en oeuvre des technologies à base d'inserts rapportés, comportant des implantations femelles polygonales selon l'invention, qui permettront de maîtriser à volonté l'ampleur du serrage désiré pour la réalisation du centrage.

Claims (17)

  1. Dispositif de positionnement (1) entre un pont (2) et une platine (3), caractérisé en ce que ladite platine (3) comporte, pour le centrage dudit pont (2) sur ladite platine (3), une implantation femelle de centrage (4), s'étendant selon une direction d'introduction (Δ1) et comportant des facettes (5) selon une section polygonale ou en étoile orthogonalement à ladite direction d'introduction (Δ1), et ladite implantation femelle (4) étant agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois desdites facettes (5), un pion de centrage (6) à symétrie de révolution fixé sur ledit pont (2).
  2. Dispositif de positionnement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distribution des points de contact entre ladite implantation femelle (4) et ledit pion (6) est régulière par rapport à la circonférence de ce dernier, de façon à équilibrer, par rapport à l'axe de révolution de ce dernier, les forces de réaction auxquelles il est soumis de la part de ladite implantation femelle.
  3. Dispositif de positionnement (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite section polygonale est régulière autour d'un axe rectiligne.
  4. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite section polygonale est triangulaire.
  5. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite section polygonale est circonscrite à un cercle inscrit (C1) de diamètre (D1) inférieur au diamètre (D7) d'une portée de centrage cylindrique (7) que comporte ledit pion de centrage (6).
  6. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écart entre lesdits diamètres (D7; D1) est compris entre 2 et 15 µm.
  7. Dispositif de positionnement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit pion de centrage (6) est à profil étagé et comporte, en plus d'une portée de centrage cylindrique (7) de diamètre (D7), au moins une section d'introduction de diamètre (D8) inférieur ou égal audit diamètre (D1) dudit cercle inscrit dans ladite section polygonale.
  8. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite implantation femelle (4) est inscrite dans un cercle circonscrit (C2), et la valeur maximale de la flèche (F) entre le polygone définissant ladite section polygonale et ledit cercle (C2) circonscrit à ladite implantation femelle (4) est telle que : D1/2 < (D1/2) + F < (D1/2)/ sin 30°.
  9. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite platine (3) comporte, pour l'alignement dudit pont (2) par rapport à ladite platine (3), un logement d'alignement (8) femelle rectiligne à faces parallèles (9, 10) aligné selon une direction d'alignement (Δ2) sur un plan de symétrie (P) que comporte ladite implantation femelle (4) parallèlement à ladite direction d'introduction (Δ1), et ledit pont (2) comporte un pion d'alignement (11) comportant au moins deux portées cylindriques (12, 13) symétriques par rapport à un axe de révolution (Δ3).
  10. Dispositif de positionnement (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la distance entre lesdites faces parallèles (9, 10) dudit logement d'alignement (8) est inférieure au diamètre (D11) défini par les deux dites portées cylindriques (12, 13), et la différence entre ladite distance et ledit diamètre (D11) est comprise entre 2 et 15 µm.
  11. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pion de centrage (6) comporte un logement pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte ladite platine (3), pour la fixation dudit pont (2) sur ladite platine (3).
  12. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pion d'alignement (11) comporte un logement oblong pour la réception d'une vis agencée pour coopérer avec un taraudage que comporte ladite platine (3), pour la fixation dudit pont (2) sur ladite platine (3).
  13. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pont (2) comporte, autour dudit pion de centrage (6), un dégagement (14) agencé pour autoriser un refoulement de matière de ladite platine (3) lors du montage avec serrage dudit pion de centrage (6) dans ladite implantation femelle (4) de centrage.
  14. Dispositif de positionnement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite platine (3) est une platine de pièce d'horlogerie et ledit pont (2) est un pont de pièce d'horlogerie.
  15. Goutte (15) agencée pour être fixée sur une platine et comportant, pour le centrage d'un pion sur ladite platine, une implantation femelle de centrage (4), caractérisée en ce que ladite implantation femelle (4) de centrage s'étend selon une direction d'introduction (Δ1), et comportant des facettes (5) selon une section polygonale orthogonalement à ladite direction d'introduction (Δ1), et que ladite implantation femelle (4) est agencée pour recevoir, en appui sur au moins trois desdites facettes (5), un pion de centrage à symétrie de révolution.
  16. Pièce d'horlogerie comportant au moins un dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 14 ou au moins une goutte (15) selon la revendication 15.
  17. Procédé de montage dudit pont (2) sur ladite platine (3) à l'aide dudit dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que :
    - on usine ladite platine pour réaliser ladite implantation femelle de centrage (4), ou on fixe sur ladite platine une goutte (15) selon la revendication 15;
    - on usine ladite platine pour réaliser ledit logement d'alignement (8) femelle rectiligne à faces parallèles (9, 10) selon la revendication 9, ou on fixe sur ladite platine un insert comportant un tel logement d'alignement (8) ;
    - on positionne ledit pion de centrage (6) dans ladite implantation femelle de centrage (4) et on l'enfonce selon ladite direction d'introduction (Δ1) pour effectuer un pré-centrage, en maintenant ledit pont (2) à une distance de la platine (3) qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre ledit pont (2) et ladite platine (3);
    - on positionne ledit pion d'alignement (11) sur ledit logement d'alignement femelle (8), et on l'enfonce librement selon ladite direction d'introduction (Δ1), pour effectuer un pré-centrage, en maintenant ledit pont (2) à une distance de ladite platine (3) qui est supérieure à la distance théorique d'assemblage entre ledit pont (2) et ladite platine (3);
    - on chasse ledit pion de centrage (6) dans ladite implantation femelle de centrage (4) de façon à faire coopérer ladite portée de centrage (7) avec au moins trois desdites facettes (5), en réglant ledit pont (2) à une distance de ladite platine (3) qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre ledit pont (2) et ladite platine (3);
    - on chasse ledit pion d'alignement (11) dans ledit logement d'alignement femelle (8), en réglant ledit pont (2) à une distance de ladite platine (3) qui est égale à la distance théorique d'assemblage entre ledit pont (2) et ladite platine (3).
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