EP4557018A1 - Boîte de montre étanche - Google Patents

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EP4557018A1
EP4557018A1 EP23210120.4A EP23210120A EP4557018A1 EP 4557018 A1 EP4557018 A1 EP 4557018A1 EP 23210120 A EP23210120 A EP 23210120A EP 4557018 A1 EP4557018 A1 EP 4557018A1
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EP
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watch case
case
faces
waterproof watch
roughness
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EP23210120.4A
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Inventor
Valentin TKOCZ
Laurent BOURCET
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Comadur SA
Original Assignee
Comadur SA
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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
    • G04B37/00—Cases
    • G04B37/08—Hermetic sealing of openings, joints, passages or slits
    • 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
    • G04B37/08—Hermetic sealing of openings, joints, passages or slits
    • G04B37/11—Hermetic sealing of openings, joints, passages or slits of the back cover of pocket or wrist watches
    • G04B37/113—Hermetic sealing of openings, joints, passages or slits of the back cover of pocket or wrist watches without special hermetic sealing pieces
    • 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
    • G04B37/08—Hermetic sealing of openings, joints, passages or slits
    • G04B37/084—Complete encasings for wrist or pocket watches without means for hermetic sealing of winding stem or crown
    • 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
    • G04B37/22—Materials or processes of manufacturing pocket watch or wrist watch cases
    • G04B37/225—Non-metallic cases

Definitions

  • the invention relates to a waterproof watch case made of a ceramic material.
  • Watch cases are frequently made from a ceramic material which has the advantage of having a high hardness which guarantees its ability to resist scratching.
  • a waterproof watch case made from a ceramic and in particular from a sintered zirconium oxide which typically has an HV10 hardness of around 1200 is known from the prior art.
  • the object of the present invention is to overcome this drawback by modifying the shape of the stripes so that they no longer open out. outside the surface.
  • the invention consists of carrying out, after machining, a satin finish on the surfaces forming the sealing zone between the caseband and the back so as to obtain a set of concentric grooves. These grooves are contained within the perimeter of the surface, which prevents air from entering.
  • the gasket by deforming, follows the shape of the grooves. Having grooves in the same axis as the gasket makes it possible to act as a barrier to air and thus guarantees sealing. On the contrary, when the grooves are transverse to the gasket, the latter cannot deform sufficiently to fill the entirety of the grooves. This leads to micro-passages for air and makes the assembly non-watertight at great depths.
  • the present invention relates to a waterproof watch case comprising a case middle, a back and a seal disposed between the case middle and the back, the case middle and the back being made of a ceramic material having a hardness greater than or equal to 1600 HV10, said case middle comprising a lower face and the back comprising an upper face, said lower and upper faces facing each other and serving as bearing surfaces for said seal, the waterproof watch case being characterized in that said lower and upper faces are formed of a set of concentric stripes.
  • said lower and upper faces comprise only, are made up of, concentric stripes.
  • the arithmetic mean of the roughness, called roughness Ra, of said lower and upper faces is between 0.1 and 0.8 ⁇ m in a direction which is a direction perpendicular to the tangent at a point of the concentric scratches, said roughness Ra being measured according to ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 over the entire width of the lower and upper faces in said direction.
  • the maximum roughness, called roughness Rt, measured according to ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 is between 1 and 5 ⁇ m.
  • the present invention also relates to the method of finishing said waterproof watch case comprising a step of satin-finishing the lower and upper faces to obtain all of the concentric stripes.
  • the invention relates to a waterproof watch case made of a ceramic material having a hardness greater than or equal to 1600 HV10, or even greater than or equal to 1800 HV10.
  • HV10 hardness is understood to mean a Vickers hardness measured according to the ISO 6507-1:2018 standard.
  • the ceramic material is a silicon nitride (Si 3 N 4 ).
  • the watch case is capable of remaining waterproof to a depth of 600 meters regardless of the assembly system of the bottom and the case, by screwing or other.
  • Watch case 1 shown partially in section at Figure 5 comprises in a known manner a case middle 2 and a back 3 with a seal 4 arranged between the case middle and the back and intended to be compressed between a bearing surface 2a, also called the lower face, of the case middle 2 and a bearing surface 3a, also called the upper face, of the back 3.
  • the watch case is circular and the seal is an O-ring seal.
  • the watch case can have any shape (square, oblong, etc.) and the seal can be of any shape and material.
  • the case 2 comprises the lower face 2a and the back 3 comprises the upper face 3a, the two faces 2a, 3a being opposite each other and serving as bearing surfaces for the seal 4 as mentioned above.
  • these bearing surfaces are flat.
  • the lower face 2a and the upper face 3a have grooves 5 which have the characteristic of not opening onto the outer perimeter of said faces.
  • the grooves 5 visible at Figure 2 form a set of concentric stripes around the central axis of the watch case. These stripes have a shape similar to that of the faces and the gasket. Thus, if the latter are circular, the stripes will be circular and concentric. If the faces are approximately rectangular, the stripes will be approximately rectangular and concentric, etc.
  • the surface condition is conditioned by the shape of the scratches as well as by the roughness of the surface comprising the scratches.
  • the arithmetic mean roughness Ra measured according to ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 is between 0.1 and 0.8 ⁇ m in a direction perpendicular to the tangent at a point of the concentric scratches as shown diagrammatically in Figure 4a across the entire width L of the lower and upper faces.
  • the maximum roughness Rt measured according to the same standard is between 1 and 5 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Ra is between 0.1 and 0.7 ⁇ m and the maximum roughness Rt is between 1 and 4 ⁇ m.
  • the scratches are made by satin finishing.
  • the satin finishing is carried out with diamond strips or wheels.
  • Another technology is to carry out the satin finishing by laser.
  • the satin finishing is carried out after machining the lower and upper faces of the caseband and the back respectively.
  • the scratches can be of variable widths with a size width typically less than one micron.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne une boîte de montre étanche (1) comprenant une carrure (2), un fond (3) et un joint d'étanchéité (4) disposé entre la carrure (2) et le fond (3), la carrure (2) et le fond (3) étant réalisés dans un matériau céramique ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, ladite carrure (2) comprenant une face inférieure (2a) et le fond (3) comprenant une face supérieure (3a), lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui audit joint d'étanchéité (4), la boîte de montre étanche (1) étant caractérisée en ce que lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) sont formées d'un ensemble de rayures concentriques (5).Un autre aspect de l'invention concerne le procédé de finition de la boîte de montre étanche comprenant une étape de satinage pour obtenir l'ensemble des rayures concentriques (5).

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne une boîte de montre étanche réalisée dans un matériau céramique.
    • Arrière-plan technologique
  • Les boîtes de montre sont fréquemment réalisées dans un matériau céramique ayant pour avantage d'avoir une dureté élevée qui garantit son aptitude à ne pas se rayer. On connaît par exemple de l'art antérieur une boîte de montre étanche réalisée dans une céramique et en particulier dans un oxyde de zirconium fritté qui a typiquement une dureté HV10 de l'ordre de 1200.
  • Pour des boîtes de montre devant rester étanches jusqu'à plusieurs centaines de mètres de profondeur, voire jusqu'à 600 mètres, il a été observé des problèmes d'étanchéité pour les céramiques ayant des duretés supérieures à 1600 HV10, comme pour le nitrure de silicium. Après analyse, cette perte d'étanchéité a été attribuée à la difficulté de réaliser un usinage propre pour de telles duretés sur les surfaces d'appui du joint assurant l'étanchéité entre la carrure et le fond de la boîte. Ces surfaces sont typiquement usinées sur des machines à commande numérique avec des meules diamantées. Ces dernières viennent usiner la surface en tournant sur elles-mêmes à haute vitesse. Ce mouvement de rotation laisse des rayures d'usinage sur toute la surface usinée. Comme schématisé à la figure 1, ces rayures 5 débouchent à l'extérieur de la surface 2a,3a et peuvent former en utilisation des points d'entrée d'air qui mettent à mal l'étanchéité de la boîte.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en modifiant la forme des rayures de manière à ce qu'elles ne débouchent plus à l'extérieur de la surface. L'invention consiste à réaliser après usinage un satinage des surfaces formant la zone d'étanchéité entre la carrure et le fond de manière à obtenir un ensemble de rayures concentriques. Ces rainures sont contenues à l'intérieur du périmètre de la surface, ce qui permet d'éviter les entrées d'air. Le joint en se déformant vient épouser la forme des rainures. Le fait d'avoir des rainures dans le même axe que le joint permet de faire barrière à l'air et ainsi de garantir l'étanchéité. Au contraire, lorsque les rainures sont transverses au joint, ce dernier ne peut pas se déformer suffisamment pour venir combler l'entièreté des rainures. Cela conduit à des micros passages pour l'air et rend l'assemblage non étanche aux grandes profondeurs.
  • Plus précisément, la présente invention se rapporte à une boîte de montre étanche comprenant une carrure, un fond et un joint d'étanchéité disposé entre la carrure et le fond, la carrure et le fond étant réalisés dans un matériau céramique ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, ladite carrure comprenant une face inférieure et le fond comprenant une face supérieure, lesdites faces inférieure et supérieure étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui audit joint d'étanchéité, la boîte de montre étanche étant caractérisée en ce que lesdites faces inférieure et supérieure sont formées d'un ensemble de rayures concentriques. Selon l'invention, lesdites faces inférieure et supérieure comportent uniquement, sont constituées, des rayures concentriques.
  • Un effet optimal est obtenu si les faces inférieure et supérieure ont une rugosité donnée. Ainsi, la moyenne arithmétique de la rugosité, dite rugosité Ra, desdites faces inférieure et supérieure est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction qui est une direction perpendiculaire à la tangente en un point des rayures concentriques, ladite rugosité Ra étant mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 sur toute la largeur des faces inférieure et supérieure dans ladite direction.
  • En outre, dans cette même direction sur toute la largeur des faces inférieure et supérieure, la rugosité maximum, dite rugosité Rt, mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 est comprise entre 1 et 5 µm.
  • La présente invention se rapporte également au procédé de finition de ladite boîte de montre étanche comprenant une étape de satinage des faces inférieure et supérieure pour obtenir l'ensemble des rayures concentriques.
    • Brève description des figures
    • La figure 1 représente schématiquement une zone d'étanchéité de la boîte de montre avec des rayures débouchant à l'extérieur de la zone suite à l'usinage, selon l'art antérieur.
    • La figure 2 représente cette même zone d'étanchéité après un satinage selon l'invention.
    • Les figures 3a et 3b sont des observations en microscopie optique des représentations schématiques respectives des figures 1 et 2.
    • Les figures 4a et 4b représentent les directions selon lesquelles les mesures de rugosité sont effectuées.
    • La figure 5 est une vue en coupe partielle de la boîte de montre selon l'invention.
    Description détaillée de l'invention
  • L'invention concerne une boîte de montre étanche réalisée dans un matériau céramique ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, voire supérieure ou égale à 1800 HV10. On entend par dureté HV10 une dureté Vickers mesurée selon la norme ISO 6507-1:2018. Préférentiellement le matériau céramique est un nitrure de silicium (Si3N4). Selon l'invention, la boîte de montre est apte à rester étanche jusqu'à une profondeur de 600 mètres quel que soit le système d'assemblage du fond et de la carrure, par vissage ou autre.
  • La boîte de montre 1 illustrée partiellement en coupe à la figure 5 comporte de manière connue une carrure 2 et un fond 3 avec un joint d'étanchéité 4 disposé entre la carrure et le fond et destiné à être comprimé entre une surface d'appui 2a, aussi appelée face inférieure, de la carrure 2 et une surface d'appui 3a, aussi appelée face supérieure, du fond 3. Dans l'exemple illustré, la boîte de montre est circulaire et le joint est un joint O-ring. Selon l'invention, la boîte de montre peut revêtir toute forme (carrée, oblongue, ...) et le joint peut être de toute forme et matériau.
  • La carrure 2 comporte la face inférieure 2a et le fond 3 comporte la face supérieure 3a, les deux faces 2a, 3a étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui au joint 4 comme susmentionné. Préférentiellement, ces surfaces d'appui sont planes. Selon l'invention, la face inférieure 2a et la face supérieure 3a présentent des rayures 5 qui ont pour caractéristique de ne pas déboucher sur le périmètre extérieur desdites faces. Ainsi, l'air ou un liquide ne peuvent pas s'infiltrer à l'intérieur de la boîte. Plus précisément, les rayures 5 visibles à la figure 2 forment un ensemble de rayures concentriques autour de l'axe central de la boîte de montre. Ces rayures ont une forme semblable à celle des faces et du joint. Ainsi, si ces derniers sont circulaires, les rayures sont circulaires et concentriques. Si les faces sont sensiblement rectangulaires, les rayures seront sensiblement rectangulaires et concentriques, etc.
  • Selon l'invention, l'état de surface est conditionné par la forme des rayures ainsi que par la rugosité de la surface comportant les rayures. Pour un effet optimum, la rugosité moyenne arithmétique Ra mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction perpendiculaire à la tangente en un point des rayures concentriques tel que schématisé à la figure 4a sur toute la largeur L des faces inférieure et supérieure. Dans cette même direction, la rugosité maximum Rt mesurée selon la même norme est comprise entre 1 et 5 µm.
  • Avantageusement, dans une autre direction perpendiculaire à la direction précitée, avec des mesures réalisées à mi-largeur L de la face, depuis et vers le périmètre extérieur de la face comme illustré à la figure 4b, la rugosité moyenne arithmétique Ra est comprise entre 0.1 et 0.7 µm et la rugosité maximum Rt est comprise entre 1 et 4 µm.
  • Selon la présente invention, les rayures sont réalisées par satinage. De préférence, le satinage est effectué avec des bandes ou des meules diamant. Une autre technologie consiste à réaliser le satinage par laser. Le satinage est effectué après l'usinage des faces inférieure et supérieure respectivement de la carrure et du fond. Les rayures peuvent être de largeurs variables avec une largeur de taille typiquement inférieure au micron.
  • La figure 3a présente la surface d'une des deux faces après usinage, sans l'étape de satinage selon l'invention, alors que la figure 3b présente cette même surface après l'étape de satinage. Ces résultats sont schématisés respectivement aux figures 1 et 2.
  • Quel que soit le système d'assemblage entre la carrure et le fond une étanchéité optimale jusqu'à une profondeur de 600 mètres est assurée grâce aux rainures concentriques de la zone d'étanchéité entre la carrure et le fond.

Claims (10)

  1. Boîte de montre étanche (1) comprenant une carrure (2), un fond (3) et un joint d'étanchéité (4) disposé entre la carrure (2) et le fond (3), la carrure (2) et le fond (3) étant réalisés dans un matériau céramique ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, ladite carrure (2) comprenant une face inférieure (2a) et le fond (3) comprenant une face supérieure (3a), lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui audit joint d'étanchéité (4), la boîte de montre étanche (1) étant caractérisée en ce que lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) sont formées d'un ensemble de rayures concentriques (5).
  2. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la moyenne arithmétique de la rugosité, dite rugosité Ra, desdites faces inférieure et supérieure (2a,3a), est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction qui est une direction perpendiculaire à la tangente en un point des rayures concentriques (5), ladite rugosité Ra étant mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 sur toute la largeur (L) des faces inférieure (2a) et supérieure (3a) dans ladite direction.
  3. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que, dans ladite direction sur toute la largeur (L) des faces inférieure (2a) et supérieure (3a), la rugosité maximum, dite rugosité Rt, mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 est comprise entre 1 et 5 µm.
  4. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que dans une direction perpendiculaire à ladite direction, en traversant entièrement lesdites faces inférieure (2a) et supérieure (3a) à mi-largeur L, la rugosité Ra est comprise entre 0.1 et 0.7 µm et la rugosité Rt est comprise entre 1 et 4 µm.
  5. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dureté est supérieure ou égale à 1800 HV10.
  6. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau céramique est du nitrure de silicium.
  7. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en que les faces inférieure (2a) et supérieure (3a) sont planes.
  8. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est apte à rester étanche jusqu'à une profondeur de 600 mètres.
  9. Procédé de finition de la boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de satinage desdites faces inférieure (2a) et supérieure (3a) pour obtenir l'ensemble des rayures concentriques (5).
  10. Procédé de finition de la boîte de montre étanche (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de satinage est réalisée avec des bandes ou des meules diamant.
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