EP3339968B1 - Bauteil für uhrwerk - Google Patents

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EP3339968B1
EP3339968B1 EP16205455.5A EP16205455A EP3339968B1 EP 3339968 B1 EP3339968 B1 EP 3339968B1 EP 16205455 A EP16205455 A EP 16205455A EP 3339968 B1 EP3339968 B1 EP 3339968B1
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pivot
arbor
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Alexandre Fussinger
Philippe Barfuss
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Nivarox Far SA
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    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
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    • G—PHYSICS
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    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
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    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
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    • 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
    • G04B31/012—Metallic 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
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/007—Antimagnetic alloys

Definitions

  • This type of material has the advantage of being easily machinable, in particular of being suitable for turning and presents, after treatments of quenching and tempering, high mechanical properties very interesting for the production of watch pivot axes.
  • These steels have, in particular, a high hardness after heat treatment, allowing very good shock resistance to be obtained.
  • the hardness of the pivots of an axis made of 20 AP steel can reach a hardness exceeding 700 HV after heat treatment and rolling.
  • this type of material has the disadvantage of being magnetic and of being able to disturb the running of a watch after being subjected to a magnetic field, particularly when this material is used for the production of a balance staff cooperating with a balance spring made of ferromagnetic material. This phenomenon is well known to those skilled in the art. It should also be noted that these martensitic steels are also sensitive to corrosion.
  • CH 707986 a part for watchmaking, characterized in that it is made of a ceramicized aluminum alloy comprising between 88 and 94% aluminum, between 5 and 10% zinc, between 1 and 2% magnesium, between 0 and 0.1% iron and between 0 and 0.1% silicon, possibly oxidized on the surface. It can be a bridge, a plate, a balance spring, a balance wheel, a wheel, an escapement, a pinion, a mobile.
  • non-magnetic material means a paramagnetic or diamagnetic or antiferromagnetic material, the magnetic permeability of which is less than or equal to 1.01.
  • a balance shaft 1 which comprises a plurality of sections 2 of different diameters, preferably formed by turning or any other machining technique by chip removal, and conventionally defining bearing surfaces 2a and shoulders 2b arranged between two end portions defining two pivots 3. These pivots are intended to each pivot in a bearing, typically in an orifice of a stone or ruby.
  • the pivot 3 is made of a non-magnetic metallic material 4 in order to advantageously limit its sensitivity to magnetic fields.
  • said non-magnetic metallic material 4 is a non-magnetic light metal or a non-magnetic alloy of said light metal.
  • said non-magnetic metallic material 4 used in the invention is chosen from the group comprising aluminum, titanium, magnesium and their non-magnetic alloys.
  • said non-magnetic metallic material 4 is chosen from the group comprising a 6000 series aluminum alloy (AI Mg Si), a 7000 series aluminum alloy with copper (AI Zn Cu), a Grade 5 titanium alloy (comprising from 5.5 to 6.75% Al and 3.5 to 4.5% V), an Mg-Zr alloy, the proportions of the different elements of the alloys being chosen to give them non-magnetic properties as well as good machinability.
  • a 6000 series aluminum alloy (AI Mg Si)
  • a 7000 series aluminum alloy with copper AI Zn Cu
  • a Grade 5 titanium alloy comprising from 5.5 to 6.75% Al and 3.5 to 4.5% V
  • an Mg-Zr alloy an Mg-Zr alloy
  • a particularly preferred alloy is aluminum alloy EN AW 6082, aluminum alloy EN AW 7075, and aluminum alloy EN AW 7068.
  • non-magnetic alloys based on light metal are possible provided that the proportion of their constituents gives them non-magnetic properties as well as good machinability.
  • the non-magnetic light metal-based metallic material used in the invention generally has a hardness of less than 250 HV, or even 100 HV. In addition to the advantage of being non-magnetic, this material has low inertia due to its low weight.
  • the formed anodic layer 5 has a hardness greater than 300 HV, preferably greater than 400 HV, and more preferably greater than 500 HV.
  • the external surface of the pivot 3 is hardened, i.e. the rest of the shaft can remain little or not modified without significant modification of the mechanical properties of the balance shaft 1.
  • This selective hardening of the pivots 3 of the balance shaft 1 makes it possible to combine advantages such as low sensitivity to magnetic fields, high hardness and toughness, in the main stress zones while having good resistance to corrosion and fatigue.
  • the anodic oxide layer 5 is formed by anodization according to step b) and has a thickness of between 2 ⁇ m and 50 ⁇ m, preferably between 10 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the anodizing treatment of step b) is a conventional anodizing process or a micro-arc oxidation process.
  • Conventional anodizing is carried out by imposing a direct current on the system.
  • Conventional anodizing can be of different types and can be carried out for example in an oxalic or sulfuric medium.
  • An oxalic medium is preferred.
  • the various parameters of conventional anodizing to be taken into account such as the composition of the electrolytic bath, and in particular the choice and concentration of the acid, the operating conditions such as the temperature of the electrolyte, the pH, the intensity of the anodizing current, to obtain an anodic oxide layer of thickness and hardness appropriate for the invention, are known to those skilled in the art.

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Claims (13)

  1. Drehachse (1) für ein Uhrwerk, umfassend mindestens einen Zapfen (3) aus einem unmagnetischen Metallmaterial (4) an mindestens einem seiner Enden, um seine Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern zu verringern, wobei das unmagnetische Metallmaterial (4) ein leichtes unmagnetisches Metall oder eine unmagnetische Legierung dieses leichten Metalls ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Außenfläche des Zapfens (3) mit einer anodischen Oxidschicht aus dem genannten Material (5) überzogen ist, die eine Dicke zwischen 2 µm und 50 µm sowie eine Härte von mehr als 300 HV aufweist.
  2. Drehachse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem unmagnetischen Metallmaterial gefertigt ist, wobei dieses unmagnetische Metallmaterial ein leichtes unmagnetisches Metall oder eine unmagnetische Legierung dieses leichten Metalls ist, um ihre Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern zu verringern, und dass ihre Außenfläche mit einer anodischen Oxidschicht aus dem genannten Material überzogen ist.
  3. Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unmagnetische Metallmaterial (4) aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Titan, Magnesium und deren unmagnetische Legierungen umfasst.
  4. Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unmagnetische Metallmaterial (4) eine Härte von weniger als 250 HV aufweist.
  5. Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anodische Oxidschicht (5) eine Dicke zwischen 10 µm und 30 µm aufweist.
  6. Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anodische Oxidschicht (5) eine Härte von mehr als 400 HV aufweist und vorzugsweise
    mehr als 500 HV beträgt.
  7. Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unmagnetische Metallmaterial (4) aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine Aluminiumlegierung der Serie 6000, eine Aluminiumlegierung der Serie 7000 mit Kupfer, eine Titanlegierung der Güteklasse 5 und eine Mg-Zr-Legierung umfasst.
  8. Uhrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Drehachse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  9. Uhrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Unruhwelle (1), eine Ankergabel und/oder ein Hemmungsrad mit einer Achse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Drehachse (1) für ein Uhrwerk, umfassend die folgenden Schritte:
    a) Ausbilden einer Drehachse (1), die an mindestens einem ihrer Enden einen Zapfen (3) aus einem unmagnetischen Metallmaterial (4) aufweist, um ihre Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern zu verringern, wobei das unmagnetische Metallmaterial (4) ein leichtes unmagnetisches Metall oder eine unmagnetische Legierung dieses Metalls ist;
    b) Unterziehen mindestens der Außenfläche des genannten Zapfens (3) einer Anodisationsbehandlung, um durch Anodisierung auf dieser Oberfläche eine anodische Oxidschicht aus dem genannten Material (5) auszubilden, wobei diese Oxidschicht (5) eine Dicke zwischen 2 µm und 50 µm und eine Härte von mehr als 300 HV aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anodische Oxidschicht (5) eine Dicke zwischen 10 µm und 30 µm aufweist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodisationsbehandlung gemäß Schritt b) ein klassisches Anodisationsverfahren oder ein Mikrolichtbogen-Oxidationsverfahren ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es nach Schritt b) außerdem einen Schritt c) zur Endbearbeitung umfasst.
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