EP2791742A1 - Systeme antichoc de piece d'horlogerie en polymere - Google Patents

Systeme antichoc de piece d'horlogerie en polymere

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Publication number
EP2791742A1
EP2791742A1 EP12818483.5A EP12818483A EP2791742A1 EP 2791742 A1 EP2791742 A1 EP 2791742A1 EP 12818483 A EP12818483 A EP 12818483A EP 2791742 A1 EP2791742 A1 EP 2791742A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shock absorbing
pivot
bearing according
absorbing bearing
timepiece
Prior art date
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Granted
Application number
EP12818483.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2791742B1 (fr
Inventor
Julien Moulin
Jean-Luc Helfer
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ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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Filing date
Publication date
Application filed by ETA SA Manufacture Horlogere Suisse filed Critical ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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Publication of EP2791742A1 publication Critical patent/EP2791742A1/fr
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Publication of EP2791742B1 publication Critical patent/EP2791742B1/fr
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Classifications

    • 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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/004—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor characterised by the material used
    • 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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/02—Shock-damping bearings
    • 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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/06—Manufacture or mounting processes

Definitions

  • the present invention relates to a shock absorbing bearing for an axis of a mobile of a timepiece.
  • the shaft comprises a beam, comprising a support, said support being provided with a housing adapted to receive a suspended pivot system in which the tigeron is inserted.
  • the technical field of the invention is the technical field of fine mechanics.
  • the present invention relates to bearings for timepieces, and more particularly to the type for damping shocks.
  • Mechanical watch manufacturers have long designed numerous devices for absorbing the energy resulting from a shock by the axis by abutting against a wall of the hole of the base block through which it passes, while allowing a displacement momentum of the tigeron before it is brought back to its position of rest under the action of a spring.
  • Figures 1 and 2 illustrate a device, said inverted double cone, which is currently used in timepieces on the market.
  • the kitten 20 is held in a housing 6 of the support 1 by a spring 10 which comprises in this example radial extensions 9 compressing the stone against pivot 5.
  • the housing 6 has two bearing surfaces 7, 7a in the form of inverted cones on which support complementary bearing surfaces 8, 8a of the kitten 20, said litters to be executed with very high accuracy.
  • the counter-pivoting stone 5 moves and the spring 10 acts alone to bring the balance shaft 3 back to its initial position.
  • the spring 10 is dimensioned to have a limit of displacement so that beyond this limit, the axis of the balance comes into contact with abutments allowing said axis to absorb the shock, which the tigerons of the axis does not can do under pain of breaking.
  • the spring 10 cooperates with the complementary inclined planes 7, 7a; 8, 8a to refocus the kitten 20.
  • Such bearings have, for example been sold under the brand Incabloc®.
  • the Incabloc® system springs can be made of phynox, CuBe, Durimphy or brass and are manufactured by traditional cutting methods.
  • Shock absorbing bearings are also known in which the spring, the pierced stone and the counter-pivot stone form a whole.
  • the advantage of these shock absorbing bearings is to be less expensive.
  • the fact of using a formed spring to define a conical housing has the disadvantage of having a radial clearance that depends on the game or axial displacement.
  • the conical shape of the spring makes it possible, in good time, to maintain the axis of the wheel. But when the springs deform, the spring moves axially and radially.
  • the conical shape of the spring implies that a radial displacement is also present. It can be seen that the greater the axial displacement, the greater the radial clearance. This shape of the recess is also damaging to the balance shaft in normal times.
  • the pendulum generally has a frost of 0.02 to 0.04 mm resulting in a slight axial displacement of the pendulum when the timepiece stirs when worn.
  • a conical recess then causes a significant radial displacement of the balance shaft when the timepiece is worn.
  • the invention aims to overcome the drawbacks of the prior art by proposing to provide a shockproof timepiece system that has characteristics of uniform stiffness, which allows a better positioning of the axis of the damped wheel and which is simple to achieve.
  • the invention relates to a shock absorbing bearing for an axis of a mobile of a timepiece, said axis comprising a tigeron, said bearing comprising a support provided with a housing provided for receiving a pivot system. suspended in which the tigeron is inserted, characterized in that said pivot system is arranged to absorb, at least in part, the shocks suffered by the timepiece mobile and in that the pivot system comprises a body made in a first material provided with a core made of a second material, said first material being at least partially polymer.
  • a first advantage of the present invention is to have a pivot system which combines the suspension function and the pivot function in one piece whereas the systems according to the prior art dissociate these functions. with respectively a spring for the suspension function and an assembly consisting of a pierced stone and a pivot-against stone for the pivot function.
  • This particular arrangement thus makes it possible to obtain an anti-shock system that is less complex because it has fewer parts to assemble and is less expensive because it requires fewer parts to manufacture.
  • a second advantage is the use of a polymeric material. Indeed, this kind of material provides advantageous mechanical characteristics for both the pivot function and the suspension function.
  • the polymers have tribological properties such that their interaction with other polymers or with metals is facilitated. This therefore reduces the friction between a shaft carrying a metal wheel and the pivot means when said axis is rotated.
  • polymers also called plastics can be easily shaped by simple techniques such as molding, injection. These methods are simple and inexpensive and easily reproducible in series.
  • the second material is at least partially polymer.
  • the first material and the second material are identical so that the pivot system is formed in one piece.
  • the first material and / or the second material are completely polymeric.
  • the first material and / or the second material are loaded.
  • the polymer of the first material and / or the second material is selected from the group comprising polyoxymethylene, polyamide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide.
  • said pivot system is a pellet comprising an annular portion, a central portion and elastic arms connecting the central portion to the annular portion, the central portion comprising a recess so that the pivot which there is engaged can turn freely.
  • the pivot system comprises three resilient arms angularly offset by an angle of 120 °.
  • the recess consists of an opening having a first straight or rectangular portion followed by a trapezoidal portion.
  • An advantage of having a spring with a cylindrical hole in which the pin is inserted is to allow the radial clearance to be independent of the backlash. Thus during an axial displacement, the radial clearance is not changed.
  • This cylindrical hole makes it possible to have a value of total friction almost constant according to the inclination of the watch.
  • FIG. 1 and 2 show schematically a shockproof timepiece system the prior art
  • FIG. 3 and 4 show schematically a shockproof timepiece system according to the invention
  • FIG. 5 schematically represents a first variant of the shockproof timepiece system according to the invention and - Figure 6 schematically shows a second variant of the shockproof timepiece system according to the invention
  • the present invention proceeds from the general inventive idea of providing a shock absorbing system having greater reliability and providing better positioning using a polymeric material.
  • the damping bearing 100 is shown in Figure 3, which illustrates a part of a timepiece provided with bearings according to the invention.
  • the damping bearing 100 shown in Figure 3 comprises a frame comprising a support 103 in which a lower bearing 101 and an upper bearing 102 are mounted. These bearings 101, 102 are mounted in holes in said support 103.
  • a wheel 105 which may be a rocker, is pivotally mounted in the bearings. This wheel 105 comprises an axis 120 provided at its two ends with tigers 121 carrying pivots 122.
  • the upper bearing 102 comprises an annular piece 127 in the form of a disc having a peripheral wall 128.
  • This annular piece also comprises a flange 129 located on the surface of the disc and contiguous to the wall.
  • This annular piece 127 is pierced with a central hole 130.
  • the bearing 102 further comprises a pivoting means 126 disposed in the housing formed by the peripheral wall 128 and the flange 129.
  • the pivoting means 126 ' is placed on the flange 129 at its periphery so as to be suspended.
  • This pivoting means 126 is fixed to the annular piece 127 by driving, gluing, snapping or held by a ring.
  • pivoting means 126 ', 126' are therefore in contact with the support 101 at the level of the fixing with this one.
  • the fact of being suspended allows the pivot means 126 'to be able to refocus perfectly following a displacement due to a shock.
  • the lower bearing 101 is identical in design to the upper bearing 102, that is to say that it comprises an annular piece 124 in the form of a disk having a peripheral wall. This annular piece also comprises a rim located on the disk surface and contiguous to the wall. This annular piece 124 is pierced with a central hole 125.
  • the bearing 02 further comprises a pivoting means 126 disposed in the housing formed by the peripheral wall and the flange in a suspended manner. This pivoting means 126 is fixed to the annular piece 124 by driving, gluing, snapping or held by a ring.
  • the dimensions of the lower bearing 101 will be smaller than those of the upper bearing 102 to show that the size of the bearing is easily adjustable and can be reduced.
  • the dimensions of the upper bearing 102 and the lower bearing 101 may be identical.
  • the lower bearing 101 or upper 102 can be arranged so that the pivot means 126, 126 'is directly fixed in the support 103 by driving or gluing or welding.
  • Said bearing 101, 102 may comprise a part 200 in the form of a ring which serves to maintain the pivoting means 126, 126 'and a piece 201 in the form of a disk having a peripheral rim 202 and pierced at its center with a hole 125.
  • This piece 201 in the form of a pierced disc is used to serve as a stop and its flange 202 is used to ensure a suspended system.
  • the pivoting means 126, 126 ' is thus held radially by the walls of the hole made in the support 103 and axially by the annular piece 200 and the pierced disk-shaped part 201.
  • the pivoting means 126, 126 ', visible in Figure 4 are in the form of a pellet comprising a full annular portion 126a, a central portion 126b provided with a non-through cylindrical recess 126c and elastic arms 126d.
  • the non-through cylindrical recess 126c has a diameter chosen so that the pivot 122 engaged thereto can rotate freely therewith with a minimum clearance.
  • These arms 126d are wound substantially spirally so that they connect the central portion. 126b at the annular portion126a.
  • the pivoting means 126, 126 ' comprise three arms.
  • the pivoting means 126, 126 'of the upper bearing 102 are mounted in the annular part 127 of said upper bearing 102.
  • the pivoting means 126, 126' of the lower bearing 103 are mounted in the hole of the support 103.
  • the wheel is then pivotally mounted by being engaged at its pivots 122 in the non-through cylindrical recesses 126c of the pivoting means 126, 126 'and at its tigger 121 in the holes of the support 103.
  • the wheel 105 In the event of an axial impact, the wheel 105 is subjected to a force that is proportional to the acceleration undergone. This force is transmitted to the bearings by means of the pivots 122. The effect of this force and to deform the elastic arms 126d of the pivoting means 126, 126 'until the axis 120 of the wheel comes to bear , through its tigger 121, against the wall of the holes. In this case, the wheel is then stopped by the axis 120 which abuts on the support 127, 124 serving as a stop. As the dimensions of the axis 120 are much larger than those of the pivots 122, the energy produced during the impact against the stop is thus transmitted to the axis 120 allowing not to damage the pivots 122.
  • the resilient arms are dimensioned so that the tigels 121 come into contact with the annular pieces as soon as an acceleration of about 500g is reached.
  • the pivoting means 126, 126 ' are formed by three curved arms 126d whose attachment points, respectively to the annular portion 126a and the central portion 126b, are angularly offset by 120 degrees. It is obvious that the elastic function could be ensured with a different number of arms, or with other forms.
  • the pivoting means 126 comprise a conical recess so that the end of the tigeron can be inserted therein to have a difference in amplitude between the different positions of the watch minimized.
  • This conical recess known from EP 2 142 965 consists of an opening having a first straight or rectangular portion followed by a trapezoidal portion. The rounded tip of the pivot is dimensioned so that its rounded surface can bear against the inclined edge of the trapezoidal profile portion.
  • the pivoting means 126, 26 ' are made of polymers.
  • the polymers used may be polyoxymethylene or POM, polyamide or PA, polyphenylene sulphide or phenyl polysulfide PPS or polyetheretherketone or PEEK or any other polymer that may or may not be loaded.
  • the use of polymers to provide the pivot function is made possible because these materials have interesting tribological properties. Indeed, for the pivot function, it requires a material that supports the friction caused by the rotation of the axis carrying the wheel on said pivot. Preferably, the material constituting the pivoting means 126, 26 'must cause the least possible friction.
  • the tribological properties of the polymers make it possible to have polymer - polymer and polymer - metal interactions that minimize friction. This facilitates the rotation of the axle carrying the wheel by creating less friction between said axis and the pivoting means. This leads to a decrease in the losses associated with these rubs and therefore more efficient means of pivoting. And, moreover, these friction properties make it possible to envisage dispensing with the lubricant added to improve the interactions between the different parts. Indeed, the fact of using a charged polymer makes it possible to charge said polymer with a lubricant such as oil or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • a lubricant such as oil or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the use of the polymers to ensure the suspension function of said anti-shock system is made possible by the combination of a low elastic modulus (from 0.5 to 40 GPa instead of 440 Gpa for ruby or 329GPa for molybdenum or 114 GPa for titanium) and a capacity to withstand strong deformations.
  • the value of the elastic modulus can be compensated by arms of larger dimensions allowing the pivot means 126 to be very resistant to deformation and thus to withstand high stresses due to accelerations of about 500 g.
  • the polymers have the advantage of being able to be shaped using simple methods.
  • One technique used is, for example, injection molding.
  • this material is fed to the front of the plasticizing screw thus providing a supply of material ready to be injected (this is called the dosing phase).
  • the dynamic injection phase can begin.
  • the material present at the front of the plasticizing screw is injected under high pressure into a mold (or cavity) having the shape of the desired part.
  • This mold can be composed of two matrices assembled to one another.
  • the mold is regulated at a temperature below the transformation temperature (ranging from 15 ° C to 130 ° C in some cases).
  • This step is the one where one applies a constant pressure during a determined time in order to continue to feed the prints even though they are filled. This makes it possible to overcome the shrinkage of the material during its cooling. The room is cooled for a few seconds and then ejected.
  • pivoting means 126, 126 'are in the form of a part such as a pellet made of a material such as metal or ruby or a ceramic or in a denser or harder polymer. It is then understood that the pivoting means comprise a body made of a first material in which a core made of a second material is placed, said first material being at least partially polymer. This pellet is coated, at least on the surface, by overmoulding of a polymer coating as visible in FIG. 6. Pivoting means 126, 126 'are thus obtained comprising a core made of a material which improves the pivot and arm function. 126d polymer spring to use the properties of the polymers for the function suspension.
  • the pivoting means 126, 126 consist of two elements: the pellet made of a material such as metal or ruby or a ceramic or polymer denser or harder and a coating that covers at least partially said pellet.
  • This coating comprises the elastic arms 126d. It is then possible that the manufacturing is carried out by overmolding the coating on the pellet or by producing the coating separately and then assemble said coating and said pellet.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe (120) d'un mobile d'une pièce d'horlogerie. Ledit axe comprend un tigeron (121). Le palier comporte un support (102, 103) pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot (126, 126') dans lequel le tigeron est inséré. Le système pivot (126) est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d'horlogerie..

Description

SYSTEME ANTICHOC DE PI ECE D'HORLOG ERI E EN
POLYM ERE
La présente invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe d'un mobile d'une pièce d'horlogerie. L'axe comprend un tigeron, comportant un support, ledit support étant pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot suspendu dans lequel le tigeron est inséré.
Le domaine technique de l'invention est le domaine technique de la mécanique fine.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
La présente invention concerne des paliers pour pièces d'horlogerie, et plus particulièrement du type permettant d'amortir les chocs. Les constructeurs de montres mécaniques ont conçu depuis longtemps de nombreux dispositifs permettant de faire absorber l'énergie résultant d'un choc par l'axe en venant buter contre une paroi du trou du bloc de base qu'il traverse, tout en permettant un déplacement momentané du tigeron avant qu'il ne soit ramené à sa position de repos sous l'action d'un ressort.
Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif, dit à double cône inversé, qui est actuellement utilisé dans des pièces d'horlogerie se trouvant sur le marché.
Un support 1 , dont la base comporte un trou 2 pour le passage de l'axe de balancier 3 terminé par un tigeron 3a, permet de positionner un chaton 20 dans lequel sont immobilisées une pierre percée 4 traversée par le tigeron 3a et une pierre contre-pivot 5. Le chaton 20 est maintenu dans un logement 6 du support 1 par un ressort 10 qui comprend dans cet exemple des extensions radiales 9 comprimant la pierre contre-pivot 5. Le logement 6 comporte deux portées 7, 7a en forme de cônes inversés sur lesquelles prennent appui des portées complémentaires 8, 8a du chaton 20, lesdites portées devant être exécutées avec une très grande précision. En cas de choc axial, la pierre contre-pivot 5 se déplace et le ressort 10 agit seul pour ramener l'axe de balancier 3 dans sa position initiale. Le ressort 10 est dimensionné pour avoir une limite de déplacement de sorte qu'au delà de cette limite, l'axe du balancier arrive en contact avec des butées permettant audit axe d'absorber le choc, ce que les tigerons de l'axe ne peuvent faire sous peine de casser. En cas de choc latéral, c'est-à-dire lorsque l'extrémité du tigeron déséquilibre le chaton 20 hors de son plan de repos, le ressort 10 coopère avec les plans inclinés complémentaires 7, 7a ; 8, 8a pour recentrer le chaton 20. De tels paliers ont, par exemple été vendus sous la marque Incabloc®. Les ressorts des systèmes Incabloc® peuvent être réalisés en phynox, CuBe, Durimphy ou laiton et sont fabriqués par des moyens traditionnels de découpage.
Il est également connu des paliers amortisseurs de chocs dans lesquels le ressort, la pierre percée et la pierre contre-pivot forment un tout. L'avantage de ces paliers amortisseurs de chocs est d'être moins coûteux.
Ainsi, le document US 3,942,848 décrit un palier amortisseur de chocs comportant un corps annulaire destiné à être chassé dans un pont ou une platine. Un ressort formé pour définir un logement conique est fixé sur le corps. Ce logement forme une crapaudine à l'intérieur de laquelle un pivot conique du balancier vient s'engager. Dans une telle construction, les conditions de pivotement sont peu favorables, le pivotement métal sur métal engendrant des frottements importants. Par ailleurs, un palier de type crapaudine selon ce document US 3,942,848, coopérant avec un pivot conique est mal adapté pour une pièce d'horlogerie de qualité, le positionnement du balancier étant peu précis.
Par ailleurs, le fait d'utiliser un ressort formé pour définir un logement conique présente l'inconvénient d'avoir un jeu radial qui dépend du jeu ou du déplacement axial. En effet, la forme conique du ressort permet, en temps normal de bien maintenir l'axe de la roue. Mais lorsque les ressorts se déforment, le ressort se déplace axialement et radialement. Or, quand le ressort se déplace axialement, la forme conique du ressort implique qu'un déplacement radial est aussi présent. On constate alors que plus le déplacement axial est important et plus le jeu radial est important. Cette forme de l'évidement est également dommageable pour l'axe de balancier en temps normal. Effectivement, le balancier présent généralement un ébat de 0.02 à 0.04 mm entraînant un léger déplacement axial du balancier quand la pièce d'horlogerie remue lorsqu'elle est portée. Un évidement conique entraîne alors un déplacement radial important de l'axe de balancier lorsque la pièce d'horlogerie est portée.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant de fournir un système antichoc de pièce d'horlogerie qui possède des caractéristiques de rigidité homogène, qui permet un meilleur positionnement de l'axe de la roue amortie et qui est simple à réaliser.
A cet effet, l'invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe d'un mobile d'une pièce d'horlogerie, ledit axe comprenant un tigeron, ledit palier comportant un support pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot suspendu dans lequel le tigeron est inséré, caractérisé en ce que ledit système pivot est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d'horlogerie et en ce que le système pivot comprend un corps réalisé dans un premier matériau muni d'un noyau réalisé dans un second matériau, ledit premier matériau étant au moins partiellement polymère.
Un premier avantage de la présente invention est d'avoir un système pivot qui combine la fonction suspension et la fonction pivot en une seule pièce alors que les systèmes selon l'art antérieur dissocient ces fonctions avec respectivement un ressort pour la fonction suspension et un ensemble composé d'une pierre percée et d'une pierre contre pivot pour la fonction pivot. Cet agencement particulier permet ainsi d'obtenir un système antichoc moins complexe car ayant moins de pièces à assembler et moins coûteux car nécessitant moins de pièces à fabriquer.
Un second avantage est l'utilisation d'un matériau polymère. En effet, ce genre de matériau procure des caractéristiques mécaniques avantageuses à la fois pour la fonction pivot et pour la fonction suspension. Les polymères possèdent des propriétés tribologiques telles que leur interaction avec d'autres polymères ou avec des métaux sont facilitées. Cela réduit donc les frottements entre un axe portant une roue en métal et les moyens de pivotement lorsque ledit axe est mis en rotation.
A ces caractéristiques, s'ajoutent une grande facilité de mise en forme de ces matériaux. En effet, les polymères appelés aussi plastiques peuvent être facilement mis en forme par des techniques simples telles que le moulage, l'injection. Ces méthodes sont simples et peu coûteuses et facilement reproductibles en série.
Des modes de réalisation avantageux de ces systèmes pivot font l'objet des revendications dépendantes.
Dans un premier mode de réalisation avantageux, le second matériau est au moins partiellement polymère.
Dans un second mode de réalisation avantageux, le premier matériau et le second matériau sont identiques de sorte que le système pivot soit formé d'une seule pièce.
Dans un troisième mode de réalisation avantageux, le premier matériau et/ou le second matériau sont totalement polymères.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le premier matériau et/ou le second matériau sont chargés.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le polymère du premier matériau et/ou du second matériau est choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène, le polyamide, le polyétheréthercétone, le Polyphenylene Sulfide.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, ledit système pivot est une pastille comprenant une partie annulaire, une partie centrale et des bras élastiques reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant un évidement de manière à ce que le pivot qui y est engagé puisse y tourner librement.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, le système pivot comprend trois bras élastiques décalés angulairement d'un angle de 120°.
Dans un autre mode de réalisation avantageux, l'évidement consiste en une ouverture présentant une première portion droite ou rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale.
Un avantage d'avoir un ressort avec un trou cylindrique dans lequel l'axe est inséré est de permettre au jeu radial d'être indépendant du jeu axial. Ainsi lors d'un déplacement axial, le jeu radial n'est pas modifié. Ce trou cylindrique permet d'avoir une valeur de totale de frottement presque constance suivant l'inclinaison de la montre.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, avantages et caractéristiques du système antichoc selon la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante d'au moins une forme de réalisation de l'invention donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1 et 2 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d'horlogerie l'art antérieur;
- les figures 3 et 4 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d'horlogerie selon l'invention ;
- la figure 5 représente de manière schématique une première variante du système antichoc de pièce d'horlogerie selon l'invention et - la figure 6 représente de manière schématique une seconde variante du système antichoc de pièce d'horlogerie selon l'invention;
DESCRIPTION DETAILLEE
La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à procurer un système amortisseur de choc ayant une plus grande fiabilité et procurant un meilleur positionnement à l'aide d'un matériau polymère.
Le palier amortisseur 100 est représenté à la figure 3, qui illustre une partie de pièce d'horlogerie munie de paliers selon l'invention.
Le palier amortisseur 100 représenté à la figure 3 comprend un bâti comprenant un support 103 dans lequel un palier inférieur 101 et un palier supérieur 102 sont montés. Ces paliers 101 , 102 sont montés dans des trous pratiqués dans ledit support 103. Une roue 105, pouvant être un balancier, est montée en pivotement dans les paliers. Cette roue 105 comporte un axe 120 muni à ses deux extrémités de tigerons 121 portant des pivots 122.
Le palier supérieur 102 comprend une pièce annulaire 127 se présentant sous la forme d'un disque ayant une paroi périphérique 128. Cette pièce annulaire comprend également un rebord 129 localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 127 est percée d'un trou central 130. Le palier 102 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126 disposé dans le logement formé par la paroi périphérique 128 et le rebord 129. Le moyen de pivotement 126' est posé sur le rebord 129 au niveau de sa périphérie de sorte à être suspendu. Ce moyen de pivotement 126 est fixé à la pièce annulaire 127 par chassage, collage, encliquetage ou maintenu par une bague. Il existe donc un espace entre les moyens de pivotement 126', 126' et le fond du logement formé par la paroi périphérique 128 et le rebord 129. Les moyens de pivotements ne sont donc en contact avec le support 101 qu'au niveau de la fixation avec celui-ci. Le fait d'être suspendu permet aux moyens de pivotement 126' de pouvoir se recentrer parfaitement suite à un déplacement à cause d'un choc.
Le palier inférieur 101 est de conception identique au palier supérieur 102 c'est-à-dire qu'il comprend une pièce annulaire 124 se présentant sous la forme d'un disque ayant une paroi périphérique. Cette pièce annulaire comprend également un rebord localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 124 est percée d'un trou central 125. Le palier 02 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126 disposé dans le logement formé par la paroi périphérique et le rebord de façon suspendu. Ce moyen de pivotement 126 est fixé à la pièce annulaire 124 par chassage, collage, encliquetage ou maintenu par une bague. Dans le présent exemple, les dimensions du palier inférieur 101 seront plus faibles que celles du palier supérieur 102 afin de montrer que la taille du palier est facilement modulable et peut être réduite. Bien entendu, les dimensions du palier supérieur 102 et du palier inférieur 101 peuvent être identiques.
Toutefois, le palier inférieur 101 ou supérieur 102, dont une première variante est visible à la figure 5, peut être agencé de sorte que le moyen de pivotement 126, 126' soit directement fixé dans le support 103 par chassage ou collage ou soudage. Ledit palier 101 , 102 peut comprendre une pièce 200 se présentant sous la forme d'un anneau qui sert au maintient des moyens de pivotement 126, 126' et une pièce 201 se présentant sous la forme d'un disque ayant un rebord périphérique 202 et percée en son centre d'un trou 125. Cette pièce 201 en forme de disque percée est utilisée pour servir de butée et son rebord 202 est utilisé pour assurer un système suspendu. Le moyen de pivotement 126, 126' est ainsi maintenu de façon radiale par les parois du trou réalisé dans le support 103 et de façon axiale par la pièce annulaire 200 et la pièce en forme de disque percé 201. Les moyens de pivotement 126, 126', visibles à la figure 4 se présentent sous forme d'une pastille comprenant une partie annulaire pleine 126a, une partie centrale munie 126b d'un évidement cylindrique non traversant 126c et de bras élastiques 126d. L'évidement cylindrique non traversant 126c a un diamètre choisi de manière à ce que le pivot 122 qui y est engagé puisse y tourner librement avec un minimum de jeu. Ces bras 126d sont enroulés sensiblement en spirale de sorte qu'ils relient la portion centrale 126b à la partie annulaire126a. Préférentiellement, les moyens de pivotement 126, 126' comprennent trois bras. Les moyens de pivotement 126, 126' du palier supérieur 102 sont montés dans la pièce annulaire127 dudit palier supérieur 102. Les moyens de pivotement 126, 126' du palier inférieur 103 sont montés dans le trou du support 103.
La roue est alors montée pivotante en étant engagée au niveau de ses pivots 122 dans les évidements cylindriques non traversants 126c des moyens de pivotement 126, 126'et au niveau de ses tigerons 121 dans les trous du support 103.
En cas de choc axial, la roue 105 est soumise à une force qui est proportionnelle à l'accélération subie. Cette force est transmise aux paliers par l'intermédiaire des pivots 122. L'effet de cette force et de déformer les bras élastiques 126d des moyens de pivotement 126, 126' jusqu'à ce que l'axe 120 de la roue vienne prendre appui, par l'intermédiaire de ses tigerons 121, contre la paroi des trous. Dans ce cas, la roue est alors stoppée par l'axe 120 qui butte sur le support 127, 124 servant de butée. Comme les dimensions de l'axe 120 sont beaucoup plus importantes que celles des pivots 122, l'énergie produite lors du choc contre la butée est donc transmise à l'axe 120 permettant de ne pas endommager les pivots 122. De façon préférentielle, les bras élastiques sont dimensionnés de manière à ce que les tigerons 121 entrent en contact avec les pièces annulaires dès qu'une accélération d'environ 500g est atteinte.
De façon préférentielle, les moyens de pivotement 126, 126'sont formés par trois bras recourbés 126d dont les points d'attache, respectivement à la partie annulaire 126a et à la partie centrale 126b, sont décalés angulairement de 120 degrés. Il est bien évident que la fonction élastique pourrait être assurée avec un nombre différent de bras, ou avec d'autres formes.
On pourra également comprendre que les moyens de pivotement 126 comprennent un évidement conique afin que l'extrémité du tigeron puisse s'y insérer permettant d'avoir un écart d'amplitude entre les différentes positions de la montre réduit au minimum. Cet évidement conique connu du brevet EP 2 142 965 consiste en une ouverture présentant une première portion droite ou rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale. La pointe arrondie du pivot est dimensionnée de manière à ce que sa surface arrondie puisse venir en appui contre le bord incliné de la portion de profil trapézoïdal.
Avantageusement, les moyens de pivotement 126, 26' sont réalisés en polymères. Les polymères utilisés peuvent être du polyoxyméthylène ou POM, du polyamide ou PA, du Polyphenylene Sulfide ou Polysulfure de phénylène PPS ou du polyétheréthercétone ou PEEK ou tout autre polymère pouvant être chargé ou non.
En effet, ces polymères ou plastiques possèdent de nombreuses caractéristiques leurs permettant d'être utilisés pour la réalisation des moyens de pivotements 126, 126' de sorte à réaliser un système antichoc efficace.
En premier lieu, l'utilisation des polymères pour assurer la fonction pivot est rendue possible car ces matériaux possèdent des propriétés tribologiques intéressantes. Effectivement, pour la fonction pivot, il faut un matériau qui supporte les frottements occasionnés par la rotation de l'axe portant la roue sur ledit pivot. Préférentiellement, le matériau constituant les moyens de pivotement 126, 26' doit occasionner le moins de frottements possibles.
Or, les propriétés tribologiques des polymères permettent d'avoir des interactions polymères - polymères et polymères - métal minimisant les frottements. Cela permet de faciliter la rotation de l'axe portant la roue en créant moins de frottements entre ledit axe et les moyens de pivotement. Cela entraîne une baisse des pertes liées à ces frottements et donc des moyens de pivotement plus efficaces. Et par ailleurs, ces propriétés de frottement permettent d'envisager de se passer de lubrifiant ajouté pour améliorer les interactions entre les différentes pièces. En effet, le fait d'utiliser un polymère chargé permet de chargé ledit polymère avec un lubrifiant comme de l'huile ou du Polytétrafluoroéthylène (PTFE).
En second lieu, l'utilisation des polymères pour assurer la fonction suspension dudit système antichoc est rendue possible par l'association d'un faible module élastique (de 0.5 à 40 GPa au lieu de 440 Gpa pour le rubis ou 329GPa pour le molybdène ou 114 GPa pour le titane) et d'une capacité à supporter de fortes déformations. La valeur du module élastique peut être compensée par des bras aux dimensions plus importantes permettant aux moyens de pivotements 126 d'être très résistant à la déformation et donc de supporter des contraintes élevées dues à des accélérations d'environ 500 g.
De plus, les polymères ont l'avantage de pouvoir être mis en forme à l'aide de procédés simples. Une technique utilisée est par exemple le moulage par injection.
Tout d'abord, on se munit de la matière première qui se présente sous la forme de petits granulés de plastique dépassant rarement les quelques millimètres. Ces granulés servent à alimenter la vis de plastification (type vis sans fin) de la machine d'injection. Celle-ci est ensuite chauffée et régulée en température via un fourreau de plastification. La rotation de la vis de plastification et l'action conjuguée de la température du fourreau permettent de ramollir les granulés de matière plastique en les amenant jusqu'à un état visqueux.
Par la suite, cette matière est acheminée à l'avant de la vis de plastification donnant ainsi une réserve de matière prête à être injectée (c'est ce que l'on appelle la phase de dosage).
Puis, la phase d'injection dynamique peut commencer. Dans cette phase, la matière présente à l'avant de la vis de plastification est injectée sous forte pression à l'intérieur d'un moule (ou cavité) présentant la forme de la pièce souhaitée. Ce moule peut être composé de deux matrices assemblées l'une à l'autre. Le moule est régulé à une température inférieure à la température de transformation (allant de 15°C à 130°C dans certains cas).
Enfin, la phase de maintien est réalisée. Cette étape est celle où l'on applique une pression constante durant un temps déterminé afin de continuer à alimenter les empreintes malgré que celles-ci soient remplies. Ceci permet de pallier le retrait de la matière durant son refroidissement. La pièce est refroidie durant quelques secondes puis éjectée.
Cette méthode d'injection permet de réaliser une variante de l'invention dans laquelle les moyens de pivotement 126, 126' se présentent sous la forme d'une pièce comme une pastille réalisée en un matériau tel que du métal ou du rubis ou une céramique ou en polymère plus dense ou plus dur. On comprend alors que les moyens de pivotement comprennent un corps réalisé dans un premier matériau dans lequel un noyau réalisé dans un second matériau est placé, ledit premier matériau étant au moins partiellement polymère. Cette pastille est revêtue, au moins en surface, par surmoulage d'un revêtement en polymère comme visible à la figure 6. On obtient alors des moyens de pivotement 126, 126' comprenant un noyau dans un matériau qui améliore la fonction pivot et des bras ressort 126d en polymère afin d'utiliser les propriétés des polymères pour la fonction suspension. En effet, il est envisageable que les moyens de pivotement 126, 126' se composent de deux éléments : la pastille réalisée en un matériau tel que du métal ou du rubis ou une céramique ou en polymère plus dense ou plus dur et un revêtement qui recouvre au moins partiellement ladite pastille. Ce revêtement comprend les bras élastiques 126d. Il est alors possible que la fabrication soit réalisée en surmoulant le revêtement sur la pastille ou en réalisant le revêtement à part pour ensuite assembler ledit revêtement et ladite pastille.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Palier amortisseur de chocs pour un axe (120) d'un mobile d'une pièce d'horlogerie, ledit axe comprenant un tigeron (121), ledit palier comportant un support (102, 103) pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot (126, 126') suspendu dans lequel le tigeron est inséré, caractérisé en ce que ledit système pivot (126, 126') est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d'horlogerie et en ce que le système pivot (126) comprend un corps réalisé dans un premier matériau muni d'un noyau réalisé dans un second matériau, ledit premier matériau étant au moins partiellement polymère.
2. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le second matériau est au moins partiellement polymère.
3. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier matériau et le second matériau sont identiques de sorte que le système pivot (126, 126') soit formé d'une seule pièce.
4. Palier amortisseur de chocs selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier matériau et/ou le second matériau sont totalement polymères.
5. Palier amortisseur de chocs selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier matériau et/ou le second matériau sont chargés.
6. Palier amortisseur de chocs selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le polymère du premier matériau et/ou du second matériau est choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène, le polyamide, le polyétheréthercétone, le Polyphenylene Sulfide.
7 Palier amortisseur de chocs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système pivot est une pastille comprenant une partie annulaire (126a), une partie centrale (126b) et des bras élastiques (126d) reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant un evidement (126c) de manière à ce que le pivot qui y est engagé puisse y tourner librement.
8. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 7, caractérisé en ce que le système pivot comprend trois bras élastiques (126d) décalés angulairement d'un angle de 120°.
9. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'évidement (126c) consiste en une ouverture présentant une première portion droite ou rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale.
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