EP2592499A1 - Masse oscillante - Google Patents

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EP2592499A1
EP2592499A1 EP12190400.7A EP12190400A EP2592499A1 EP 2592499 A1 EP2592499 A1 EP 2592499A1 EP 12190400 A EP12190400 A EP 12190400A EP 2592499 A1 EP2592499 A1 EP 2592499A1
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EP
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oscillating mass
heavy metal
mass according
base
lugs
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EP12190400.7A
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Laurent Kaelin
Xavier Tinguely
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ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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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
    • G04B5/00—Automatic winding up
    • G04B5/02—Automatic winding up by self-winding caused by the movement of the watch
    • G04B5/16—Construction of the weights
    • G04B5/165—Weights consisting of several parts

Definitions

  • the present invention relates to the oscillating masses for an automatic winding watch.
  • the present invention relates more particularly to such oscillating masses made of plastic or resin.
  • Watch parts made of plastic or synthetic resin are known. These parts can be made by molding processes, which has the advantage of allowing to obtain various shapes sometimes very complicated without any recovery operation. These pieces also have the characteristic of having a density close to 1 and therefore of being light; which is most often an advantage.
  • the characteristic of lightness that the pieces made of plastic can also constitute a serious defect. This is particularly the case when the plastic part is intended to serve as an oscillating weight in an automatic winding. Indeed, in an automatic winding, the winding torque is proportional to the unbalance of the oscillating weight.
  • the patent document US 3,942,317 proposes to make by molding parts having a density greater than 7. These parts are made from a mass of plastic material in which a large amount of particles of a heavy metal have been dispersed.
  • the proposed method is intended in particular to the realization of oscillating masses for winding of automatic watches.
  • a disadvantage of the parts made by this method is that they are brittle. Indeed, tests performed by the Applicant have shown that the oscillating weight has a tendency to break in case of shock on the watch.
  • One possible solution for improving the impact resistance of the oscillating masses produced by the above method is to also add fibers (glass or carbon fibers, for example) to the mass of plastics material loaded with heavy metal particles. .
  • the presence of fibers has the effect, at the same time, to increase the stiffness and improve the impact resistance of plastic parts injected.
  • a disadvantage of this solution is that the simultaneous addition of fibers and heavy metal particles has the effect of significantly increasing the viscosity of the plastic material to be injected. From a certain concentration of fibers and metal particles, the viscosity of the mixture becomes so high that the injection operation of the preparation in a mold can not proceed normally. Thus, it will be understood that practical reasons limit the maximum density, and therefore the unbalance, oscillating masses made of plastic loaded with heavy metal particles.
  • An object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by providing a plastic oscillating mass having a density, and more particularly an unbalance, higher than that of known plastic oscillating masses.
  • the present invention achieves this goal by providing an oscillating weight for automatic watch winding according to the appended claim 1.
  • composite material generally refers to a material consisting of a plastic matrix and a reinforcement (preferably in the form of fibers) which provides the mechanical strength.
  • the composite material is first injected into a mold in the liquid state to form the base piece.
  • the peripheral part, at least, of the base part is made of a composite material previously loaded with heavy metal particles; preferably tungsten particles.
  • the heavy metal elements of the invention are then crimped in housings that has the peripheral portion of the base piece.
  • the base piece of the oscillating mass according to the invention is made of composite material loaded with heavy metal particles.
  • the base piece can be made from a composite material without heavy metal particles. The realization of such uncharged variants is not described in detail here, since the skilled person is able to achieve without difficulty such base parts according to the present invention.
  • a homogeneous mixture is prepared containing the plastic material, the heavy metal particles, and the reinforcement in the form of fibers; this mixture being in the liquid state.
  • tungsten can be obtained in the form of granules of polyamide 12 (density 1.02) loaded with tungsten powder (density 19.2). These granules are marketed in particular under the trademark Gravi-Tech ® GRV-NJ-110-W by the company PolyOne Corporation. The mixture from which the granules are made has a density of 11.0 and is suitable for injection molding.
  • fibers mixed with polyamide 12 are marketed, for example, the EMS-GRIVORY company under the name Grilamid ® TRVX Natur-50X9. It is also pellets. They consist of approximately 50% (by volume) of glass fibers; the rest being polyamide 12.
  • the mixture according to the invention can be prepared by mixing granules of Grilamid TR ® and Gravi-Tech ® so that the Grilamid preferably constitutes between 2.5% and 5% of the total weight of the product. mixed.
  • This mixture of granules is used to feed the molding reservoir of an installation which may be of the usual type. It will be understood that Grilamid TR ® and Gravi-Tech ® granules have very different densities. Grilamid TR ® granules therefore tend to concentrate in the upper part of the mixture. It is therefore important to ensure that the mixture is homogeneous, so as to ensure good reproducibility of the molded parts.
  • the injection molding of the heavy metal and fiber-filled plastic material allows relatively complicated basic parts to be made in a single shaping operation without the need for rework or finishing operations.
  • injection molding makes it possible to produce the base part of the oscillating mass represented in the figures.
  • This oscillating mass therefore comprises a base part 1 comprising a serge 3 extending over a circular arc of approximately 180 °, and a plate sector 5 connecting the serge 3 to the axis of rotation of the oscillating mass.
  • the serge 3 constitutes the peripheral portion of the base piece, and that the plate sector 5 constitutes the inner part of this piece.
  • the peripheral portion 3 comprises housings 7 in which are crimped pellets 9 of heavy metal.
  • the housings are all placed on the movement side of the oscillating mass, and that the bottom side of the oscillating mass (cf. figure 1b ) has a perfectly smooth surface. This arrangement confers a particularly sober aesthetic to a movement equipped with this oscillating mass.
  • the heavy metal pellets 9 are forced into the cylindrical housings 7 of the base part 1 once it is demolded and cooled.
  • the oscillating weight with the greatest unbalance is obtained by inserting a heavy metal pellet 9 in each of the six housings 7 formed in the peripheral portion. An oscillating mass with a smaller imbalance can be obtained for example by leaving an empty housing 7 at each end. Such an arrangement leads to a total of four heavy metal pellets 9 instead of six.
  • the housings 7 are partially closed by small lugs 11 integral with the peripheral portion 3 of the base piece.
  • the lugs 11 are arranged to resiliently lock the housing once the heavy metal pellets 9 has been inserted by force.
  • each wafer 9 is elastically held by three lugs regularly distributed over the circumference of the housing 7.
  • the number of lugs per housing can be any.
  • a housing 7 could have four lugs spaced 90 °, or two lugs spaced 180 °, or even a single lug.
  • the lugs 11 have at their base an indentation 13 provided to make the lug more flexible.
  • the size of the pin and the presence or absence of indentation at its base depends essentially on the elasticity and flexibility of the composite material used to make the peripheral portion 3 of the piece basic 1.
  • the heavy metal elements could just as well be glued to the bottom of the housing, or kept each in its own. housing by means of a filling acting as a plug to close the housing.
  • the housing 7 could be closed on the heavy metal pellets 9 by means of a single piece of tape.
  • the elements or pellets of heavy metal 9 could be produced by pressing metal powder and by sintering (no mechanical retouching if not a setting in thickness). It is known that the density of pellets obtained by powder pressing and sintering can be very large. In addition, this variant makes it possible to reuse certain powder waste. It is therefore particularly economical.
  • the basic piece may be shaped like a complete disk rather than a disk sector.
  • the serge of the base piece thus extends over 360 °.
  • the heavy metal elements are found only on a limited sector of the serge, so as to give the oscillating mass its imbalance.
  • the peripheral portion 3 and the inner portion 5 of the base part 1 from two different plastics. For example, it is possible to inject the plastic material loaded with tungsten to form the heavy peripheral segment during a first operation. Then, we can inject plastic material loaded only fibers during a second operation to form the inner part of the base part.

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

La masse oscillante est destinée à une utilisation dans un remontoir automatique de montre. Elle comporte une pièce de base (1) en matériau composite et des éléments en métal lourd (9). La pièce de base comprend une partie intérieure (5) et une partie périphérique (3), la partie périphérique comportant des logements dans lesquels sont sertis les éléments en métal lourd.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • La présente invention concerne les masses oscillantes pour montre à remontoir automatique. La présente invention concerne plus particulièrement de telles masses oscillantes réalisées en plastique ou en résine.
    • ART ANTERIEUR
  • On connaît des pièces de montre réalisées en matière plastique ou en résine synthétique. Ces pièces peuvent être réalisées par des procédés de moulage, ce qui présente l'avantage de permettre d'obtenir des formes diverses parfois très compliquées sans aucune opération de reprise. Ces pièces ont également la caractéristique d'avoir une densité voisine de 1 et donc d'être légères ; ce qui constitue le plus souvent un avantage.
  • Toutefois, on comprendra que la caractéristique de légèreté que présentent les pièces réalisées en plastique peut également constituer un grave défaut. C'est notamment le cas lorsque la pièce en plastique est destinée à servir de masse oscillante dans un remontoir automatique. En effet, dans un remontoir automatique, le couple de remontage est proportionnel au balourd de la masse oscillante.
  • Dans le but de remédier au défaut mentionné ci-dessus, le document de brevet US 3,942,317 propose de réaliser par moulage des pièces ayant une densité supérieure à 7. Ces pièces sont réalisées à partir d'une masse de matière plastique dans laquelle ont été dispersées une grande quantité de particules d'un métal lourd. Le procédé proposé est destiné notamment à la réalisation de masses oscillantes pour remontoir de montres automatiques. Un inconvénient des pièces réalisées par ce procédé est qu'elles sont cassantes. En effet, des tests effectués par la demanderesse ont montré que la masse oscillante avait tendance à se casser en cas de choc sur la montre.
  • Une solution envisageable pour améliorer la résistance au choc des masses oscillantes réalisées selon le procédé ci-dessus, est d'ajouter également des fibres (des fibres de verre ou de carbone par exemple) à la masse de matière plastique chargée de particules de métal lourd. La présence de fibres a pour effet, tout à la fois, d'augmenter la raideur et d'améliorer la résistance au choc des pièces en matière plastique injectée. Toutefois, un inconvénient de cette solution est que l'ajout simultané de fibres et de particules de métal lourd a pour effet d'augmenter considérablement la viscosité de la matière plastique à injecter. A partir d'une certaine concentration en fibres et de particules de métal, la viscosité du mélange devient même tellement élevée que l'opération d'injection de la préparation dans un moule ne peut plus se dérouler normalement. Ainsi, on comprendra que des raisons pratiques limitent la densité maximum, et donc le balourd, des masses oscillantes réalisées en plastique chargé de particules de métal lourd.
    • BREF EXPOSE DE L'INVENTION
  • Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients susmentionnés en fournissant une masse oscillante en plastique ayant une densité, et plus particulièrement un balourd, plus élevé que celui des masses oscillantes en plastique connues. La présente invention atteint ce but en fournissant une masse oscillante pour remontoir automatique de montre conforme à la revendication 1 annexée.
  • Précisons qu'ici, l'expression « métal lourd » désigne tout métal dont la densité est supérieure à 11, et préférablement supérieure à 17. D'autre part, l'expression « matériau composite » désigne ici généralement un matériau constitué d'une matrice en matière plastique et d'un renfort (de préférence sous la forme de fibres) qui assure la tenue mécanique.
  • Pour réaliser la masse oscillante selon l'invention, le matériau composite est tout d'abord injecté dans un moule à l'état liquide pour former la pièce de base. Selon une variante avantageuse de la présente invention, la partie périphérique, au moins, de la pièce de base est réalisée en un matériau composite préalablement chargé de particules de métal lourd ; de préférence de particules de tungstène. Les éléments en métal lourd de l'invention sont ensuite sertis dans des logements que présente la partie périphérique de la pièce de base.
    • BREVES DESCRIPTION DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1a est une vue en perspective du côté mouvement d'une masse oscillante selon un mode de réalisation particulier de la présente invention ;
    • la figure 1b est une vue en perspective du côté fond de la masse oscillante de la figure 1a.
    • la figure 2a est une vue partielle en plan montrant plus en détail une pastille de métal lourd maintenue élastiquement dans son logement par trois ergots ;
    • la figure 2b est une coupe selon D-D de la figue 2a ;
    • la figure 3 est une vue partielle en coupe de la masse oscillante des figures 1a et 1b, la coupe passant par l'axe de rotation de la masse oscillante et se prolongeant radialement à travers la partie périphérique de celle-ci.
    DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
  • Dans le mode de réalisation illustré, la pièce de base de la masse oscillante selon l'invention est réalisée en matériau composite chargé de particules de métal lourd. Rappelons toutefois que selon d'autre variante de l'invention, la pièce de base peut être réalisée à partir d'un matériau composite sans particules de métal lourd. La réalisation de telles variantes non chargées n'est pas décrite en détail ici, puisque l'homme du métier est capable de réaliser sans difficulté de telles pièces de base conformes à la présente invention.
  • Pour réaliser une pièce de base en matériau composite chargé de métal lourd, on peut procéder de la manière suivante. On prépare d'abord un mélange homogène contenant la matière plastique, les particules de métal lourd, et le renfort sous forme de fibres ; ce mélange étant à l'état liquide. De manière avantageuse, il est possible d'utiliser des produits intermédiaires disponibles dans le commerce pour préparer le mélange.
  • On peut par exemple se procurer le tungstène sous la forme de granulés de polyamide 12 (densité 1,02) chargé de poudre de tungstène (densité 19,2). Ces granulés sont commercialisés notamment sous la marque Gravi-Tech® GRV-NJ-110-W par la société PolyOne Corporation. Le mélange dont sont faits les granulés a une densité de 11.0 et il convient pour le moulage par injection. De même, des fibres mélangées à du polyamide 12 sont commercialisées, par exemple, par la société EMS-GRIVORY sous l'appellation Grilamid® TRVX-50X9 Natur. Il s'agit également de granulés. Ils sont constitués d'environ 50% (en volume) de fibres de verre ; le reste étant du polyamide 12.
  • On peut réaliser le mélange selon l'invention en mélangeant des granulés de Grilamid TR® et de Gravi-Tech® de manière à ce que le Grilamid constitue de préférence entre 2,5% et 5% du poids total du mélange. On utilise ce mélange de granulés pour alimenter le réservoir de moulage d'une installation qui peut être de type usuel. On comprendra que les granulés de Grilamid TR® et de Gravi-Tech® ont des densités très différentes. Les granulés de Grilamid TR® ont donc tendance à se concentrer dans la partie supérieure du mélange. Il est donc important de s'assurer que le mélange est bien homogène, de manière à garantir une bonne reproductibilité des pièces moulées.
  • Le moulage par injection de la matière plastique chargée de métal lourd et de fibres permet de réaliser des pièces de base de forme relativement compliquée en une seule opération de mise en forme, sans nécessiter d'opération de reprise ou de finition. A titre d'exemple, le moulage par injection permet de réaliser la pièce de base de la masse oscillante représentée dans les figures. Cette masse oscillante comporte donc une pièce de base 1 comportant une serge 3 s'étendant sur un arc de cercle d'environ 180°, et un secteur de planche 5 reliant la serge 3 à l'axe de rotation de la masse oscillante. On comprendra que la serge 3 constitue la partie périphérique de la pièce de base, et que le secteur de planche 5 constitue la partie intérieure de cette pièce. On peut voir encore sur la figure 1a que la partie périphérique 3 comporte des logements 7 dans lesquels sont sertis des pastilles 9 en métal lourd. Dans l'exemple illustré, on peut voir que les logements sont tous placés du côté mouvement de la masse oscillant, et que le côté fond de la masse oscillante (cf. figure 1b) présente une surface parfaitement lisse. Cet arrangement confère une esthétique particulièrement sobre à un mouvement équipé de cette masse oscillante.
  • Dans les l'exemple illustré, les pastilles de métal lourd 9 sont insérées à force dans les logements cylindriques 7 de la pièce de base 1 une fois celle-ci démoulée et refroidie. Un avantage de cette manière de procéder et qu'elle permet de produire des masses oscillantes avec des balourds différents à partir de la même pièce de base. En effet, on comprendra que le balourd de la masse oscillante dépend dans une large mesure du nombre de pastilles de métal lourd 9 dont est munie la partie périphérique 3 de la pièce de base. Par exemple, si l'on se réfère à nouveau aux figures, on comprendra que la masse oscillante avec le plus fort balourd est obtenue en insérant une pastille de métal lourd 9 dans chacun des six logements 7 formés dans la partie périphérique. Une masse oscillante avec un balourd moins important peut être obtenue par exemple en laissant un logement 7 vide à chaque extrémité. Un tel arrangement conduit à un total de quatre pastilles de métal lourd 9 au lieu de six.
  • Comme illustré plus particulièrement dans les figure 2A et 2B, dans le présent mode de réalisation, les logements 7 sont partiellement fermés par des petits ergots 11 venant de matière avec la partie périphérique 3 de la pièce de base. Comme le montre la vue en coupe de la figure 2B, les ergots 11 sont agencés de manière à verrouiller élastiquement les logements une fois que la pastilles en métal lourd 9 a été insérée à force. Dans l'exemple illustré, chaque pastille 9 est maintenue élastiquement par trois ergots répartis de manière régulière sur la circonférence du logement 7. On comprendra toutefois, que le nombre d'ergots par logement peut être quelconque. Par exemple, au lieu de comporter trois ergots espacés de 120°, un logement 7 pourrait comporter quatre ergot espacés de 90°, ou encore deux ergots espacés de 180°, ou même un seul ergot.
  • En se référant encore au vue en coupe 2B et 3, on peut observer que les ergots 11 présentent à leur base une indentation 13 prévue pour rendre l'ergot plus flexible. L'homme du métier comprendra que la taille de l'ergot et la présence ou non d'une indentation au niveau de sa base dépendent essentiellement de l'élasticité et de la flexibilité du matériau composite utilisé pour réaliser la partie périphérique 3 de la pièce de base 1.
  • On comprendra toutefois, qu'au lieu d'être maintenus en place par verrouillage élastique, les éléments de métal lourd pourraient tout aussi bien être collés au fond des logements, ou encore maintenus chacun dans son logement au moyen d'une garniture jouant le rôle de bouchon pour refermer le logement. Dans le même ordre d'idée, selon une variante particulièrement simple, les logements 7 pourraient être refermés sur les pastilles en métal lourd 9 au moyen d'un simple morceau de ruban adhésif.
  • Selon une variante particulièrement avantageuse de la présente invention, les éléments ou pastilles de métal lourd 9 pourraient être produits par pressage de poudre métallique et par frittage (pas de retouches mécaniques si ce n'est une mise en épaisseur). On sait que la densité des pastilles obtenues par pressage de poudre et frittage peut être très grande. De plus, cette variante permet de réutiliser certains déchets de poudre. Elle est donc particulièrement économique.
  • On comprendra en outre que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour un homme du métier peuvent être apportées au mode de réalisation qui fait l'objet de la présente description sans sortir du cadre de la présente invention définie par les revendications annexées. On pourra notamment donner à la pièce de base la forme d'un disque complet plutôt que d'un secteur de disque. Selon cette dernière variante, la serge de la pièce de base (partie périphérique) s'étend donc sur 360°. Les éléments de métal lourd, toutefois, ne se trouvent que sur un secteur limité de la serge, de façon à donner à la masse oscillante son balourd.
  • Selon encore une autre variante, on pourra réaliser la partie périphérique 3 et la partie intérieure 5 de la pièce de base 1 à partir de deux matières plastiques différentes. On pourra par exemple injecter la matière plastique chargée de tungstène pour former le segment périphérique lourd lors d'une première opération. Ensuite, on pourra injecter de la matière plastique chargée uniquement de fibres lors d'une seconde opération pour former la partie intérieure de la pièce de base.

Claims (11)

  1. Masse oscillante pour remontoir automatique de montre comportant une pièce de base (1) en matériau composite et des éléments en métal lourd (9), la pièce de base comprenant une partie intérieure (5) et une partie périphérique (3), la partie périphérique comportant des logements dans lesquels sont sertis les éléments en métal lourd.
  2. Masse oscillante selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits logements sont des trous borgnes partiellement fermés par au moins un ergot venant de matière avec la partie périphérique.
  3. Masse oscillante selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'ergot présente à sa base une indentation prévue le rendre plus flexible.
  4. Masse oscillante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments en métal lourd ont la forme de pastilles cylindriques.
  5. Masse oscillante selon la revendication 4, caractérisée en ce que les logements sont des trous cylindriques borgnes partiellement fermés par des ergots venant de matière avec la paroi cylindriques des trous, les ergots étant régulièrement espacés autour des trous cylindriques.
  6. Masse oscillante selon la revendication 5, caractérisée en ce que les ergots présentent à leur base une indentation prévue les rendre plus flexibles.
  7. Masse oscillante selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la paroi cylindrique de chaque trou présente trois ergots régulièrement espacés.
  8. Masse oscillante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau composite dans lequel la partie périphérique (3) de la pièce de base (1) est fabriquée est lui-même chargé de particules de métal lourd.
  9. Masse oscillante selon la revendication 8, caractérisée en ce que la partie intérieure (5) et la partie périphérique (3) de la pièce de base (1) sont réalisées à partir de deux matériaux composites distincts par surmoulage d'une des parties sur l'autre.
  10. Masse oscillante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie périphérique comporte également des logements qui ne contiennent pas d'élément en métal lourd.
  11. Masse oscillante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments en métal lourd (9) sertis dans les logements sont recouverts par une garniture.
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