EP2952971A1 - Ancre pour mécanisme d'échappement d'un mouvement de montre - Google Patents

Ancre pour mécanisme d'échappement d'un mouvement de montre Download PDF

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EP2952971A1
EP2952971A1 EP14171389.1A EP14171389A EP2952971A1 EP 2952971 A1 EP2952971 A1 EP 2952971A1 EP 14171389 A EP14171389 A EP 14171389A EP 2952971 A1 EP2952971 A1 EP 2952971A1
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EP
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fork
main body
anchor
tenon
anchor according
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EP14171389.1A
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EP2952971B1 (fr
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Alexandre Fussinger
Marc Stranczl
Frédéric Vaucher
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Nivarox Far SA
Nivarox SA
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Nivarox Far SA
Nivarox SA
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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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever escapements
    • 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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel

Definitions

  • the present invention relates to an anchor for an escapement mechanism of a watch movement, in particular an escapement of Swiss anchor type.
  • the fork of the anchor is an insert, offset from the plane of the rod and the stinger.
  • the fork is fixed to the rod by means of a tenon driven into respective holes made in the fork and the rod, the tenon also realizing the spacing between the plane of the rod and the fork.
  • This spacing along an axis perpendicular to the general plane of the anchor must be perfectly mastered during the manufacture of the anchor and in particular during the assembly of the dart on the rod to obtain optimum operation of the mechanism in which the anchor is integrated.
  • the manufacturing tolerance for achieving this spacing is typically of the order of ⁇ 20 microns.
  • the tenons are metal parts of very small diameters made by bar turning. Typically these tenons are made by bar turning from a steel bar, brass or nickel silver. These tenons conventionally have a diameter of about 0.24 mm.
  • a current problem with the tenons turned is that they have on their front faces "nipples" resulting from the cutting operation during their manufacture. Indeed, when the chisel separates the tenon of the material bar at the end of the bar turning operation, the tenon is detaches from the bar and a small cone of material remains on the end surfaces. This small cone of material called “nipple” is not desired because it does not allow to form a clean end face and perpendicular to the cylinder that can be used as a reference to perform an assembly operation of the dart on the rod with a spacing specific. These tenons can not be hunted "flush” with the rod. In addition, the assembly of these tenons is difficult to achieve because they tend, given their small size to deform during assembly resulting in a loss of final position of the range relative to the sting which has a negative impact on the performance of the exhaust system.
  • An object of the invention is to provide an anchor for a precise and reliable watch exhaust mechanism over a long period of use.
  • Another object of the invention is to provide a robust anchor that is economical to manufacture.
  • An object of the invention is also to provide an anchor for a clock escapement mechanism for optimizing the functions of the fork, the rod and the pallets of the anchor.
  • Yet another object of the invention is to provide an anchor for a clockwork escapement mechanism in which the spacing between the plane of the rod and the stinger along an axis perpendicular to the general plane of the anchor is perfectly controlled.
  • an anchor for an escape mechanism for a watch movement includes a fork portion, a pallet support portion, pallets mounted on the pallet support portion, and a batten interconnecting the pallet portion. support pallets at the fork portion.
  • the fork portion includes a fork, a dart and a tenon.
  • the batten and the pallet support portion are integral and form a monolithic main body of the anchor, and the fork is an insert attached to the main body by means of the peeled stud and / or assembled in a fixing hole in the body main and a fixing hole in the fork.
  • the reported fork is spaced from the main body.
  • the post is made of a material that does not have a plastic field under stress.
  • the surfaces of the tenon engaging the fixing holes comprise a surface finish obtained by grinding and / or polishing.
  • the tenon has a hardness greater than or equal to 850HV.
  • the material of the tenon may be a metal matrix composite material, a ceramic, a crystalline or amorphous metal, treated or not to achieve a hardness greater than or equal to 850HV.
  • the tenon is preferably made from a material selected from the group consisting of sapphire, ruby, aluminum oxide, zirconium oxide, tungsten carbide, monocrystalline corundum, or polycrystalline corundum. silicon nitride, silicon carbide, hardened steel, tungsten carbide in a cobalt matrix and amorphous metal alloys.
  • amorphous alloys iron-nickel-based amorphous alloys and cobalt-nickel-based amorphous alloys, typically the Fe52Ni22Nb6VB15 alloy or the Co50Ni22Nb8V5B15 alloy, will be chosen in particular.
  • the tenon has a generally cylindrical shape having at each of its ends a front face extending perpendicularly to the longitudinal axis of the tenon.
  • the end faces have a perpendicularity defect with respect to the axis less than 1 °, and preferably the surfaces of the post engaging the fixing holes and the end faces comprise a surface finish obtained by grinding.
  • the fork is made of a material selected from the group of materials including silicon, silicon nitride, silicon carbide, nickel, nickel-phosphorus alloys (especially the alloy). NiP12), and amorphous alloys, especially iron-nickel based alloys and amorphous cobalt-nickel alloys, typically the Fe52Ni22Nb6VB15 alloy or the Co50Ni22Nb8V5B15 alloy.
  • the main body is made of a material selected from the group of materials including steel, nickel silver, silicon, silicon nitride, silicon carbide, nickel, nickel alloys -Phosphorus, (in particular NiP12), and amorphous alloys, in particular alloys based on iron-nickel, amorphous alloys based on cobalt-nickel, and amorphous alloys based on zirconium typically a Fe52Ni22Nb6VB15 alloy or an alloy Co50Ni22Nb8V5B15 or an alloy Zr65.7Cu15.6Ni11.7AI3.7Ti3.3.
  • the main body includes a spacer tube formed around the attachment hole and configured to define the spacing between the fork and the main body.
  • the fork includes a spacer tube formed around the attachment hole and configured to define the spacing between the fork and the main body.
  • the invention also relates to a watch exhaust mechanism comprising an anchor as described, and a watch movement comprising an escape mechanism.
  • an anchor 2 for a Swiss type escapement mechanism for a watch movement comprises a fork portion 4, a support portion of the pallets 7, pallets 6, and a rod 8 interconnecting the support portion. pallets at the fork part.
  • the anchor is rotatably mounted in the movement (not shown) by means of a pivot 10.
  • the vanes 6 cooperate with the teeth of an escape wheel (not shown) of an exhaust mechanism which is connected to a power source providing a rotational torque to the escape wheel.
  • One of the pallets constitutes the entry pallet and the other constitutes the exit pallet, that according to the alternation of rotation of the anchor.
  • the fork portion 4 comprises a fork 12, a stinger 14 and a post 16.
  • the fork 12 comprises a first horn 22a and a second horn 22b.
  • the fork conventionally engages a peg secured to an oscillating wheel of a pendulum.
  • the first horn 22a functions as input horn and the second horn 22b as output horn.
  • the functions of the first and second horns are reversed.
  • the stinger prevents the anchor from pivoting so that the fork passes the wrong side of the ankle during a shock.
  • the illustrated mechanism corresponds to a classic Swiss-anchor type escapement as described in more detail in pages 99 to 128 of the book entitled “Theory of Watchmaking” ISBN 2-940025-10-X incorporated herein by reference. As this principle is well known, the conventional elements and their operation will not be described in more detail in the present application.
  • the rod and support arms of the pallets are integral and form a main body 3 of the anchor 2.
  • the fork 12 is an insert attached to the main body 3 by means of the post 16 driven into a fixing hole 18 formed in the main body.
  • the spacing of the fork of the main body of the anchor makes it possible to optimize the function of the fork, in particular in order to reduce the losses due to the friction between the fork and the ankle, without limiting the choice of the material and the process of manufacture for the realization of the rest of the anchor - stick, dart and support of the pallets.
  • the reported fork also allows to shift the plane of the fork relative to the pallets, which allows for a compact exhaust device.
  • the fork can be made of different materials including silicon, silicon nitride, and silicon carbide, silicon coated with a layer of silicon oxide, silicon coated with a diamond layer, by various methods of fabrication including photolithography, and DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) type etching a wafer of one of these materials.
  • the fork can also be made of nickel or phosphorus nickel (NiP, NiP12), for example by a LIGA type electroforming process (Roentgenlithographie, Galvanoformung, Abformung). This fork can also be made of metal or a metal alloy in crystalline or amorphous form by mechanical shaping.
  • the amorphous alloys based on iron-nickel, for example the alloy Fe52Ni22Nb6VB15, amorphous alloys based on cobalt-nickel, for example the alloy Co50Ni22Nb8V5B15 as well as the amorphous alloys based on zirconium, for example the alloy Zr65 .7Cu15.6Ni11.7A13.7Ti3.3 are particularly suitable.
  • the fork could also be made of an alloy of copper and beryllium, an alloy of austenitic cobalt, austenitic stainless steel or steel type HIS (High Interstitial Steels).
  • the main body 3 of the anchor 2 can also be made of different materials including silicon, silicon nitride, and silicon carbide, silicon coated with a layer of silicon oxide, silicon coated with a layer of diamond by various manufacturing processes including photolithography processes, and DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) etching.
  • the main body 3 may also be made of titanium, aluminum, magnesium, steel, typically austenitic stainless steel or steel type HIS (High Interstitials Steels), copper alloy (typically nickel silver or beryllium copper ), an austenitic cobalt alloy or an austenitic nickel alloy or an amorphous alloy.
  • amorphous alloys based on iron-nickel, for example the alloy Fe52Ni22Nb6VB15, amorphous alloys based on cobalt-nickel, for example the alloy Co50Ni22Nb8V5B15 as well as the amorphous alloys based on zirconium, for example the alloy Zr65 .7Cu15.6Ni11.7A13.7Ti3.3 are particularly suitable.
  • the main body 3 and the fork 12 are made by a phosphor nickel LIGA type electroforming process, typically made of NiP12.
  • the main body 3 is made by a LIGA process typically in nickel phosphorus or nickel and the range 12 is made by etching typically from a silicon wafer.
  • the tenon 16 is made of a material having no or substantially no plastic field under stress and the tenon preferably has a hardness greater than or equal to 850HV.
  • the tenon is made from a material selected from the group consisting of sapphire, ruby, aluminum oxide, zirconium oxide, tungsten carbide monocrystalline corundum, or polycrystalline, the nitride of silicon, silicon carbide, hardened steel, tungsten carbide in a cobalt matrix, amorphous alloys, especially iron-nickel based alloys and amorphous cobalt-nickel alloys.
  • a Fe52Ni22Nb6VB15 alloy or a Co50Ni22Nb8V5B15 alloy may be used.
  • the post has a generally cylindrical shape having at each of its ends a front face extending perpendicularly to its longitudinal axis and is made of ruby, comprising a finish by grinding to obtain precise dimensions with tolerances less than circularity ⁇ 1 ⁇ m, diameter ⁇ 1.5 ⁇ m, length ⁇ 7 ⁇ m.
  • the front faces of the tenon have a perpendicularity defect of less than 1 °.
  • the hardness of the tenon material greater than or equal to 850HV makes it possible to produce the tenon with a very precise diameter and perfectly perpendicular front faces between them and thus to carry out a driving operation of the tenon in the orifice of the fork and the body 3 by decreasing the risk of breakage of these components.
  • the stability of the fixation and the Positioning accuracy between the post and these components is also improved over conventional assemblies.
  • the main body 3 and the fork 10 are manufactured by a LIGA type electroforming process, this is a very economical manufacturing process for small parts, while being very precise in the direction of l thickness of the electroformed layer as well as in the general plane of the main body.
  • the main body 3 is manufactured by a LIGA type electroforming process. then machined by mechanical recovery to achieve the different levels and chamfers.
  • a spacer tube 19a is configured, in particular in length, to define the spacing between the fork 12 and the stinger 14.
  • the fork 10 is made by etching typically from a silicon wafer.
  • a ruby pin 16 is driven into the hole of the board and the silicon fork is assembled with play on the pin which protrudes then is glued, the fork being pressed against the end surface of the spacer tube 19a.
  • the main body 3 is manufactured by a LIGA type electroforming process to form a layer of constant thickness.
  • the fork 10 is made by etching typically from a silicon wafer on at least two levels to form a spacer tube 19b extending around the orifice 20 of the fork 14.
  • the spacer tube 19b is configured, in particular in length, to define the spacing between the fork 12 and the plank of the main body 3.
  • a tenon ruby 16 is driven into the hole of the board and the silicon fork is assembled with clearance on the post that exceeds and is glued. the end of the spacer tube 19 of the fork being abutted against the surface of the main body 3.
  • connection between the tenon and the fork and / or the main body will be different in nature depending on whether the fork and / or the post is made of a material with a plastic domain (for example metal) or a material fragile, that is to say having virtually no plastic field (eg silicon, silicon carbide, silicon nitride, etc.).
  • the post is driven into the body and / or the fork.
  • the tenon is stuck in the body and / or the fork.
  • the invention makes it possible to reduce manufacturing costs and increase production yields. It is indeed problematic to remove the current tenons in these dimensions and to control the assembly of the post, plank and dart / horns.
  • An important advantage of the use of a tenon made of a material having no plastic domain under stress for the assembly of the fork to the main body of the anchor is that it holds the deformation during assembly , it allows to be cut and ground with front faces forming perfectly flat reference faces parallel to each other and precise dimensions. This results in particular excellent control of the spacing between the fork and the main body during the assembly operation between these two parts.

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Abstract

Ancre (2) pour un mécanisme d'échappement pour un mouvement de montre, comprenant une partie de fourchette (4), une partie de support de palettes (7), des palettes (6) montées sur la partie de support de palettes, et une baguette (8) interconnectant la partie de support des palettes à la partie de fourchette. La partie de fourchette comprenant une fourchette (12), un dard (14) et un tenon (16), la baguette et la partie de support des palettes étant solidaires et forment un corps principal (3) monolithique de l'ancre, et la fourchette est une pièce rapportée fixée au corps principal au moyen du tenon chassé dans un trou de fixation (18) dans le corps principal et un trou de fixation (20) dans la fourchette. Le tenon est fabriqué d'un matériau dur, notamment un saphir.

Description

  • La présente invention concerne une ancre pour un mécanisme d'échappement d'un mouvement de montre, notamment un échappement de type à ancre suisse.
  • Une ancre pour un mécanisme d'échappement d'horlogerie est décrite dans la demande de brevet EP2320280 . Afin d'optimiser les fonctions respectives de la fourchette et de la baguette, la fourchette de l'ancre est une pièce rapportée, décalée du plan de la baguette et du dard. La fourchette est fixée à la baguette au moyen d'un tenon chassé dans des orifices respectifs réalisés dans la fourchette et la baguette, le tenon réalisant aussi l'espacement entre le plan de la baguette et de la fourchette. Cet espacement selon un axe perpendiculaire au plan général de l'ancre doit être parfaitement maitrisé lors de la fabrication de l'ancre et notamment lors de l'assemblage du dard sur la baguette pour obtenir un fonctionnement optimal du mécanisme dans lequel l'ancre est intégrée. A titre indicatif, la tolérance de fabrication pour la réalisation de cet espacement est typiquement de l'ordre de ± 20 µm. Dans la pratique conventionnelle, les tenons sont des pièces métalliques de très faibles diamètres réalisés par décolletage. Typiquement ces tenons sont réalisés par décolletage à partir d'une barre en acier, en laiton ou encore en maillechort. Ces tenons ont classiquement un diamètre d'environ 0.24 mm.
  • Un problème actuel avec les tenons décolletés est qu'ils présentent sur leurs faces frontales des « tétons » résultant de l'opération de tronçonnage durant leur fabrication. En effet, lorsque le burin sépare le tenon de la barre de matière à la fin de l'opération de décolletage, le tenon se détache de la barre et un petit cône de matière subsiste sur les surfaces d'extrémités. Ce petit cône de matière appelé « téton » n'est pas désiré car il ne permet pas de former une face d'extrémité propre et perpendiculaire au cylindre pouvant servir de référence pour réaliser une opération d'assemblage du dard sur la baguette avec un espacement précis. Ces tenons ne peuvent notamment pas être chassés « à fleur » avec la baguette. De plus, l'assemblage de ces tenons est difficile à réaliser car ils ont tendance, compte tenu de leurs faibles dimensions à se déformer lors de l'assemblage entrainant une perte de positionnement définitive de la fourchette relative au dard ce qui a une incidence négative sur les performances du dispositif d'échappement.
  • Un objet de l'invention est de fournir une ancre pour un mécanisme d'échappement horloger précis et fiable sur une longue durée d'utilisation.
  • Un autre objet de l'invention est de fournir une ancre robuste qui soit économique à fabriquer.
  • Un objet de l'invention est également de fournir une ancre pour un mécanisme d'échappement horloger permettant d'optimiser les fonctions de la fourchette, de la baguette et des palettes de l'ancre.
  • Encore un autre objet de l'invention est de fournir une ancre pour un mécanisme d'échappement horloger dans laquelle l'espacement entre le plan de la baguette et le dard selon un axe perpendiculaire au plan général de l'ancre est parfaitement maîtrisé.
  • Des objets de l'invention sont réalisés par une ancre pour un mécanisme d'échappement de montre selon la revendication 1. Les revendications dépendantes décrivent des aspects avantageux de l'invention.
  • Dans la présente invention, une ancre pour un mécanisme d'échappement pour un mouvement de montre comprend une partie de fourchette, une partie de support de palettes, des palettes montées sur la partie de support de palettes, et une baguette interconnectant la partie de support des palettes à la partie de fourchette. La partie de fourchette comprend une fourchette, un dard et un tenon. La baguette et la partie de support des palettes sont solidaires et forment un corps principal monolithique de l'ancre, et la fourchette est une pièce rapportée fixée au corps principal au moyen du tenon chassé et/ou assemblé dans un trou de fixation dans le corps principal et un trou de fixation dans la fourchette. La fourchette rapportée est espacée du corps principal. Le tenon est fabriqué en un matériau ne comportant pas de domaine plastique sous contrainte.
  • Les surfaces du tenon engageant les trous de fixation comprennent une finition de surface obtenue par meulage et/ou polissage.
  • Selon une forme d'exécution le tenon présente une dureté supérieure ou égale à 850HV. Le matériau du tenon peut être un matériau composite à matrice métallique, une céramique, un métal cristallin ou amorphe, traité ou non pour atteindre une dureté supérieure ou égale à 850HV.
  • Le tenon est réalisé de préférence à partir d'un matériau choisi parmi l'ensemble comprenant le saphir, le rubis, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le carbure de tungstène, le corindon monocristallin, ou polycristallin, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, l'acier trempé, le carbure de tungstène dans une matrice de cobalt et les alliages métalliques amorphes. Comme alliages amorphes on choisira en particulier des alliages amorphes à base de fer-nickel et des alliages amorphes à base de cobalt-nickel, typiquement l'alliage Fe52Ni22Nb6VB15 ou l'alliage Co50Ni22Nb8V5B15.
  • Avantageusement le tenon présente une forme générale cylindrique comportant à chacune de ses extrémités une face frontale s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du tenon. Les faces frontales présentent un défaut de perpendicularité par rapport à l'axe inférieur à 1 ° et, de préférence, les surfaces du tenon engageant les trous de fixation et les faces frontales comprennent une finition de surface obtenu par meulage.
  • Dans une forme d'exécution, la fourchette est fabriquée en un matériau sélectionné dans le groupe de matériaux comprenant le silicium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le nickel, les alliages de nickel-Phosphore, (en particulier l'alliage NiP12), et les alliages amorphes, notamment des alliages à base de fer-nickel et des alliages amorphes à base de cobalt-nickel, typiquement l'alliage Fe52Ni22Nb6VB15 ou l'alliage Co50Ni22Nb8V5B15.
  • Dans une forme d'exécution, le corps principal est fabriqué d'un matériau sélectionné dans le groupe de matériaux comprenant l'acier, le maillechort, le silicium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le nickel, les alliages de nickel-Phosphore, (en particulier le NiP12), et les alliages amorphes, notamment des alliages à base de fer-nickel, des alliages amorphes à base de cobalt-nickel, et des alliages amorphes à base de zirconium typiquement un alliage Fe52Ni22Nb6VB15 ou un alliage Co50Ni22Nb8V5B15 ou encore un alliage Zr65.7Cu15.6Ni11.7AI3.7Ti3.3.
  • Dans une forme d'exécution, le corps principal comprend un tube d'espacement ménagé autour du trou de fixation et configuré pour définir l'espacement entre la fourchette et le corps principal.
  • Dans une autre forme d'exécution, la fourchette comprend un tube d'espacement ménagé autour du trou de fixation et configuré pour définir l'espacement entre la fourchette et le corps principal.
  • L'invention concerne aussi un mécanisme d'échappement horloger comprenant une ancre telle que décrite, et un mouvement de montre comprenant un mécanisme d'échappement.
  • D'autres buts et aspects avantageux de l'invention apparaîtront à la lecture des revendications, ainsi que de la description détaillée de formes d'exécution ci-après, et des dessins annexés, dans lesquels :
    • La Fig. 1a est une vue en perspective schématique d'une ancre pour un mécanisme d'échappement de type suisse, selon une forme d'exécution de l'invention ;
    • La Fig. 1b est une vue plane de la forme d'exécution de la figure 1a ;
    • La Fig. 1c est une vue éclatée en perspective de la forme d'exécution de la figure 1a ;
    • La Fig. 2a est une vue en perspective schématique d'une ancre pour un mécanisme d'échappement de type suisse, selon une deuxième forme d'exécution de l'invention ;
    • La Fig. 2b est une vue en perspective d'un corps de l'ancre en cours de fabrication de la figure 2a ;
    • La Fig. 2c est une vue éclatée en perspective de la forme d'exécution de la figure 2a ;
    • La Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'une ancre pour un mécanisme d'échappement de type suisse, selon une troisième forme d'exécution de l'invention.
  • Faisant référence aux figures, une ancre 2 pour un mécanisme d'échappement de type suisse pour un mouvement de montre, comprend une partie fourchette 4, une partie de support des palettes 7, des palettes 6, et une baguette 8 interconnectant la partie de support des palettes à la partie fourchette. L'ancre est montée en rotation dans le mouvement (non représenté) au moyen d'un pivot 10.
  • Les palettes 6 coopèrent avec les dents d'une roue d'échappement (non représentée) d'un mécanisme d'échappement qui est relié à une source d'énergie fournissant un couple de rotation à la roue d'échappement. Une des palettes constitue la palette d'entrée et l'autre constitue la palette de sortie, cela en fonction de l'alternance de rotation de l'ancre.
  • La partie fourchette 4 comprend une fourchette 12, un dard 14 et un tenon 16. La fourchette 12 comprend une première corne 22a et une deuxième corne 22b. La fourchette engage classiquement une cheville solidaire d'une roue oscillante d'un balancier.
  • Dans un sens de rotation du balancier, la première corne 22a fonctionne comme corne d'entrée et la deuxième 22b corne comme corne de sortie. Dans l'autre sens de rotation, les fonctions des première et deuxième cornes sont inversées. Le dard permet d'éviter que l'ancre pivote de sorte que la fourchette passe du mauvais côté de la cheville lors d'un choc. Le mécanisme illustré correspond à un échappement classique de type à ancre suisse tel que décrit plus en détail aux pages 99 à 128 de l'ouvrage intitulé «Théorie de l'Horlogerie » ISBN 2-940025-10-X incorporées ici par référence. Ce principe étant bien connu, les éléments classiques et leur fonctionnement ne seront pas décrits plus en détail dans la présente demande.
  • La baguette et des bras de support des palettes sont solidaires et forment un corps principal 3 de l'ancre 2.
  • La fourchette 12 est une pièce rapportée fixée au corps principal 3 au moyen du tenon 16 chassé dans un trou de fixation 18 ménagé dans le corps principal. L'espacement de la fourchette du corps principal de l'ancre permet d'optimiser la fonction de la fourchette, notamment dans le but de diminuer les pertes dues aux frottements entre la fourchette et la cheville, sans limiter le choix du matériau et du procédé de fabrication pour la réalisation du reste de l'ancre - baguette, dard et support des palettes. La fourchette rapportée permet également de décaler le plan de la fourchette par rapport aux palettes, ce qui permet de réaliser un dispositif d'échappement compact.
  • La fourchette peut être fabriquée en différents matériaux incluant le silicium, le nitrure de silicium, et le carbure de silicium, le silicium revêtu d'une couche d'oxyde de silicium, du silicium revêtu d'une couche de diamant, par divers procédés de fabrication incluant des procédés de photolithographie, et de gravage de type DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) d'une plaquette d'un de ces matériaux. La fourchette peut aussi être fabriquée en nickel ou nickel phosphore (NiP, NiP12), par exemple par un procédé d'électroformage du type LIGA (Rôntgenlithographie, Galvanoformung, Abformung). Cette fourchette peut également être réalisée en en métal ou en un alliage métallique sous forme cristalline ou amorphe par une mise en forme mécanique. Les alliages amorphes, à base de fer-nickel, par exemple l'alliage Fe52Ni22Nb6VB15, les alliages amorphes à base de cobalt-nickel, par exemple l'alliage Co50Ni22Nb8V5B15 ainsi que les alliages amorphes à base de zirconium, par exemple l'alliage Zr65.7Cu15.6Ni11.7A13.7Ti3.3 sont particulièrement adaptés. La fourchette pourrait également être réalisée en un alliage de cuivre et de béryllium, en un alliage de cobalt austénitique, en acier inoxydable austénitique ou encore en acier du type HIS (High Interstitials Steels).
  • Le corps principal 3 de l'ancre 2 peut aussi être fabriqué en différents matériaux incluant, le silicium, nitrure de silicium, et carbure de silicium, le silicium revêtu d'une couche d'oxyde de silicium, du silicium revêtu d'une couche de diamant par divers procédés de fabrication incluant des procédés de photolithographie, et de gravage DRIE (Deep Reactive-Ion Etching). Le corps principal 3 peut être également réalisé en titane, en aluminium, en magnésium, en acier, typiquement en acier inoxydable austénitique ou encore en acier du type HIS (High Interstitials Steels), en alliage de cuivre (typiquement en maillechort ou en cuivre béryllium), en un alliage de cobalt austénitique ou un alliage de nickel austénitique ou encore en un alliage amorphe. Les alliages amorphes, à base de fer-nickel, par exemple l'alliage Fe52Ni22Nb6VB15, les alliages amorphes à base de cobalt-nickel, par exemple l'alliage Co50Ni22Nb8V5B15 ainsi que les alliages amorphes à base de zirconium, par exemple l'alliage Zr65.7Cu15.6Ni11.7A13.7Ti3.3 sont particulièrement adaptés.
  • Dans une première forme d'exécution préférée, le corps principal 3 et la fourchette 12 sont réalisés par un procédé d'électroformage du type LIGA en nickel phosphore typiquement en NiP12.
  • Dans une deuxième forme d'exécution préférée, le corps principal 3 est réalisé par un procédé LIGA typiquement en nickel phosphore ou Nickel et la fourchette 12 est réalisée par gravage typiquement à partir d'une plaquette de silicium.
  • Le tenon 16 est fabriqué en un matériau ne comportant pas ou sensiblement pas de domaine plastique sous contrainte et le tenon présente de préférence une dureté supérieure ou égale à 850HV. Typiquement le tenon est réalisé à partir d'un matériau choisi parmi l'ensemble comprenant le saphir, le rubis, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le carbure de tungstène du corindon monocristallin, ou polycristallin, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, l'acier trempé, le carbure de tungstène dans une matrice de cobalt, les alliages amorphes, notamment les alliages à base de fer-nickel et les alliages amorphes à base de cobalt-nickel.
  • Comme alliage amorphe on pourra utilisé typiquement un alliage Fe52Ni22Nb6VB15 ou un alliage Co50Ni22Nb8V5B15.
  • Dans une forme d'exécution avantageuse, le tenon présente une forme générale cylindrique comportant à chacune de ses extrémités une face frontale s'étendant perpendiculairement à son axe longitudinal et est en réalisé en rubis, comprenant une finition par meulage pour obtenir des dimensions précises avec des tolérances inférieures à circularité ± 1µm, diamètre ± 1.5 µm, longueur ± 7 µm. En particulier, les faces frontales du tenon présentent un défaut de perpendicularité inférieur à 1 °.
  • La dureté du matériau du tenon supérieure ou égale à 850HV permet de réaliser le tenon avec un diamètre très précis et des faces frontales parfaitement perpendiculaires entre elles et ainsi d'effectuer une opération de chassage du tenon dans l'orifice de la fourchette et du corps 3 en diminuant le risque de rupture de ces composants. La stabilité de la fixation et la précision de positionnement entre le tenon et ces composants est également améliorée par rapport aux assemblages conventionnels.
  • Dans la forme d'exécution selon les figures 1 a à 1 c, le corps principal 3 et la fourchette 10 sont fabriqués par un procédé d'électroformage du type LIGA, cela constitue un procédé de fabrication très économique pour des pièces de faibles dimensions, tout en étant très précis dans la direction de l'épaisseur de la couche électroformé ainsi que dans le plan générale du corps principal.
  • Les avantages de cette première variante sont les suivants :
    • Les géométries sont réalisées avec la précision des procédés photolithographiques utilisés classiquement pour la réalisation des moules pour l'opération d'électroformage.
    • La fabrication du tenon en rubis est maîtrisée : les tolérances sur le diamètre sont très fines typiquement de l'ordre de (± 1.5 µm).
    • Le tenon en rubis n'a pas de téton de coupe sur ses faces d'extrémités qui sont parfaitement planes et parallèles entre elles contrairement aux tenons décolletés.
    • Selon la géométrie du tenon (avec un plat ou non) et la forme des orifices 18, 20, l'indexage des cornes de la fourchette rapportée relative au dard est garanti par l'assemblage.
    • L'assemblage ne nécessite pas de colle.
    • La précision en hauteur garantie par ce concept garanti des tolérances deux à trois fois plus serrées qu'un procédé conventionnel d'assemblage de la fourchette sur le corps principal.
    • L'utilisation de la fourchette réalisée par un procédé d'électroformage du type LIGA permet un assemblage par chassage, ce qui permet de régler les hauteurs indépendamment des tolérances de composants, ce qui évite la production d'un tenon avec une collerette qui assure la distance entre la fourchette et le dard.
  • Dans la deuxième forme d'exécution selon les figures 2a à 2c, le corps principal 3 est fabriqué par un procédé d'électroformage du type LIGA. ensuite usiné par reprise mécanique afin de réaliser les différents niveaux et chanfreins. Autour de l'orifice 18 dans le corps principal 3, un tube d'espacement 19a est configuré, notamment en longueur, pour définir l'espacement entre la fourchette 12 et le dard 14. La fourchette 10 est réalisée par gravage typiquement à partir d'une plaquette de silicium. Un tenon 16 en rubis est chassé dans l'orifice de la planche et la fourchette en silicium est assemblée avec jeu sur le tenon qui dépasse puis est collée , la fourchette étant plaquée contre la surface d'extrémité du tube d'espacement 19a.
  • Les avantages de cette deuxième forme d'exécution sont les suivants :
    • Les géométries sont réalisées avec la précision des procédés photolithographiques utilisés classiquement pour la réalisation des moules pour l'opération d'électroformage du corps ainsi que pour la définition de la forme de la fourchette dans une couche de masquage avant le gravage du silicium.
    • La fabrication du tenon en rubis est maîtrisée : les tolérances sur le diamètre sont très fines typiquement de l'ordre de ± 1.5 µm.
    • Le tenon en rubis n'a pas de téton de coupe et les faces sont parfaitement planes et parallèles entre elles contrairement aux tenons décolletés.
    • Le positionnement vertical des composants est très précis.
    • Les coûts de fabrications et d'assemblages sont réduits
  • Dans la troisième forme d'exécution selon la figure 3, le corps principal 3 est fabriqué par un procédé d'électroformage du type LIGA pour former une couche d'épaisseur constante. La fourchette 10 est réalisée par gravage typiquement à partir d'une plaquette de silicium sur au moins deux niveaux afin de former un tube d'espacement 19b s'étendant autour de l'orifice 20 de la fourchette 14. Le tube d'espacement 19b est configuré, notamment en longueur, pour définir l'espacement entre la fourchette 12 et la planche du corps principal 3. Un tenon 16 en rubis est chassé dans l'orifice de la planche et la fourchette en silicium est assemblée avec jeu sur le tenon qui dépasse puis est collée. l'extrémité du tube d'espacement 19 de la fourchette étant en butée contre la surface du corps principal 3.
  • On notera de manière générale que la liaison entre le tenon et la fourchette et/ou le corps principal sera de nature différente selon que la fourchette et/ou le tenon est en un matériau avec un domaine plastique (par exemple métal) ou en un matériau fragile, c'est-à-dire ne comportant quasiment pas de domaine plastique (par exemple le silicium, le carbure de silicium, le nitrure de silicium, etc.). Lorsque la fourchette et/ou le corps principal est en un matériau avec un domaine plastique, le tenon est chassé dans le corps et/ou la fourchette. Lorsque la fourchette et/ou le corps principal est en un matériau sans domaine plastique le tenon est collé dans le corps et/ou la fourchette.
  • L'invention permet de réduire les coûts de fabrication et augmenter les rendements de production. Il est en effet problématique de décolleter les tenons actuels dans ces dimensions et de maîtriser l'assemblage du tenon, planche et dard/cornes. Un avantage important de l'utilisation d'un tenon réalisé en un matériau ne comportant pas de domaine plastique sous contrainte pour l'assemblage de la fourchette au corps principal de l'ancre est qu'il tient à la déformation lors de l'assemblage, il permet d'être tronçonné et meulé avec des faces frontales formant des faces références parfaitement planes et parallèles entre elles et des dimensions précises. Il en résulte notamment une excellente maitrise de l'espacement entre la fourchette et le corps principal lors de l'opération d'assemblage entre ces deux pièces.
    • Liste de références
    • un mécanisme d'échappement
    • une ancre 2
    • corps principal 3
    • baguette 8
    • partie de support de palettes 7
    • tube d'espacement 19a
    • orifice / trou de fixation 18
    • pivot 10
    • partie de fourchette 4
    • fourchette 12
    • première corne 22a
    • deuxième corne 22b
    • orifice / trou de fixation 20
    • tube d'espacement 19b
    • dard 14
    • tenon 16
    • plat 24
    • palettes 6
    • palette d'entrée
    • palette de sortie

Claims (12)

  1. Ancre (2) pour un mécanisme d'échappement pour un mouvement de montre, comprenant une partie de fourchette (4), une partie de support de palettes (7), des palettes (6) montées sur la partie de support de palettes, et une baguette (8) interconnectant la partie de support des palettes à la partie de fourchette, la partie de fourchette comprenant une fourchette (12), un dard (14) et un tenon (16), la baguette et la partie de support des palettes étant solidaires et forment un corps principal (3) monolithique de l'ancre, et la fourchette est une pièce rapportée fixée au corps principal au moyen du tenon chassé dans un trou de fixation (18) dans le corps principal et un trou de fixation (20) dans la fourchette, la fourchette rapportée étant espacée du corps principal, caractérisée en ce que le tenon est fabriqué d'un matériau ne comportant sensiblement pas de domaine plastique sous contrainte.
  2. Ancre selon la revendication 1 caractérisée en ce que le tenon présente une dureté supérieure ou égale à 850HV
  3. Ancre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que au moins les surfaces du tenon engageant les trous de fixation comprennent une finition de surface obtenu par meulage.
  4. Ancre selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le tenon présente une forme générale cylindrique comportant à chacune de ses extrémités une face frontale s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du tenon caractérisée en ce les faces frontales un défaut de perpendicularité inférieur à 1 °.
  5. Ancre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tenon est réalisé à partir d'un matériau choisi parmi l'ensemble comprenant le saphir, le rubis, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le carbure de tungstène, le corindon monocristallin, ou polycristallin, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, l'acier trempé, le carbure de tungstène dans une matrice de cobalt, les alliages amorphes.
  6. Ancre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fourchette est fabriquée en un matériau sélectionné à partir du groupe de matériaux comprenant le silicium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le nickel, le nickel-phosphore, l'acier, les alliages amorphes, les alliages cuivreux.
  7. Ancre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps principal est fabriqué en un matériau sélectionné à partir du groupe de matériaux comprenant le silicium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, le titane, l'aluminium, l'acier, le nickel, le nickel-phosphore, les alliages amorphes.
  8. Ancre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fourchette comprend un tube d'espacement (19b) autour du trou de fixation (20), ledit tube étant configuré pour définir l'espacement entre la fourchette et le corps principal.
  9. Ancre selon l'une des revendications précédentes 1 à 8, caractérisée en ce que le corps principal comprend un tube d'espacement (19a) autour du trou de fixation (18), ledit tube étant configuré pour définir l'espacement entre la fourchette et le corps principal.
  10. Ancre selon la revendication 10, caractérisée en ce que le corps principal comprend différents niveaux obtenu par usinage.
  11. Mécanisme d'échappement horloger comprenant une ancre selon l'une des revendications précédentes.
  12. Mouvement de montre comprenant un mécanisme d'échappement selon la revendication précédente.
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