EP4492156A1 - Dispositif horloger - Google Patents

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Publication number
EP4492156A1
EP4492156A1 EP24186033.7A EP24186033A EP4492156A1 EP 4492156 A1 EP4492156 A1 EP 4492156A1 EP 24186033 A EP24186033 A EP 24186033A EP 4492156 A1 EP4492156 A1 EP 4492156A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stud
slot
support
head
balance spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24186033.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marie Bouquin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
Publication of EP4492156A1 publication Critical patent/EP4492156A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • G04B17/325—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring in a fixed position, e.g. using a block
    • 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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/02—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes
    • G04B18/026—Locking the hair spring in the indexing device, e.g. goupille of the raquette
    • 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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/02—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes
    • G04B18/023—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes with means for fine adjustment of the indexing device
    • 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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/02—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes
    • G04B18/025—Fixing of the indexing device

Definitions

  • the present invention relates to a watch device comprising a fixed or mobile support, a balance spring, a locking element and a stud allowing the fixing of the outer end of the balance spring on the support, said support typically being a balance cock, a stud holder, a tourbillon cage or a part of one of these elements.
  • the hairspring In watch regulating organs, the hairspring is generally attached by its inner end to the balance shaft and by its outer end to the balance cock, i.e. to the balance bridge.
  • the latter receives the stud, which is provided with a hole or groove, into which the outer end of the hairspring is inserted.
  • Different means of attachment can be used to fix the hairspring in the balance cock, such as welding, gluing, crimping, or tightening (by a set screw for example).
  • the precision of the attachment of the hairspring to the balance cock is important so that its development is concentric.
  • the hairsprings are supplied with the pins already attached to them. Sometimes the connection between the pin and the hairspring is defective, the hairspring is then subjected to stress when it is attached to the balance-cock and it does not have flat or concentric contractions.
  • the patent application FR 1 529 486 describes a stud for an escapement balance spring, the body of which, intended to be fixed to the balance cock, comprises an orientable part, forming a ball joint, housed in a corresponding recess in the body of the stud and having an opening in which the outer end of the balance spring is fixed as well as means for blocking this orientable part, the whole being arranged so as to allow the free orientation of the end of the balance spring and then its holding in a direction corresponding to the natural positioning of the latter.
  • This stud is described as allowing to avoid constraints on the hairspring and to guarantee that the turns are concentric.
  • it has the disadvantage of having a complex structure with several parts to assemble and of allowing only limited freedom for the hairspring to take its natural shape.
  • the hairspring is not necessarily in its natural (or rest) position. Indeed, there may be an inaccuracy on the bottom of the groove or a defect in the perpendicularity of the stud relative to the hairspring.
  • a defect When the stud is clamped, by tightening the retaining plate, such a defect will be reflected in a stress on the hairspring, the end of which will be brought outside its general plane.
  • the terminal curve of the hairspring is corrected manually to try to restore the flatness of the hairspring, but this operation is delicate, even impossible when the hairspring is made of silicon.
  • An aim of the present invention is to propose a device comprising a stud, a support, a locking element and a hairspring making it possible to fix the outer end of the hairspring on the support while generating the least possible stress or even no stress on the hairspring, even when the connection between the stud and the hairspring has defects, while remedying the aforementioned drawbacks.
  • the invention proposes for these purposes a timepiece device comprising a balance spring, a locking element, a stud and a fixed or movable support comprising a slot extending parallel to the plane of the spring and opening onto two opposite faces of the support in the direction of the axis of the spring, said stud comprising a body arranged partly in the slot and fixing the outer end of the spring on the side of the support facing the spring and a head comprising a spherical surface arranged on the other side of the support and axially retaining the stud in the slot (in the direction of the axis of the spring).
  • the stud When the locking element is not in the locked position, the stud can move in the longitudinal direction of the slot and can pivot relative to the support according to three degrees of freedom to take a given position and orientation.
  • the locking element When the locking element is in the locked position, it presses the head against the support to lock the stud in said given position and orientation, the contact of the locking element and the support with the head being made at the level of the spherical surface.
  • Such a device has the advantage of allowing the stud to move in the longitudinal direction of the slot and to pivot relative to the support. according to three degrees of freedom to take a given position and orientation then fixing in said given position and orientation without repositioning or reorientation of the stud.
  • said given position and orientation are typically defined by the rest state of the hairspring and are imposed by the rest position of the hairspring, that in which it is not subjected to constraints.
  • the stud moves freely in the longitudinal direction of the slot and is freely oriented therein.
  • the position of the stud in the longitudinal direction of the slot can be imposed by the watchmaker.
  • the device according to the invention then typically comprises adjustment means making it possible to adjust the position of the stud in the longitudinal direction of the slot while leaving the orientation of the stud free prior to locking the locking element.
  • the position of the stud in the longitudinal direction of the slot and its orientation can both be chosen by the watchmaker before locking the locking element which will simply fix them.
  • the slot extends radially relative to the axis of the hairspring. It preferably opens radially on its outer side. This facilitates the placement of the piton in the slot. On its lower face, the outline of the slot is preferably chamfered to facilitate the pivoting of the piton relative to the support.
  • the head of the piton is typically in the form of a spherical cap with a height greater than the radius of its original sphere.
  • the radius of the base circle of the spherical cap forming the head is typically less than the width of the slot.
  • the support is preferably selected from a balance bridge, a stud holder and a tourbillon cage.
  • the support may also be a part of only one of these elements, for example a tourbillon cage plate.
  • the body of the stud comprises a base fixing the outer end of the hairspring and an intermediate portion, arranged in the slot, connecting the base to the head of the stud, the base forming a shoulder axially retaining the stud in the slot in the direction of the axis of the hairspring.
  • the intermediate portion is preferably in the form of a cylinder of revolution. Its radius is typically equal to the radius of the base circle of the spherical cap forming the head of the piton.
  • the spiral of the device is made of a fragile material, i.e. not having a plastic deformation domain, typically silicon.
  • the invention is particularly advantageous in this case. Indeed, for spirals made of brittle material, adjustment or adjustment of the curvature by hand is not possible.
  • the piton has a simple structure, which makes it both easy to manufacture and assemble. It is typically metallic and preferably made of a single piece.
  • the invention also relates to a timepiece such as a wristwatch or a pocket watch comprising such a timepiece device.
  • a timepiece device 1 comprises a balance wheel 2, a tourbillon cage 3 comprising an upper plate 31 and a lower plate 32 connected by pillars 33, a balance spring 4, a stud 5 allowing the fixing of the outer end 41 of the balance spring 4 on the upper plate 31 and a locking element, here a cover 6.
  • the upper and lower directions are defined with reference to the Figures 1 and 2 .
  • the tourbillon cage 3 is intended to be mounted in a flying manner, for example by means of a ball bearing, on a frame 100, typically a plate or a bridge, of a watch mechanism.
  • the tourbillon cage 3 is intended to pivot, for example at a rate of one revolution per minute thanks to a drive wheel 7, corresponding to a second wheel, which is integral with it.
  • the tourbillon cage 3 carries an escapement wheel (not illustrated) whose escapement pinion is intended to cooperate with a toothed wheel 8 belonging to the watch mechanism and fixed relative to the frame 100 of the watch mechanism.
  • the inner end of the hairspring 4 is fixed by means of a collet 9 on the balance staff 10, as illustrated in figure 3 .
  • the balance assembly 2 - spiral 4 is classically mounted pivoting around an axis of rotation (A) perpendicular to the plane defined by spiral 4.
  • the stud 5 of the device 1 comprises a base 51, a head 53 and an intermediate portion 52 connecting the head 53 and the base 51.
  • the base 51 comprises an opening 511 in which the outer end 41 of the balance spring 4 is fixed.
  • the head 53 forms an articulation with the upper plate 31. It is in the form of a spherical cap whose height h ( figure 7 ) is greater than the radius r of the original sphere of the spherical cap.
  • the intermediate portion 52 has a section smaller than that of the base 51 and that of the head 53. It is cylindrical of revolution. Its radius is equal to the radius a of the base circle of the spherical cap forming the head 53.
  • the upper plate 31 of the tourbillon cage 3 comprises a slot 11 in which the intermediate portion 52 of the stud 5 is intended to slide.
  • the slot 11 extends radially relative to the axis (A). It is limited radially on the inner side by its inner wall and opens radially on the outer side so that it can receive the intermediate portion 52 of the stud 5 during assembly of the device 1, without disassembly of the stud.
  • the slot 11 allows the radial displacement of the stud 5 in a plane perpendicular to the axis (A) to allow the outer end 41 of the balance spring 4 to take the desired position.
  • the outer end of the balance spring 4 is naturally positioned at the distance from the center of rotation of the balance spring 4 which is natural to it.
  • the upper plate 31 also comprises a recess 12 into which the upper part of the slot 11 opens, said recess 12 forming a housing intended to receive the head 53 of the stud 5 to form a connection with three degrees of freedom in rotation (ball joint type connection).
  • the contour 15 of the slot 11 is chamfered to facilitate the pivoting of the stud 5 relative to the upper plate 31.
  • the stud 5 can theoretically pivot on itself at 360°, pivot in the axis of the slot 11 over an amplitude of approximately 60° and pivot perpendicular to the axis of the slot 11 over an amplitude of approximately 60°.
  • the ranges of movement of the stud 5 will be limited by the hairspring 4.
  • the cover 6 is removable. Its role is to fix the position of the stud 5 relative to the tourbillon cage 3 after it has taken the desired position which corresponds in the example illustrated to that imposed by the balance spring 4 (natural or resting position).
  • the cover 6, the head 53 and the hollow 12 are sized so that the cover 6 can be fixed to the upper plate 31 so as to press the head 53 against the bottom of the hollow 12.
  • connection Prior to the installation of the cover 6, when the head 53 of the stud 5 is in the bottom of the hollow 12, resting against the edges 13 defined by the upper edges of the slot 11, the stud 5 and the upper plate 31 form a connection comprising three degrees of freedom in rotation and one degree of freedom in translation.
  • This type of connection is commonly referred to as a sphere-cylinder type connection or annular linear connection.
  • the device 1 allows the stud 5 to take the position and orientation imposed on it by the hairspring 4.
  • the cover 6 is then screwed into the upper plate 31 of the tourbillon cage 3 by means of screws 14 so as to press the head 53 of the stud 5 into the bottom of the hollow 12, against the edges 13, and to immobilize the stud 5 by relative to the upper plate 31 of the tourbillon cage 3.
  • the cover 6 is then said to be in its locked position.
  • the whole is arranged so that, whatever the orientation of the stud 5 prior to the installation of the cover 6 (or as long as the cover 6 is not in its locked position), this is not modified by the installation of the cover 6.
  • the installation of the cover 6 in its locked position does not require any reorientation of the stud 5 and therefore does not create any tension in the balance spring 4. This is made possible by the spherical surface of the head 53 and by the fact that the contact of the cover 6 and the upper plate 31 with the head 53 is made at the level of the spherical surface.
  • the piton 5 is in one piece, it is preferably metallic.
  • the relative dimensions of the stud 5 and the slot 11 are all parameters that a person skilled in the art can adjust to guarantee a sphere-cylinder type connection as defined above prior to immobilizing the stud 5 via the fixing of the cover 6.
  • the tourbillon cage 3 is then mounted on the watch movement frame.
  • a device differs from the device 1 in that it comprises adjustment means making it possible to adjust the position of the stud 5 in the longitudinal direction of the slot 11 while leaving the orientation of the stud 5 free prior to placing the cover 6 in its locked position.
  • a device according to a third embodiment of the invention differs from the device according to the second embodiment of the invention in that it further comprises means allowing the watchmaker to orient the stud 5 as desired prior to placing the cover 6 in its locked position. It is possible to imagine a manual positioning, possibly adapting the shape of the cover to access the head of the stud 5.
  • the latter can be provided with a gripping extension (as for a joystick) allowing its positioning.
  • the hairspring is a Breguet hairspring
  • the invention can be applied to other types of hairsprings, in particular to a flat hairspring.
  • the support on which the stud 5 is fixed is the upper plate 31 of a tourbillon cage 3 but the support could be different.
  • a support such as a tourbillon cage is a movable support.
  • the support could alternatively be a fixed support such as a balance cock or a piton holder or even only a part of one of these elements.
  • cover 6 might not be removable but simply be tightened or loosened to move from an unlocked position in which it allows some movement of the stud 5 to a locked position in which the position and orientation of the stud 5 are locked.
  • the device according to the invention makes it possible to fix the stud in given positions and orientations, chosen or imposed by the natural positioning of the outer end of the hairspring.
  • the installation of the locking element in its locked position does not require any reorientation of the stud.
  • the device according to the invention makes it possible to fix the stud in a position in which the hairspring is in its state of rest and is not subject to stress.
  • the outer end of the hairspring is naturally positioned at the distance from the center of rotation of the hairspring which is natural to it and according to the orientation in which it is not subject to stress and is then locked in this specific position and in this specific orientation by fixing the locking element on the support receiving the stud.
  • the device according to the invention makes it possible to compensate for any defects existing in the connection of the hairspring to the stud and to obtain flat and concentric contractions.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Springs (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif horloger (1) comprenant un spiral (4) de balancier, un élément de verrouillage (6), un piton (5) et un support (31) fixe ou mobile comprenant une fente (11) s'étendant parallèlement au plan du spiral (4) et débouchant sur deux faces du support (31) opposées dans la direction de l'axe (A) du spiral (4), ledit piton (5) comprenant un corps (51, 52) agencé en partie dans la fente (11) et fixant l'extrémité extérieure (41) du spiral (4) du côté du support (31) se trouvant en regard du spiral (4) et une tête (53) comprenant une surface sphérique agencée de l'autre côté du support (31) et retenant axialement le piton (5) dans la fente (11). Lorsque l'élément de verrouillage (6) n'est pas en position verrouillée, le piton (5) peut se déplacer dans la direction longitudinale de la fente (11) et peut pivoter par rapport au support (31) selon trois degrés de liberté pour prendre une position et une orientation données et lorsque l'élément de verrouillage (6) est en position verrouillée, celui-ci plaque la tête (53) contre le support (31) pour verrouiller le piton (5) dans lesdites position et orientation données, le contact de l'élément de verrouillage (6) et du support (31) avec la tête (53) se faisant au niveau de la surface sphérique.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif horloger comprenant un support fixe ou mobile, un spiral de balancier, un élément de verrouillage et un piton permettant la fixation de l'extrémité extérieure du spiral sur le support, ledit support étant typiquement un coq, un porte piton, une cage de tourbillon ou une partie d'un de ces éléments.
  • Dans les organes régulateurs horlogers, le spiral est généralement attaché par son extrémité intérieure à l'arbre de balancier et par son extrémité extérieure au coq, c'est-à-dire au pont de balancier. Ce dernier reçoit le piton, qui est muni d'un trou ou d'une gorge, dans lequel est insérée l'extrémité extérieure du spiral. Différents moyens de fixation peuvent être utilisés pour fixer le spiral dans le coq, comme du soudage, du collage, du sertissage, ou serrage (par une vis à pointeau par exemple). La précision de la fixation du spiral au coq est importante pour que son développement soit bien concentrique.
  • De manière générale, les spiraux sont fournis avec les pitons qui y sont déjà fixés. Il arrive que la liaison entre le piton et le spiral présente des défauts, le spiral subit alors une contrainte lors de sa fixation au coq et il n'a pas des contractions planes ou concentriques.
  • La demande de brevet FR 1 529 486 décrit un piton pour spiral d'échappement dont le corps, destiné à être fixé sur le coq, comprend une pièce orientable, formant rotule, logée dans un évidement correspondant du corps du piton et présentant une ouverture dans laquelle est fixée l'extrémité extérieure du spiral ainsi que des moyens de blocage de cette pièce orientable, le tout étant agencé de manière à permettre la libre orientation de l'extrémité du spiral puis son maintien dans une direction correspondant au positionnement naturel de ce dernier. Ce piton est décrit comme permettant d'éviter des contraintes sur le spiral et de garantir que les spires soient bien concentriques. Toutefois, il présente l'inconvénient de posséder une structure complexe avec plusieurs pièces à assembler et de n'autoriser qu'une liberté limitée au spiral pour qu'il prenne sa forme naturelle.
  • Dans le poinçon de Genève, il est connu de monter le piton dans une gorge ménagée dans le coq, ladite gorge étant orientée radialement par rapport à l'axe du spiral. Cette gorge dans laquelle le piton peut coulisser librement, permet un auto-centrage du piton. En d'autres termes, indépendamment de la position radiale du piton dans le coq et de la variabilité de la mise en forme ou de l'assemblage du spiral, le piton se positionne automatiquement dans la gorge, à la distance de l'axe de pivotement du spiral correspondant à sa position naturelle. Une plaque de maintien est ensuite rapportée sur le coq pour fixer le piton en le pressant contre le fond de la gorge. Dans ce système, malgré le positionnement radial naturel du piton, le positionnement dans le plan de l'extrémité du spiral n'est pas garanti. En d'autres termes, le spiral n'est pas nécessairement dans sa position naturelle (ou de repos). En effet, on peut avoir une imprécision sur le fond de la gorge ou un défaut dans la perpendicularité du piton par rapport au spiral. Lors du bridage du piton, via le serrage de la plaque de maintien, un tel défaut va se répercuter en une contrainte sur le spiral, dont l'extrémité va être amenée en dehors de son plan général. A l'heure actuelle, quand cela se produit, la courbe terminale du spiral est corrigée manuellement pour essayer de rétablir la planéité du spiral, mais cette opération est délicate, voire impossible lorsque le spiral est en silicium.
  • Un but de la présente invention est de proposer un dispositif comprenant un piton, un support, un élément de verrouillage et un spiral permettant fixer l'extrémité extérieure du spiral sur le support en engendrant le moins de contraintes possible voire l'absence de contraintes sur le spiral, même lorsque la liaison entre le piton et le spiral présente des défauts, tout en remédiant aux inconvénients précités.
  • On peut aussi vouloir fixer l'extrémité extérieure du spiral dans une position déterminée, notamment pour ajuster les caractéristiques de marche du balancierspiral et améliorer l'isochronisme.
  • L'invention propose à ces fins un dispositif horloger comprenant un spiral de balancier, un élément de verrouillage, un piton et un support fixe ou mobile comprenant une fente s'étendant parallèlement au plan du spiral et débouchant sur deux faces du support opposées dans la direction de l'axe du spiral, ledit piton comprenant un corps agencé en partie dans la fente et fixant l'extrémité extérieure du spiral du côté du support se trouvant en regard du spiral et une tête comprenant une surface sphérique agencée de l'autre côté du support et retenant axialement le piton dans la fente (dans la direction de l'axe du spiral). Lorsque l'élément de verrouillage n'est pas en position verrouillée, le piton peut se déplacer dans la direction longitudinale de la fente et peut pivoter par rapport au support selon trois degrés de liberté pour prendre une position et une orientation données. Lorsque l'élément de verrouillage est en position verrouillée, celui-ci plaque la tête contre le support pour verrouiller le piton dans lesdites position et orientation données, le contact de l'élément de verrouillage et du support avec la tête se faisant au niveau de la surface sphérique.
  • Un tel dispositif présente l'avantage de permettre le déplacement du piton dans la direction longitudinale de la fente et son pivotement par rapport au support selon trois degrés de liberté pour prendre une position et une orientation données puis la fixation dans lesdites position et orientation données sans repositionnement ni réorientation du piton.
  • Cela permet typiquement de fixer le piton dans une configuration correspondant à la position de repos du spiral pour limiter voire annuler les contraintes qu'il subit. Cela est également utile dans le cas où l'on veut imposer une position et/ou une orientation spécifiques au spiral.
  • Dans un premier mode de réalisation de l'invention, lesdites position et orientation données sont typiquement définies par l'état de repos du spiral et sont imposées par la position de repos du spiral, celle dans laquelle il ne subit pas de contraintes. Dans ce cas, avant le verrouillage de l'élément de verrouillage, le piton se déplace librement dans la direction longitudinale de la fente et s'y oriente librement.
  • Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, la position du piton dans la direction longitudinale de la fente peut être imposée par l'horloger. Le dispositif selon l'invention comprend alors typiquement des moyens de réglage permettant de régler la position du piton dans la direction longitudinale de la fente tout en laissant libre l'orientation du piton préalablement au verrouillage de l'élément de verrouillage.
  • Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, la position du piton dans la direction longitudinale de la fente et son orientation peuvent être toutes les deux choisies par l'horloger avant le verrouillage de l'élément de verrouillage qui viendra simplement les fixer.
  • Avantageusement, la fente s'étend radialement par rapport à l'axe du spiral. Elle est de préférence débouchante radialement sur son côté extérieur. Cela facilite la mise en place du piton dans la fente. Sur sa face inférieure, le contour de la fente est de préférence chanfreiné pour faciliter le pivotement du piton par rapport au support.
  • Dans le cadre de la présente invention, la tête du piton est typiquement en forme de calotte sphérique de hauteur supérieure au rayon de sa sphère d'origine. Le rayon du cercle de base de la calotte sphérique formant la tête est typiquement quant à lui inférieur à la largeur de la fente.
  • Le support est de préférence choisi parmi un pont de balancier, un porte-piton et une cage de tourbillon. Le support peut également être une partie seulement d'un de ces éléments, par exemple un plateau de cage de tourbillon.
  • Avantageusement, le corps du piton comprend une base fixant l'extrémité extérieure du spiral et une portion intermédiaire, agencée dans la fente, reliant la base à la tête du piton, la base formant un épaulement retenant axialement le piton dans la fente dans la direction de l'axe du spiral.
  • La portion intermédiaire est de préférence en forme de cylindre de révolution. Son rayon est typiquement égal au rayon du cercle de base de la calotte sphérique formant la tête du piton.
  • Avantageusement, le spiral du dispositif est réalisé en un matériau fragile, c'est-à-dire ne présentant pas de domaine de déformation plastique, typiquement en silicium. L'invention est particulièrement avantageuse dans ce cas. En effet, pour les spiraux en matériau cassant, un réglage ou un ajustement de la courbure à la main n'est pas envisageable.
  • De plus, le piton possède une structure simple, ce qui le rend à la fois simple à fabriquer et à assembler. Il est typiquement métallique et de préférence monobloc.
  • L'invention concerne également une pièce d'horlogerie telle qu'une montrebracelet ou une montre de poche comprenant un tel dispositif horloger.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'une partie d'un mécanisme horloger intégrant un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif comprenant notamment un balancier, un ressort spiral de balancier, une cage de tourbillon comprenant un plateau supérieur et un plateau inférieur reliés par des piliers ainsi qu'un élément de verrouillage fixant la position du piton dans le plateau supérieur de la cage de tourbillon ;
    • la figure 2 est une vue en perspective de dessus d'une partie du dispositif de la figure 1, dans laquelle le plateau inférieur de la cage de tourbillon, les piliers de ladite cage et l'élément de verrouillage ne sont pas représentés ;
    • la figure 3 est une vue en perspective de dessus d'une partie du dispositif de la figure 1, dans laquelle la cage de tourbillon et l'élément de verrouillage ne sont pas représentées ;
    • la figure 4 est une vue du profil d'une partie du dispositif illustré à la figure 1, dans laquelle le plateau inférieur de la cage de tourbillon et les piliers de ladite cage ne sont pas représentés ;
    • la figure 5 est une vue en perspective, de dessous, du dispositif de la figure 1 centrée sur le piton ;
    • la figure 6 est une vue en perspective, de dessous, du dispositif de la figure 1, centrée sur le piton, dans laquelle le spiral n'est pas représenté ;
    • la figure 7 est une vue de profil d'une partie du dispositif de la figure 1 tel qu'il est représenté à la figure 6.
  • En référence aux figures 1 et 7, un dispositif horloger 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comprend un balancier 2, une cage de tourbillon 3 comprenant un plateau supérieur 31 et un plateau inférieur 32 reliés par des piliers 33, un ressort spiral de balancier 4, un piton 5 permettant la fixation de l'extrémité extérieure 41 du spiral 4 sur le plateau supérieur 31 et un élément de verrouillage, ici un couvercle 6. On définit les directions supérieure et inférieure en référence aux figures 1 et 2.
  • La cage de tourbillon 3 est destinée à être montée volante, par exemple au moyen d'un roulement à billes, sur un bâti 100, typiquement une platine ou un pont, d'un mécanisme horloger.
  • La cage de tourbillon 3 est destinée à pivoter, par exemple à un rythme d'un tour par minute grâce à une roue d'entraînement 7, correspondant à une roue de seconde, qui lui est solidaire. La cage de tourbillon 3 porte un mobile d'échappement (non illustré) dont le pignon d'échappement est destiné à coopérer avec une roue dentée 8 appartenant au mécanisme horloger et fixe par rapport au bâti 100 du mécanisme horloger.
  • L'extrémité intérieure du spiral 4 est fixée au moyen d'une virole 9 sur l'axe de balancier 10, comme illustré à la figure 3. L'ensemble balancier 2 - spiral 4 est classiquement monté pivotant autour d'un axe de rotation (A) perpendiculaire au plan défini par le spiral 4.
  • Le piton 5 du dispositif 1 comprend une base 51, une tête 53 et une portion intermédiaire 52 reliant la tête 53 et la base 51. La base 51 comprend une ouverture 511 dans laquelle est fixée l'extrémité extérieure 41 du spiral 4. La tête 53 forme une articulation avec le plateau supérieur 31. Elle est en forme de calotte sphérique dont la hauteur h (figure 7) est supérieure au rayon r de la sphère d'origine de la calotte sphérique. La portion intermédiaire 52 présente une section inférieure à celle de la base 51 et à celle de la tête 53. Elle est cylindrique de révolution. Son rayon est égal au rayon a du cercle de base de la calotte sphérique formant la tête 53.
  • Le plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3 comprend une fente 11 dans laquelle la portion intermédiaire 52 du piton 5 est destinée à coulisser. La fente 11 s'étend radialement par rapport à l'axe (A). Elle est limitée radialement du côté intérieur par sa paroi intérieure et est débouchante radialement du côté extérieur de sorte qu'elle peut recevoir la portion intermédiaire 52 du piton 5 lors du montage du dispositif 1, sans démontage du piton. La fente 11 permet le déplacement radial du piton 5 dans un plan perpendiculaire à l'axe (A) pour permettre à l'extrémité extérieure 41 du spiral 4 de prendre la position désirée. Dans l'exemple illustré, l'extrémité extérieure du spiral 4 se positionne naturellement à la distance du centre de rotation du spiral 4 qui lui est naturelle.
  • Le plateau supérieur 31 comprend également une creusure 12 dans laquelle débouche la partie supérieure de la fente 11, ladite creusure 12 formant un logement destiné à recevoir la tête 53 du piton 5 pour former une liaison à trois degrés de liberté en rotation (liaison de type rotule).
  • Sur sa face inférieure, le contour 15 de la fente 11 est chanfreiné pour faciliter le pivotement du piton 5 par rapport au plateau supérieur 31. Dans l'exemple illustré, le piton 5 peut théoriquement pivoter sur lui-même à 360°, pivoter dans l'axe de la fente 11 sur une amplitude d'environ 60° et pivoter perpendiculairement à l'axe de la fente 11 sur une amplitude d'environ 60°. En pratique, les plages de déplacement du piton 5 seront limitées par le spiral 4.
  • Le couvercle 6 est amovible. Son rôle est de fixer la position du piton 5 par rapport à la cage de tourbillon 3 après qu'il a pris la position désirée qui correspond dans l'exemple illustré à celle imposée par le spiral 4 (position naturelle ou de repos). Le couvercle 6, la tête 53 et la creusure 12 sont dimensionnés de manière à ce que le couvercle 6 puisse être fixé au plateau supérieur 31 de manière à presser la tête 53 contre le fond de la creusure 12.
  • Préalablement à la mise en place du couvercle 6, lorsque la tête 53 du piton 5 est dans le fond de la creusure 12, en appui contre les arêtes 13 définies par les bords supérieurs de la fente 11, le piton 5 et le plateau supérieur 31 forment une liaison comprenant trois degrés de liberté en rotation et un degré de liberté en translation. Ce type de liaison est communément désignée sous le nom de liaison de type sphère-cylindre ou liaison linéaire annulaire.
  • Ainsi, avant la mise en place du couvercle 6, le dispositif 1 permet au piton 5 de prendre la position et l'orientation que lui imposent le spiral 4.
  • Le couvercle 6 est ensuite vissé dans le plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3 au moyen de vis 14 de sorte à presser la tête 53 du piton 5 dans le fond de la creusure 12, contre les arêtes 13, et à immobiliser le piton 5 par rapport au plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3. On dit alors que le couvercle 6 est dans sa position verrouillée.
  • Le tout est agencé de sorte que, quelle que soit l'orientation du piton 5 préalablement à la mise en place du couvercle 6 (ou tant que le couvercle 6 n'est pas dans sa position verrouillée), celle-ci n'est pas modifiée par la mise en place du couvercle 6. La mise en place du couvercle 6 dans sa position verrouillée n'impose pas de réorientation du piton 5 et ne créé donc pas de tension dans le spiral 4. Cela est rendu possible grâce à la surface sphérique de la tête 53 et au fait que le contact du couvercle 6 et du plateau supérieur 31 avec la tête 53 se fait au niveau de la surface sphérique.
  • Ici, le piton 5 est monobloc, il est de préférence métallique.
  • Les dimensions relatives du piton 5 et de la fente 11 (diamètre d et longueur L de la portion intermédiaire 52 du piton 5, largeur I de la fente 11, épaisseur e de la partie du plateau supérieur 31 recevant la portion intermédiaire 52, rayon r de la calotte sphérique...) sont autant de paramètres que l'homme du métier peut ajuster pour garantir une liaison type sphère-cylindre telle que définie précédemment préalablement à l'immobilisation du piton 5 via la fixation du couvercle 6.
  • La mise en place du spiral 4 dans le dispositif 1 comprend notamment les étapes suivantes :
    • Se munir d'un spiral 4 dont l'extrémité extérieure 41 est déjà fixée dans la base 51 du piton 5. Alternativement, l'extrémité extérieure du spiral 4 est introduite dans l'ouverture pratiquée dans la base 51 du piton 5 puis y est fixée par soudage, du collage, du sertissage, ou serrage. Dans le cadre de la présente invention, la fixation du spiral 4 au piton 5 est indépendante de celle du piton 5 sur le plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3 ;
    • Fixer l'extrémité intérieure du spiral 4 à l'axe de balancier 10 au moyen de la virole 9 et placer la portion intermédiaire 52 du piton 5 dans la fente 11 du plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3, avec la tête 53 dans la creusure 12, dans cet ordre ou dans l'autre ;
    • Laisser le piton 5 se positionner et s'orienter seul dans la fente 11 ;
    • Mettre en place le couvercle 6 sur le plateau supérieur 31 de la cage de tourbillon 3 et le fixer à l'aide des vis 14 dans sa position verrouillée.
  • La cage de tourbillon 3 est ensuite montée sur le bâti du mouvement horloger.
  • Un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, diffère du dispositif 1 en ce qu'il comprend des moyens de réglage permettant de régler la position du piton 5 dans la direction longitudinale de la fente 11 tout en laissant libre l'orientation du piton 5 préalablement à la mise en place du couvercle 6 dans sa position verrouillée.
  • Un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l'invention, diffère du dispositif selon le deuxième mode de réalisation de l'invention en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant à l'horloger d'orienter le piton 5 comme il le souhaite préalablement à la mise en place du couvercle 6 dans sa position verrouillée. On peut imaginer une mise en position manuelle, éventuellement adapter la forme du couvercle pour accéder à la tête du piton 5. Cette dernière peut être pourvue d'une extension de préhension (comme pour un joystick) permettant son positionnement.
  • Il apparaîtra clairement à l'homme du métier que la présente invention n'est en aucun cas limitée aux modes de réalisation présentés ci-dessus et illustrés dans les figures.
  • Typiquement, si dans l'exemple illustré le spiral est un spiral Breguet, il est clair que l'invention peut s'appliquer à d'autres types de spiraux en particulier à un spiral plat.
  • Dans l'exemple illustré, le support sur lequel est fixé le piton 5 est le plateau supérieur 31 d'une cage de tourbillon 3 mais le support pourrait être différent.
  • Un support tel qu'une cage de tourbillon est un support mobile. Dans le cadre de la présente invention, le support pourrait alternativement être un support fixe tel qu'un coq ou un porte piton ou encore une partie seulement d'un de ces éléments.
  • En outre, le couvercle 6 pourrait ne pas être amovible mais simplement être serré ou desserré pour passer d'une position non verrouillée dans laquelle il autorise un certain déplacement du piton 5 à une position verrouillée dans laquelle les position et orientation du piton 5 sont verrouillées.
  • Dans l'ensemble de la description, les termes supérieur et inférieur sont utilisés en référence à la position des différents organes dans les figures 1 et 2. Il est évident que l'orientation des pièces pourrait être différente lors de leur montage dans un mécanisme horloger.
  • Dans d'autres variantes, il est évident que la forme des organes peut varier à l'infini pour autant que ses fonctions soient assurées.
  • Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, le dispositif selon l'invention permet de fixer le piton dans des position et orientation données, choisies ou imposées par le positionnement naturel de l'extrémité extérieure du spiral. En particulier, la mise en place de l'élément de verrouillage dans sa position verrouillée n'impose aucune réorientation du piton.
  • Dans le cas particulier où lesdites position et orientation sont laissées libres, c'est-à-dire lorsqu'elles correspondent à l'état de repos du spiral, le dispositif selon l'invention permet de fixer le piton dans une position dans laquelle le spiral est dans son état de repos et ne subit pas de contrainte. L'extrémité extérieure du spiral se positionne naturellement à la distance du centre de rotation du spiral qui lui est naturelle et selon l'orientation dans laquelle elle ne subit pas de contrainte et est ensuite verrouillée dans cette position spécifique et dans cette orientation spécifique par fixation de l'élément de verrouillage sur le support recevant le piton. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet de rattraper les éventuels défauts existants dans la liaison du spiral au piton et d'obtenir des contractions planes et concentriques.

Claims (12)

  1. Dispositif horloger (1) comprenant un spiral de balancier (4), un élément de verrouillage (6), un piton (5) et un support (31) fixe ou mobile comprenant une fente (11) s'étendant parallèlement au plan du spiral (4) et débouchant sur deux faces du support (31) opposées dans la direction de l'axe (A) du spiral (4), ledit piton (5) comprenant un corps (51, 52) agencé en partie dans la fente (11) et fixant l'extrémité extérieure (41) du spiral du côté du support (31) se trouvant en regard du spiral (4) et une tête (53) comprenant une surface sphérique agencée de l'autre côté du support (31) et retenant axialement le piton (5) dans la fente (11), le dispositif (1) étant caractérisé en ce que, lorsque l'élément de verrouillage (6) n'est pas en position verrouillée, le piton (5) peut se déplacer dans la direction longitudinale de la fente (11) et peut pivoter par rapport au support (31) selon trois degrés de liberté pour prendre une position et une orientation données et en ce que, lorsque l'élément de verrouillage (6) est en position verrouillée, celui-ci plaque la tête (53) contre le support (31) pour verrouiller le piton (5) dans lesdites position et orientation données, le contact de l'élément de verrouillage (6) et du support (31) avec la tête (53) se faisant au niveau de la surface sphérique.
  2. Dispositif horloger (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites position et orientation données sont définies par la position de repos du spiral (4).
  3. Dispositif horloger (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente (11) s'étend radialement par rapport à l'axe (A) du spiral (4).
  4. Dispositif horloger (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fente (11) est débouchante radialement sur son côté extérieur.
  5. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite tête (53) est en forme de calotte sphérique de hauteur (h) supérieure au rayon de sa sphère d'origine et en ce que le rayon (a) du cercle de base est inférieur à la largeur (1) de la fente (11).
  6. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support est un pont de balancier, un porte-piton, une cage de tourbillon ou une partie de l'un de ces éléments.
  7. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps du piton (5) comprend une base (51) fixant l'extrémité extérieure (41) du spiral (4) et une portion intermédiaire (52), agencée dans la fente (11), reliant la base (51) à la tête (53) du piton (5), la base (51) formant un épaulement retenant axialement le piton (5) dans la fente (11).
  8. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite portion intermédiaire (52) est en forme de cylindre de révolution.
  9. Dispositif horloger (1) selon la revendication 8 lorsqu'elle dépend d'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le rayon dudit cylindre de révolution est égal au rayon (a) du cercle de base de la calotte sphérique formant la tête (53) du piton (5).
  10. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le spiral (4) est en un matériau fragile, typiquement en silicium.
  11. Dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le piton (5) est monobloc.
  12. Pièce d'horlogerie telle qu'une montre bracelet ou une montre de poche, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif horloger (1) selon l'une des revendications 1 à 11.
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