EP4202569A1 - Boîte de montre avec lunette tournante - Google Patents

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EP4202569A1
EP4202569A1 EP21216432.1A EP21216432A EP4202569A1 EP 4202569 A1 EP4202569 A1 EP 4202569A1 EP 21216432 A EP21216432 A EP 21216432A EP 4202569 A1 EP4202569 A1 EP 4202569A1
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EP
European Patent Office
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watch case
alloy
rotating bezel
connecting spring
spring
Prior art date
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Pending
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EP21216432.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
René Piguet
Marc Stranczl
Adrien Chappuis
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Montres Breguet SA
Original Assignee
Montres Breguet SA
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Publication date
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    • 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
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    • G04B19/28—Adjustable guide marks or pointers for indicating determined points of time
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
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    • G04B19/28—Adjustable guide marks or pointers for indicating determined points of time
    • G04B19/283—Adjustable guide marks or pointers for indicating determined points of time on rotatable rings, i.e. bezel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
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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
    • G04B37/00—Cases
    • G04B37/04—Mounting the clockwork in the case; Shock absorbing mountings

Definitions

  • the present invention relates to a watch case fitted with a rotating bezel, and more specifically to the nature of the spring linking the middle part to the rotating bezel.
  • This spring is formed from a generally metallic wire which is subjected to deformations during its assembly within the grooves of the middle part and of the rotating bezel. These deformations can be significant and lead to plastic deformation of the wire.
  • the figures 3 to 5 schematize the assembly process of the bezel 1 and the spring 2 on the caseband 3.
  • the spring 2 is positioned against the inclined plane 3c of the middle part 3 and is housed in the groove 8 of the bezel 1.
  • the spring is unconstrained.
  • the spring 2 is positioned against the vertical wall 3b following the inclined wall 3c of the caseband 3. It is then strongly constrained radially before releasing when it is housed in the grooves 7.8 of the caseband 3 and the bezel 1 provided for its operation ( figure 5 ).
  • the displacements applied and the corresponding stresses in the sequence of the figure 4 vary from room to room depending on manufacturing tolerances.
  • this stress is critical because it plastically deforms the spring. This implies that the repeatability of the friction torque during the rotation of the bezel and the force required for dismantling are variable from one part to another. These plastic deformations modify the friction torque between the bezel and the middle and therefore the sensory feeling perceived by the customer, which is a major disadvantage.
  • the object of the invention is to overcome the aforementioned disadvantage by proposing a spring made of a material which can be subjected to significant stresses without plastically deforming. More specifically, the spring is made of a shape memory alloy exploited for its superelastic properties. These materials allow a large displacement range without residual plastic deformation thanks to a phase transformation phenomenon. As a result, despite the large stresses and the large displacements during the insertion of the spring during assembly, the torque perceived by the user is more repeatable and independent of the geometry during the insertion of the spring.
  • the invention thus makes it possible to reduce the dimensions of the bezels by groove geometries which would be critical with traditional constructions and materials while maintaining a stable felt torque.
  • the present invention relates to a watch case comprising a rotating bezel, a middle part and a connecting spring between the rotating bezel and the middle part, said connecting spring being housed in a first groove made in an outer wall of the middle part and in a second groove made in an inner wall of the rotating bezel, said first and second grooves being arranged preferably facing each other, the watch case being characterized in that the connecting spring is made in a shape memory alloy.
  • the shape memory alloy is an alloy based on copper, an alloy based on nickel and titanium, an alloy based on nickel or an alloy based on iron.
  • the watch case 6 comprises a rotating bezel 1 mounted on the middle part 3 ( fig.1 ).
  • the caseband 3 and the rotating bezel 1 respectively comprise a groove 7 and a groove 8.
  • the groove 7 is made in the outer wall 3a of the caseband 3 and the groove 8 is made in the inner wall 1a of the rotating bezel 1.
  • grooves 7 and 8 are preferably arranged facing each other and serve as a housing for the connecting spring 2 according to the invention. Thanks to this spring 2, the rotating bezel 1 is pressed downwards against a shoulder 3d of the middle part 3.
  • the connecting spring may have a polygonal shape.
  • the connecting spring may have an annular shape with circular protrusions 2a arranged alternately on the inner face and on the outer face of the ring. Other shapes are also possible without departing from the scope of the invention.
  • the connecting spring is made of a shape memory alloy.
  • FIG 6 illustrates the superelastic behavior of a shape memory alloy which exhibits an austenitic structure at room temperature which transforms into martensite under the application of a stress, which makes it possible to deform the material reversibly by several percent.
  • the tensile curve first exhibits linear elastic behavior up to a critical stress where the martensitic transformation induces superelastic behavior with increasing strain under near constant stress. This is the plateau that we observe at the figure 6 . As soon as the stress is released, the reverse transformation from martensite to austenite takes place and the alloy returns to its original size.
  • the shape memory alloy is an alloy based on nickel and titanium.
  • This alloy is completely biocompatible and highly resistant to corrosion.
  • the nickel-titanium base alloy consists of nickel with a weight percentage between 52.5 and 63%, titanium with a weight percentage between 36.5 and 47% and possible impurities with a lower or equal percentage. at 0.5%.
  • it could be an alloy comprising 55.8% titanium, 44% nickel and any impurities with a content less than or equal to 0.2% by weight.
  • iron-based alloy for example an Fe-Mn-Si alloy. It could also be a titanium-free nickel-based alloy.

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Abstract

L'invention concerne une boîte de montre (6) comprenant une lunette tournante (1), une carrure (3) et un ressort de liaison (2) entre la lunette tournante (1) et la carrure (3), ledit ressort de liaison (2) étant logé dans une première gorge (7) ménagée dans une paroi extérieure (3a) de la carrure (3) et dans une deuxième gorge (8) ménagée dans une paroi intérieure (1a) de la lunette tournante (1), lesdites première et deuxième gorges (7,8) étant de préférence agencées en regard l'une de l'autre, la boîte de montre (6) étant caractérisée en ce que le ressort de liaison (2) est réalisé dans un alliage à mémoire de forme.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte à une boîte de montre munie d'une lunette tournante, et plus spécifiquement à la nature du ressort liant la carrure à la lunette tournante.
    • Arrière-plan technologique
  • Il est connu de monter une lunette tournante sur une carrure par l'intermédiaire d'un ressort polygonal engagé simultanément dans des gorges de la lunette et de la carrure. Le ressort maintient en position la lunette dans la direction verticale tout en lui laissant un degré de liberté en rotation. Ce ressort polygonal présente l'avantage d'être une solution à bas coût d'assemblage et permet le démontage de la lunette moyennant une force de démontage relativement élevée.
  • Ce ressort est formé d'un fil généralement métallique qui est soumis à des déformations lors de son assemblage au sein des gorges de la carrure et de la lunette tournante. Ces déformations peuvent être importantes et mener à une déformation plastique du fil.
  • A cet égard, les figures 3 à 5 schématisent le procédé d'assemblage de la lunette 1 et du ressort 2 sur la carrure 3. Au début de l'assemblage schématisé à la figure 3, le ressort 2 se positionne contre le plan incliné 3c de la carrure 3 et se loge dans la gorge 8 de la lunette 1. Lors de cette séquence d'assemblage, le ressort est non contraint. Ensuite, à la séquence d'assemblage de la figure 4, le ressort 2 se positionne contre la paroi verticale 3b à la suite de la paroi inclinée 3c de la carrure 3. Il est alors fortement contraint radialement avant de se relâcher lors de son logement dans les gorges 7,8 de la carrure 3 et de la lunette 1 prévues pour son fonctionnement (figure 5). Les déplacements appliqués et les contraintes correspondantes dans la séquence de la figure 4 varient d'une pièce à l'autre en fonction des tolérances de fabrication. Dans certains produits, cette contrainte est critique car elle déforme plastiquement le ressort. Cela implique que la répétabilité du couple de frottement lors de la rotation de la lunette et la force nécessaire au démontage sont variables d'une pièce à l'autre. Ces déformations plastiques modifient le couple de frottement entre la lunette et la carrure et donc le ressenti sensoriel perçu par le client, ce qui est un désavantage majeur.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention a pour objet de pallier au désavantage précité en proposant un ressort réalisé dans un matériau pouvant être soumis à des contraintes importantes sans se déformer plastiquement. Plus spécifiquement, le ressort est réalisé dans un alliage à mémoire de forme exploité pour ses propriétés de superélasticité. Ces matériaux autorisent une grande plage de déplacement sans déformation plastique résiduelle grâce à un phénomène de transformation de phases. Il en résulte que malgré les grandes contraintes et les grands déplacements lors de l'insertion du ressort pendant l'assemblage, le couple perçu par l'utilisateur est plus répétable et indépendant de la géométrie lors de l'insertion du ressort. L'invention permet ainsi de réduire les dimensions des lunettes par des géométries de gorges qui seraient critiques avec des constructions et matériaux traditionnels tout en conservant un couple ressenti stable.
  • Plus précisément, la présente invention se rapporte à une boîte de montre comprenant une lunette tournante, une carrure et un ressort de liaison entre la lunette tournante et la carrure, ledit ressort de liaison étant logé dans une première gorge ménagée dans une paroi extérieure de la carrure et dans une deuxième gorge ménagée dans une paroi intérieure de la lunette tournante, lesdites première et deuxième gorges étant agencées de préférence en regard l'une de l'autre, la boîte de montre étant caractérisée en ce que le ressort de liaison est réalisé dans un alliage à mémoire de forme.
  • De préférence, l'alliage à mémoire de forme est un alliage à base de cuivre, un alliage à base de nickel et de titane, un alliage à base de nickel ou un alliage à base de fer.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés.
    • Brève description des figures
    • La figure 1 représente une boîte de montre munie du ressort de liaison selon l'invention.
    • La figure 2 représente le ressort de liaison utilisé dans la boîte de montre selon l'invention.
    • Les figures 3 à 5 représentent les séquences d'assemblage du ressort au sein des gorges de la carrure et de la lunette selon l'art antérieur.
    • La figure 6 représente la courbe contrainte en fonction du déplacement d'un alliage à mémoire de forme.
    • La figure 7 représente une alternative au ressort de liaison de la figure 2.
    Description détaillée de l'invention
  • La boîte de montre 6 comporte une lunette tournante 1 montée sur la carrure 3 (fig.1). La carrure 3 et la lunette tournante 1 comportent respectivement une gorge 7 et une gorge 8. La gorge 7 est ménagée dans la paroi extérieure 3a de la carrure 3 et la gorge 8 est ménagée dans la paroi intérieure 1a de la lunette tournante 1. Les gorges 7 et 8 sont agencées de préférence en regard l'une de l'autre et servent de logement au ressort de liaison 2 selon l'invention. Grâce à ce ressort 2, la lunette tournante 1 est pressée vers le bas contre un épaulement 3d de la carrure 3. Tel que représenté à la figure 2, le ressort de liaison peut avoir une forme polygonale. Selon une variante représentée à la figure 7, le ressort de liaison peut avoir une forme annulaire avec des protubérances circulaires 2a disposées en alternance sur la face intérieure et sur la face extérieure de l'anneau. D'autres formes sont également envisageables sans sortir du cadre de l'invention.
  • Le ressort de liaison est réalisé dans un alliage à mémoire de forme. La figure 6 illustre le comportement superélastique d'un alliage à mémoire de forme qui présente à température ambiante une structure austénitique qui se transforme en martensite sous l'application d'une contrainte, ce qui permet de déformer le matériau de façon réversible de plusieurs pourcents. La courbe de traction présente d'abord un comportement linéaire élastique jusqu'à une contrainte critique où la transformation martensitique induit un comportement superélastique avec une déformation croissante sous une contrainte quasi constante. C'est le plateau qu'on observe à la figure 6. Dès que la contrainte est relâchée, la transformation inverse de la martensite vers l'austénite s'opère et l'alliage reprend sa dimension première.
  • De préférence, l'alliage à mémoire de forme est un alliage à base de nickel et de titane. Cet alliage est complètement biocompatible et très résistant à la corrosion. L'alliage à base de nickel et de titane est constitué de nickel avec un pourcentage en poids compris entre 52.5 et 63%, de titane avec un pourcentage en poids compris entre 36.5 et 47% et d'impuretés éventuelles avec un pourcentage inférieur ou égal à 0.5%. Avantageusement, il pourrait s'agir d'un alliage comportant 55.8% de titane, 44% de nickel et des impuretés éventuelles avec une teneur inférieure ou égale à 0.2% en poids.
  • Il pourrait également s'agir d'un alliage à base de cuivre. Plus spécifiquement, l'alliage à base de cuivre est un des alliages ayant la composition suivante en poids avec un pourcentage en impuretés éventuelles inférieur ou égal à 0.5% :
    • Cu entre 64.5 et 85.5%, Zn entre 9.5 et 25% et Al entre 4.5 et 10%,
    • Cu entre 79.5 et 84.5%, Al entre 12.5 et 14% et Ni entre 2.5 et 6%,
    • Cu entre 87 et 88.2%, Al entre 11 et 12% et Be entre 0.3 et 0.7%,
    pour un pourcentage total de 100%.
  • Il pourrait également s'agir d'un alliage à base de fer, par exemple un alliage Fe-Mn-Si. Il pourrait aussi s'agir d'un alliage à base de nickel sans titane.
  • Ces alliages présentent à température ambiante, en l'absence de contraintes, une microstructure austénitique.
    • Nomenclature
    • 1.
    Lunette tournante
    1a.
    paroi intérieure
    2.
    Ressort
    3.
    Carrure
    3a.
    paroi extérieure
    3b.
    paroi verticale
    3c.
    paroi inclinée
    3d.
    épaulement
    4.
    Joint
    5.
    Glace
    6.
    Boîte de montre
    7.
    Gorge de la carrure, aussi dite première gorge
    8.
    Gorge de la lunette, aussi dite deuxième gorge

Claims (7)

  1. Boîte de montre (6) comprenant une lunette tournante (1), une carrure (3) et un ressort de liaison (2) entre la lunette tournante (1) et la carrure (3), ledit ressort de liaison (2) étant logé dans une première gorge (7) ménagée dans une paroi extérieure (3a) de la carrure (3) et dans une deuxième gorge (8) ménagée dans une paroi intérieure (1a) de la lunette tournante (1), ladite boîte de montre (6) étant caractérisée en ce que le ressort de liaison (2) est réalisé dans un alliage à mémoire de forme.
  2. Boîte de montre (6) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'alliage à mémoire de forme est un alliage à base de cuivre, un alliage à base de nickel, un alliage à base de nickel et de titane ou un alliage à base de fer.
  3. Boîte de montre (6) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'alliage à base de nickel et de titane est constitué en poids de nickel avec un pourcentage compris entre 52.5 et 63%, de titane avec un pourcentage compris entre 36.5 et 47% et d'impuretés éventuelles avec un pourcentage inférieur ou égal à 0.5%.
  4. Boîte de montre (6) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alliage à base de cuivre est un des alliages ayant la composition suivante en poids avec un pourcentage d'impuretés éventuelles inférieur ou égal à 0.5% :
    - Cu entre 64.5 et 85.5%, Zn entre 9.5 et 25% et Al entre 4.5 et 10%,
    - Cu entre 79.5 et 84.5%, Al entre 12.5 et 14% et Ni entre 2.5 et 6%,
    - Cu entre 87 et 88.2%, Al entre 11 et 12% et Be entre 0.3 et 0.7%.
  5. Boîte de montre (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ressort de liaison (2) a une forme polygonale.
  6. Boîte de montre (6) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le ressort de liaison (2) a une forme annulaire avec des protubérances circulaires disposées en alternance sur la face intérieure et sur la face extérieure de l'anneau.
  7. Boîte de montre (6) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites première et deuxième gorges (7,8) sont agencées en regard l'une de l'autre.
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