Domaine technique
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La présente invention concerne un ressort spiral destiné à être associé à un balancier dans un organe régulateur d'un mouvement de montre et comprenant une série de spires formées par une lame enroulée sur elle-même entre une première spire interne, destinée à être solidaire d'une virole solidaire de l'axe du balancier, et une dernière spire externe, destinée à être solidaire d'un piton solidaire du coq, ladite lame présentant une section constante ou variable.
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La présente invention concerne également un organe régulateur comprenant un balancier et un tel ressort spiral, ainsi qu'une pièce d'horlogerie comprenant un tel ressort spiral ou un tel organe régulateur.
Etat de la technique
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Le ressort spiral utilisé en horlogerie associé à un balancier pour former l'organe régulateur d'une montre est un élément essentiel d'une montre puisque c'est principalement au ressort spiral qu'incombe la responsabilité de la précision d'un mouvement horloger mécanique. De ce fait, les ressorts spiraux ont déjà fait l'objet d'un grand nombre de recherches et développements. Il est établi depuis longtemps que le spiral plat sous la forme d'une spirale d'Archimède ou d'une développante de cercle, soit à pas constant, présente l'inconvénient de se développer excentriquement lors de ses expansions et de ses contractions, l'excentricité du développement étant provoquée par la fixation à la virole et au piton. Ce défaut provoque un écart de marche.
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Différentes solutions connues ont été proposées afin de minimiser les perturbations de marche dues au développement non concentrique du spiral lors de l'oscillation de l'organe régulateur. Ainsi, ont été proposés le spiral à courbe terminale Breguet ou Philipps, le spiral à courbe intérieure Grossmann, le spiral à cornières, et d'autres inventions proposant toutes sortes d'arrangements des spires. Toutefois, les solutions proposées peuvent nécessiter une mise en oeuvre complexe ou ne permettent pas de diminuer suffisamment l'excentricité du développement du spiral obtenu.
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Il est donc nécessaire de proposer un nouveau ressort spiral permettant d'avoir un développement qui présente une excentricité réduite afin de minimiser les perturbations de marche.
Divulgation de l'invention
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A cet effet, l'invention concerne un ressort spiral destiné à être associé à un balancier dans un organe régulateur d'un mouvement de montre et comprenant une série de spires formées par une lame enroulée sur elle-même entre une première spire interne et une dernière spire externe, ladite lame présentant une section constante ou variable.
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Selon l'invention, ladite lame comprend, sur au moins l'une de la première spire interne et de la dernière spire externe, au moins une zone d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de ladite spire en partant de son extrémité libre, ladite zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite zone d'assouplissement local.
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Selon un mode de réalisation préféré, ladite au moins une zone d'assouplissement local est une première zone d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de la dernière spire externe en partant de son extrémité libre, ladite première zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite première zone d'assouplissement local.
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Le positionnement spécifique de ladite première zone d'assouplissement proposé par l'invention permet avantageusement de réduire la trajectoire de l'extrémité du ressort spiral solidaire du piton lorsque le ressort spiral est en contraction ou en expansion lors des oscillations de l'organe régulateur. Ainsi, le ressort spiral de l'invention suit de très près son point de pitonnage. Par conséquent, le pitonnage de l'extrémité du ressort spiral provoquera une excentricité très réduite.
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D'une manière avantageuse, la lame du ressort spiral de l'invention comprend en outre au moins une deuxième zone d'assouplissement local centrée à environ 3/4 de tour de la première spire interne en partant de son extrémité libre, ladite deuxième zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite deuxième zone d'assouplissement local.
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Le positionnement spécifique de ladite deuxième zone d'assouplissement proposé par l'invention permet avantageusement de réduire la trajectoire de l'extrémité du ressort spiral solidaire de la virole lorsque le ressort spiral est en contraction ou en expansion lors des oscillations de l'organe régulateur. Ainsi, le ressort spiral de l'invention suit de très près son point de virolage. Par conséquent, le virolage de l'extrémité du ressort spiral provoquera une excentricité très réduite.
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D'une manière avantageuse, la lame du ressort spiral de l'invention comprend en outre au moins une troisième zone d'assouplissement local centrée à environ 5/4 de tour de la dernière spire externe en partant de son extrémité libre, ladite troisième zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite troisième zone d'assouplissement local.
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D'une manière avantageuse, la lame du ressort spiral de l'invention comprend en outre au moins une quatrième zone d'assouplissement local centrée à environ 5/4 de tour de la première spire interne en partant de son extrémité libre, ladite quatrième zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite quatrième zone d'assouplissement local.
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Le positionnement spécifique de ces troisième et quatrième zones d'assouplissement proposé par l'invention permet avantageusement de réduire encore plus les trajectoires des extrémités du ressort spiral solidaires de la virole et du piton lorsque le ressort spiral est en contraction ou en expansion lors des oscillations de l'organe régulateur. Ainsi, la concentricité du développement du ressort spiral est encore améliorée.
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D'une manière avantageuse, la x-ième zone d'assouplissement local, où x est un nombre entier de préférence compris entre 1 et 4, peut s'étendre sur un segment de spiral d'angle Δαx compris entre environ 8° et 100°, et de préférence inférieur à environ 90°, et plus préférentiellement compris entre environ 30° et 50°.
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De préférence, ladite x-ième zone d'assouplissement local présente une épaisseur hx comprise entre 0.5Hx et 0.9Hx, où Hx est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite x-ième zone d'assouplissement local.
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D'une manière avantageuse, ladite x-ième zone d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δαx égal à environ 8°, et d'épaisseur hx égale à environ Hx/2, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δαx égal à environ 90°, et d'épaisseur hx égale à environ 0.9Hx.
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La présente invention concerne également un organe régulateur comprenant un balancier et un ressort spiral tel que défini ci-dessus.
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La présente invention concerne également une pièce d'horlogerie comprenant un organe régulateur ou un ressort spiral tels que définis ci-dessus.
Brève description des dessins
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D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de différents modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en plan schématisée d'un ressort spiral selon un mode de réalisation préféré de l'invention, en position de repos ;
- la figure 2 est une vue de détail des dernières spires d'un mode de réalisation d'un ressort spiral selon l'invention en position de repos, ledit ressort spiral présentant la première zone d'assouplissement local ;
- la figure 3 est un graphe qui représente l'épaisseur h de la lame en fonction de l'angle d'enroulement α de la lame pour différentes variantes de réalisation de la première zone d'assouplissement local du ressort spiral de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue de détail des dernières spires d'une autre variante de réalisation du ressort spiral de la figure 2, en position de repos ;
- la figure 5 est une vue de détail des premières spires d'un mode de réalisation d'un ressort spiral selon l'invention en position de repos, ledit ressort spiral présentant la deuxième zone d'assouplissement local ;
- la figure 6 est un graphe qui représente l'épaisseur h de la lame en fonction de l'angle d'enroulement α de la lame pour différentes variantes de réalisation de la deuxième zone d'assouplissement local du ressort spiral de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue de détail des premières spires d'une autre variante de réalisation du ressort spiral de la figure 5, en position de repos ;
- la figure 8 est une vue de détail des dernières spires d'un autre mode de réalisation d'un ressort spiral selon l'invention en position de repos, ledit ressort spiral présentant les première et troisième zones d'assouplissement local ;
- la figure 9 est un graphe qui représente l'épaisseur h de la lame en fonction de l'angle d'enroulement α de la lame pour différentes variantes de réalisation des première et troisième zones d'assouplissement local du ressort spiral de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue de détail des premières spires d'un autre mode de réalisation d'un ressort spiral selon l'invention en position de repos, ledit ressort spiral présentant les deuxième et quatrième zones d'assouplissement local ;
- la figure 11 est un graphe qui représente l'épaisseur h de la lame en fonction de l'angle d'enroulement α de la lame pour différentes variantes de réalisation des deuxième et quatrième zones d'assouplissement local du ressort spiral de la figure 10 ;
- la figure 12 est une vue en plan d'un ressort spiral selon un mode de réalisation préféré de l'invention, en position de repos ;
- la figure 13 représente la trajectoire suivie par l'extrémité de pitonnage d'un ressort spiral selon l'invention et d'un ressort spiral sans zone d'assouplissement local ;
- la figure 14 représente un agrandissement de la figure 13 au niveau des extrémités de pitonnage ;
- la figure 15 représente la trajectoire suivie par l'extrémité de virolage d'un ressort spiral selon l'invention et d'un ressort spiral sans zone d'assouplissement local ; et
- la figure 16 représente un agrandissement de la figure 15 au niveau des extrémités de virolage.
Modes de réalisation de l'invention
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En référence à la figure 1, la présente invention concerne un ressort spiral 1 destiné à être associé à un balancier dans un organe régulateur d'un mouvement de montre. Le ressort spiral 1 comprend une série de spires formées par une lame unique enroulée sur elle-même entre une première spire interne 2 dont l'extrémité libre 2a est destinée à être solidaire d'une virole 4 qui est elle-même solidaire de l'axe du balancier (non représenté) et une dernière spire externe 6, dont l'extrémité libre 6a est destinée à être solidaire d'un piton 8 lui-même solidaire du coq ou pont de balancier (non présenté).
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A l'exception des première et dernière spires, le ressort spiral 1 est de préférence en forme de développante de cercle non déformée lorsqu'il est au repos de sorte que son pas a représenté sur la figure 1 est de préférence constant ou sensiblement constant.
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Le ressort spiral 1 est de préférence plat, comme représenté sur la figure 1. Il pourrait éventuellement ne pas être plat, la spire externe pouvant présenter une courbe terminale levée de type Breguet ou Philipps. Le ressort spiral 1 peut être réalisé en divers matériaux connus, tel que le silicium.
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La lame présente une section transversale, de préférence rectangulaire, dont l'épaisseur correspond à la dimension représentée par la référence h sur la figure 1. A l'exception des zones d'assouplissement local qui vont être décrites ci-après, ladite section de la lame peut être constante ou variable. Plus particulièrement, une section constante est obtenue en conservant l'épaisseur h constante sur toute la longueur de la lame. Une section variable est obtenue en faisant varier l'épaisseur h selon l'angle d'enroulement α de la lame du ressort spiral 1.
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Conformément à la présente invention, la lame du ressort spiral 1 comprend, sur au moins l'une de la première spire interne 2 et de la dernière spire externe 6, au moins une zone d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de ladite spire 2, 6 en partant de son extrémité libre 6a, 2a, ladite zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite zone d'assouplissement local.
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Dans un mode de réalisation préféré, ladite au moins une zone d'assouplissement local est d'abord une première zone e1 d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de la dernière spire externe 6 en partant de son extrémité libre 6a qui est destinée à être solidaire du piton 8, ladite première zone e1 d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite première zone e1 d'assouplissement local.
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Il est précisé que, dans toute la présente description, la position indiquée pour les zones d'assouplissement local est la position indiquée lorsque le ressort spiral est au repos, la lame étant non déformée, sauf indication contraire (en particulier dans les cas où des coudes sont prévus comme cela sera décrit ci-après).
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De préférence, la variation de la section de la lame est réalisée en faisant varier l'épaisseur h de ladite lame.
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Plus particulièrement, et en référence aux figures 2 et 3, la première zone e1 d'assouplissement local présente une épaisseur h1 inférieure à l'épaisseur H1 de la lame au voisinage de ladite première zone e1 d'assouplissement local.
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Quelles que soient ses proportions, la première zone e1 d'assouplissement local est prévue sur la dernière spire externe 6 centrée à environ ¾ de tour, soit à un angle α1 = 270°, de l'extrémité libre 6a du ressort spiral 1.
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Cette première zone e1 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement minimum du ressort spiral 1 au point de fixation au piton 8 lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1.
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D'une manière avantageuse, la première zone e1 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα1 compris entre environ 8° et 100°, et de préférence inférieur à environ 90°, et plus préférentiellement compris entre environ 30° et 50°.
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D'une manière avantageuse, ladite première zone e1 d'assouplissement local présente une épaisseur h1 comprise entre 0.5H1 et 0.9H1, où H1 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite première zone e1 d'assouplissement local.
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De préférence, ladite première zone e1 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 8°, et d'épaisseur h1 égale à environ 0.5H1, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 90°, et d'épaisseur h1 égale à environ 0.9H1.
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Lorsque la lame ne comprend pas de troisième zone d'assouplissement local, la première zone e1 d'assouplissement local peut s'étendre de préférence sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 44°, ladite première zone e1 présentant une épaisseur h1 égale à environ ¾ H1, comme illustrée en gras sur la figure 3 et comme représentée sur la figure 2.
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Sur la figure 3 apparaissent en traits fins d'autres proportions possibles de première zone e1 d'assouplissement local qui permettent elles-aussi de minimiser le déplacement du point de fixation (extrémité 6a) du ressort spiral 1 au piton 8. Ainsi, la première zone e1 d'assouplissement local peut indifféremment être plus étroite (Δα1 = 9°, h1 = 0.5H1) ou plus évasée (Δα1 = 90°, h1 = 0.85H1).
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Selon un premier mode de réalisation, le ressort spiral 1 présente une seule zone d'assouplissement local qui correspond à la première zone e1 d'assouplissement local sur sa dernière spire 6 telle que décrite ci-dessus.
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Selon un deuxième mode de réalisation, la lame du ressort spiral 1 peut comprendre, en plus de la première zone e1 d'assouplissement local sur la dernière spire 6 telle que décrite ci-dessus, au moins une autre zone d'assouplissement local, à savoir au moins une deuxième zone e2 d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de la première spire interne 2 en partant de son extrémité libre 2a qui est destinée à être solidaire de la virole 4, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local.
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Plus particulièrement, et en référence aux figures 5 et 6, la deuxième zone e2 d'assouplissement local présente une épaisseur h2 inférieure à l'épaisseur H2 de la lame au voisinage de ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local.
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Quelles que soient ses proportions, la deuxième zone e2 d'assouplissement local est prévue sur la première spire interne 2 centrée à environ ¾ de tour, soit à un angle α2 = 270°, de l'extrémité libre 2a du ressort spiral 1.
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Cette deuxième zone e2 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement minimum du ressort spiral 1 au point d'attache à la virole 4 lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1.
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D'une manière avantageuse, la deuxième zone e2 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα2 compris entre environ 8° et 100°, et de préférence inférieur à environ 90°, et plus préférentiellement compris entre environ 30° et 50°.
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D'une manière avantageuse, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local présente une épaisseur h2 comprise entre 0.5H2 et 0.9H2, où H2 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local.
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De préférence, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 8°, et d'épaisseur h2 égale à environ 0.5H2, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 90°, et d'épaisseur h2 égale à environ 0.9H2.
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Lorsque la lame ne comprend pas de quatrième zone d'assouplissement local, la deuxième zone e2 d'assouplissement local peut s'étendre de préférence sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 40°, ladite deuxième zone e2 présentant une épaisseur h2 égale à environ ¾ H2, comme illustrée en gras sur la figure 6 et comme représentée sur la figure 5.
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Sur la figure 6 apparaissent en traits fins d'autres formes possibles de deuxième zone e2 d'assouplissement local qui permettent elles-aussi de minimiser le déplacement de l'extrémité 2a du ressort spiral 1 fixée à la virole 4. Ainsi, la deuxième zone e2 d'assouplissement local peut indifféremment être plus étroite (Δα2 = 8°, h2 = 0.5H2) ou plus évasée (Δα2 = 90°, h2 = 0.9H2).
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Selon d'autres modes de réalisation, la lame du ressort spiral 1 peut comprendre, en plus de la première zone e1 d'assouplissement local ou en plus des première et deuxième zones e1, e2 d'assouplissement local, au moins une autre zone d'assouplissement local, à savoir au moins une troisième zone e3 d'assouplissement local centrée à environ 5/4 de tour de la dernière spire externe 6 en partant de son extrémité libre 6a qui est destinée à être fixée au piton 8, ladite troisième zone e3 d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite troisième zone e3 d'assouplissement local.
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Plus particulièrement, il est représenté en référence aux figures 8 et 9 un mode de réalisation dans lequel le ressort spiral 1 comprend sur ses dernières spires au moins la première zone e1 d'assouplissement local et la troisième zone e3 d'assouplissement local.
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La première zone e1 d'assouplissement local est globalement similaire à celle du premier mode de réalisation décrit ci-dessus et présente une épaisseur h1 inférieure à l'épaisseur H1 de la lame au voisinage de ladite première zone e1 d'assouplissement local. La troisième zone e3 d'assouplissement local présente une épaisseur h3 inférieure à l'épaisseur H3 de la lame au voisinage de ladite troisième zone e3 d'assouplissement local. H3 peut être égal ou différent de H1 selon que la section de la lame du ressort-spiral 1 est constante ou non.
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De préférence, lorsque la lame comprend les première et troisième zones e1, e3 d'assouplissement local, ladite première zone e1 d'assouplissement local présente une épaisseur h1 inférieure à l'épaisseur h3 de la troisième zone e3 d'assouplissement local, comme cela apparait sur la figure 9.
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Quelles que soient leurs proportions, la première zone e1 d'assouplissement local est prévue sur la dernière spire externe 6 centrée à environ ¾ de tour, soit à un angle α1 = 270°, de l'extrémité libre 6a du ressort spiral 1, et la troisième zone e3 d'assouplissement local est prévue sur la dernière spire externe 6 centrée un demi-tour plus loin, donc à environ 5/4 de tour, soit à un angle α3 =450°, de l'extrémité libre 6a du ressort spiral 1.
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La présence de la troisième zone e3 d'assouplissement local en plus de la première zone e1 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement encore plus réduit du ressort spiral 1 au point de fixation au piton 8 lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1.
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D'une manière avantageuse, la première zone e1, respectivement la troisième zone e3, d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα1, respectivement Δα3, compris entre environ 8° et 100°, et de préférence inférieur à environ 90°, et plus préférentiellement compris entre environ 30° et 50°.
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D'une manière avantageuse, ladite première zone e1 d'assouplissement local présente une épaisseur h1 comprise entre 0.5H1 et 0.9H1, où H1 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite première zone e1 d'assouplissement local et ladite troisième zone e3 d'assouplissement local présente une épaisseur h3 comprise entre 0.5H3 et 0.9H3, où H3 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite troisième zone e3 d'assouplissement local.
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Dans ce mode de réalisation comprenant au moins deux zones e1, e3 d'assouplissement local sur les dernières spires, la première zone e1 d'assouplissement local présente, de préférence, une épaisseur h1 qui est inférieure à l'épaisseur h1 de la zone e1 d'assouplissement local utilisée seule sur les dernières spires selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, la première zone e1 d'assouplissement local est plus souple (le ressort-spiral 1 est plus fin au niveau de la zone e1) lorsque la lame comprend les deux première et troisième zones e1, e3 d'assouplissement local que lorsque la lame ne comprend sur les dernières spires que la première zone e1 d'assouplissement local.
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De préférence, ladite première zone e1 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 8°, et d'épaisseur h1 égale à environ 0.5H1, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 90°, et d'épaisseur h1 égale à environ 0.9H1 et ladite troisième zone e3 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα3 égal à environ 8°, et d'épaisseur h3 égale à environ 0.5H3, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα3 égal à environ 90°, et d'épaisseur h3 égale à environ 0.9H3.
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De préférence, la première zone e1 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 47°, ladite première zone e1 présentant une épaisseur h1 égale à environ 2/3 H1, et la troisième zone e3 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα3 égal à environ 48°, ladite troisième zone e3 présentant une épaisseur h3 égale à environ ¾ H3, comme illustrées en gras sur la figure 9 et comme représentées sur la figure 8.
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Sur la figure 9 apparaissent en traits fins d'autres formes possibles de première zone e1 et de troisième zone e3 d'assouplissement local qui permettent elles-aussi de minimiser davantage le déplacement de l'extrémité 6a du ressort spiral 1 fixée au piton 8. Ainsi, les première zone e1 et troisième zone e3 d'assouplissement local peuvent indifféremment être plus étroites (Δα1 = 17°, h1 = 0.5H1 ; Δα3 = 10°, h3 = 0.5H3 ;) ou plus évasée (Δα1 = 90°, h1 = ¾ H1 ; Δα3 = 91°, h3 = 0.8H3).
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Selon d'autres modes de réalisation, la lame du ressort spiral 1 peut comprendre, en plus des première et deuxième zones e1, e2 d'assouplissement local ou en plus des première, deuxième et troisième zones e1, e2, e3 d'assouplissement local, au moins une autre zone d'assouplissement local, à savoir au moins une quatrième zone e4 d'assouplissement local centrée à environ 5/4 de tour de la première spire interne 2 en partant de son extrémité libre 2a qui est destinée à être solidaire de la virole 4, ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local.
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Plus particulièrement, il est représenté en référence aux figures 10 et 11 un mode de réalisation dans lequel le ressort spiral 1 comprend sur ses premières spires au moins la deuxième zone e2 d'assouplissement local et la quatrième zone e4 d'assouplissement local.
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La deuxième zone e2 d'assouplissement local est globalement similaire à celle du deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus et présente une épaisseur h2 inférieure à l'épaisseur H2 de la lame au voisinage de ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local. La quatrième zone e4 d'assouplissement local présente une épaisseur h4 inférieure à l'épaisseur H4 de la lame au voisinage de ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local. H4 peut être égal ou différent de H2 selon que la section de la lame du ressort-spiral 1 est constante ou non.
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De préférence, lorsque la lame comprend les deuxième et quatrième zones e2, e4 d'assouplissement local, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local présente une épaisseur h2 inférieure à l'épaisseur h4 de la quatrième zone e4 d'assouplissement local, comme cela apparait sur la figure 11.
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Quelles que soient leurs proportions, la deuxième zone e2 d'assouplissement local est prévue sur la première spire interne 2 centrée à environ ¾ de tour, soit à un angle α2 = 270°, de l'extrémité libre 2a du ressort spiral 1, et la quatrième zone e4 d'assouplissement local est prévue sur la première spire interne 2 centrée un demi-tour plus loin, donc à environ 5/4 de tour, soit à un angle α4 =450°, de l'extrémité libre 2a du ressort spiral 1.
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La présence de la quatrième zone e4 d'assouplissement local en plus de la deuxième zone e2 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement encore plus réduit du ressort spiral 1 au point d'attache à la virole 4 lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1.
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D'une manière avantageuse, la deuxième zone e2, respectivement la quatrième zone e4, d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα2, respectivement Δα4, compris entre environ 8° et 100°, et de préférence inférieur à environ 90°, et plus préférentiellement compris entre environ 30° et 50°.
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D'une manière avantageuse, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local présente une épaisseur h2 comprise entre 0.5H2 et 0.9H2, où H2 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local et ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local présente une épaisseur h4 comprise entre 0.5H4 et 0.9H4, où H4 est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local.
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Dans ce mode de réalisation comprenant au moins deux zones e2, e4 d'assouplissement local sur les premières spires, la deuxième zone e2 d'assouplissement local présente, de préférence, une épaisseur h2 qui est inférieure à l'épaisseur h2 de la zone e2 d'assouplissement local utilisée seule sur les premières spires selon le deuxième mode de réalisation. Par conséquent, la deuxième zone e2 d'assouplissement local est plus souple (le ressort-spiral 1 est plus fin au niveau de la zone e2) lorsque la lame comprend les deux deuxième et quatrième zones e2, e4 d'assouplissement local que lorsque la lame ne comprend sur les premières spires que la deuxième zone e2 d'assouplissement local.
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De préférence, ladite deuxième zone e2 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 8°, et d'épaisseur h2 égale à environ 0.5H2, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 90°, et d'épaisseur h2 égale à environ 0.9H2 et ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local peut varier entre une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα4 égal à environ 8°, et d'épaisseur h4 égale à environ 0.5H4, et une zone s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δα4 égal à environ 90°, et d'épaisseur h4 égale à environ 0.9H4.
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De préférence, la deuxième zone e2 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 40°, ladite deuxième zone e2 présentant une épaisseur h2 égale à environ 2/3 H2, et la quatrième zone e4 d'assouplissement local s'étend sur un segment de spiral d'angle Δα4 égal à environ 33°, ladite quatrième zone e4 présentant une épaisseur h4 égale à environ ¾ H4, comme illustrées en gras sur la figure 11 et comme représentées sur la figure 10.
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Sur la figure 11 apparaissent en traits fins d'autres proportions possibles de deuxième zone e2 et de quatrième zone e4 d'assouplissement local qui permettent elles-aussi de minimiser davantage le déplacement de l'extrémité 2a du ressort spiral 1 fixée à la virole 4. Ainsi, les deuxième zone e2 et quatrième zone e4 d'assouplissement local peuvent indifféremment être plus étroites (Δα2 = 14°, h2 = 0.5H2 ; Δα4= 18°, h4 = 2/3 H4;) ou plus évasée (Δα2 = 90°, h2 = 0.8 H2 ; Δα4 = 60°, h4 = 0.8 H4).
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Les première et troisième zones e1, e3 d'assouplissement local telles que décrites ci-dessus en référence aux figures 8 et 9 peuvent être prévues sur les dernières spires d'un ressort spiral que la lame soit à section variable ou à section constante.
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De préférence, lorsque la section de la lame est variable, ladite lame comprend au moins les deux première et deuxième zones e1, e2 d'assouplissement local comme décrites ci-dessus dans le deuxième mode de réalisation.
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D'une manière particulièrement préférée, ladite lame comprend au moins les quatre première, deuxième, troisième et quatrième zones e1, e2, e3, e4 d'assouplissement local, les paires e1, e3 étant telles que décrites ci-dessus en référence aux figures 8 et 9, et les paires e2, e4 étant telles que décrites ci-dessus en référence aux figures 10 et 11.
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Lorsque la section de la lame est constante, ladite lame comprend au moins, et de préférence uniquement, les deux première et troisième zones e1, e3 d'assouplissement local telles que décrites ci-dessus en référence aux figures 8 et 9.
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Dans un autre mode de réalisation non représenté, la lame du ressort spiral comprend, comme zone(s) d'assouplissement local, la première zone e1 d'assouplissement local et éventuellement la troisième zone e3 d'assouplissement local décrites ci-dessus, mais ne comprend pas de zone d'assouplissement local sur ses premières spires telles que les deuxième et quatrième zones e2, e4 d'assouplissement local décrites ci-dessus. Dans ce cas, la première spire interne 2 peut comprendre un aménagement choisi parmi une zone de rigidité augmentée dont la section est supérieure à la section de la lame au voisinage de ladite zone de rigidité augmentée, telle qu'une cornière, ou une courbe intérieure Grossmann.
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Dans un autre mode de réalisation non représenté, la lame du ressort spiral comprend, comme zone d'assouplissement local, une zone d'assouplissement local centrée à environ ¾ de tour de la première spire interne 2 en partant de son extrémité libre 2a, et éventuellement une autre zone d'assouplissement local centrée à environ 5/4 de tour de la première spire interne 2 en partant de son extrémité libre 2a, chaque zone d'assouplissement local présentant une section inférieure à la section de la lame au voisinage de ladite zone d'assouplissement local, lesdites zones d'assouplissement local étant similaires au deuxième et quatrième zones e2, e4 d'assouplissement local décrites ci-dessus, mais la lame ne comprend pas de zone d'assouplissement local sur ses dernières spires, telles que les première et troisième zones e1, e3 d'assouplissement local décrites ci-dessus. Dans ce cas, la dernière spire externe comprend de préférence un aménagement choisi parmi une zone de rigidité augmentée dont la section est supérieure à la section de la lame au voisinage de ladite zone de rigidité augmentée, telle qu'une cornière, ou une courbe terminale levée Breguet ou Philipps.
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D'une manière avantageuse, afin de garantir toute absence de contact entre les spires du ressort spiral 1 lors de sa contraction et de son expansion, il est possible de modifier légèrement la première spire interne 2 et/ou la dernière spire externe 6.
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A cet effet, et en référence à la figure 4, la lame peut présenter, sur sa dernière spire, au moins deux légers coudes, à savoir un coude C0 prévu à environ 1/4 de tour de son extrémité libre 6a destinée à être solidaire du piton 8, ladite dernière spire externe 6 étant prise dans sa position de repos et non encore déformée comme représentée en traitillé fin, et un coude C1 au niveau de la première zone e1 d'assouplissement local obtenu en courbant légèrement la dernière spire externe 6 au niveau de ladite première zone e1. On obtient ainsi une nouvelle dernière spire externe 6' représentée en trait plein sur la figure 4, dont l'extrémité libre 6a' est destinée à être solidaire du piton 8', formant un nouveau point de pitonnage.
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Ces coudes C0, C1 permettent avantageusement de placer, sur la dernière spire externe 6' ainsi formée, la première zone e1 d'assouplissement local à un peu plus de ¾ de tour du point de fixation au piton 8 (=extrémité 6a) de la dernière spire externe 6 au repos et non déformée. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, la première zone e1 d'assouplissement local est alors centrée à un angle α1 égal à environ 270° + 30° de l'extrémité libre 6a de la dernière spire externe 6 non déformée.
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Dans cette configuration, les spires du ressort spiral 1 restent à distance les unes des autres de manière certaine lors des contractions et expansions dudit ressort spiral 1.
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Lorsque ces coudes C0 et C1 sont prévus, la configuration de la première zone e1 d'assouplissement local peut être modifiée. Par exemple, la première zone e1 d'assouplissement local peut être plus ouverte et s'étendre de préférence sur un segment de spiral d'angle Δα1 égal à environ 58°, ladite première zone e1 présentant une épaisseur h1 égale à environ ¾ H1. Cette première zone e1 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement minimum du ressort spiral 1 au nouveau point de fixation (extrémité 6a') au piton 8' lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1. La première zone e1 d'assouplissement local est ainsi plus souple lorsque la dernière spire externe 6 est courbée.
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Si la troisième zone e3 d'assouplissement local est présente, au moins un autre coude C3 (cf. figure 12) peut être prévu au niveau de ladite troisième zone e3 d'assouplissement local. Cela impose de placer de préférence ladite troisième zone e3 d'assouplissement local à un peu plus de 5/4 de tour de l'extrémité 6a de la dernière spire externe 6 au repos et non déformée. Par exemple, la troisième zone e3 d'assouplissement local peut alors être centrée à un angle α3 égal à environ 450° + 30° de l'extrémité libre 6a de la dernière spire externe 6 non déformée.
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De la même manière, et en référence à la figure 7, la lame peut présenter, sur sa première spire, au moins deux légers coudes, à savoir un coude C5 prévu à environ 1/4 de tour de son extrémité libre 2a destinée à être solidaire de la virole 4, ladite première spire interne 2 étant prise dans sa position de repos et non encore déformée comme représentée en traitillé fin, et un coude C2 au niveau de la deuxième zone e2 d'assouplissement local obtenu en courbant légèrement la première spire interne 2 au niveau de ladite deuxième zone e2. On obtient ainsi une nouvelle première spire interne 2', représentée en trait plein sur la figure 7, dont l'extrémité libre 2a' est destinée à être solidaire de la virole 4', formant un nouveau point de virolage.
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Ces coudes C5, C2 permettent avantageusement de placer, sur la première spire interne 2' ainsi formée, la deuxième zone e2 d'assouplissement local à un peu moins de ¾ de tour de l'extrémité 2a de la première spire interne 2 au repos et non déformée. Dans l'exemple représenté sur la figure 7, la deuxième zone e2 d'assouplissement local est alors centrée à un angle α2 égal à environ 270° - 30° de l'extrémité libre 2a de la première spire interne 2 non déformée.
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Dans cette configuration, les spires du ressort spiral 1 restent à distance les unes des autres de manière certaine lors des contractions et expansions dudit ressort spiral 1.
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Lorsque ces coudes C2 et C5 sont prévus, la configuration de la deuxième zone e2 d'assouplissement local peut être modifiée. Par exemple, la deuxième zone e2 d'assouplissement local peut être moins ouverte et s'étendre de préférence sur un segment de spiral d'angle Δα2 égal à environ 35°, ladite deuxième zone e2 présentant une épaisseur h2 égale à environ ¾ H2. Cette deuxième zone e2 d'assouplissement local permet avantageusement d'obtenir un déplacement minimum du ressort spiral 1 à la nouvelle extrémité 2a' fixée à la virole 4' lors de l'expansion et de la contraction dudit ressort spiral 1. La deuxième zone e2 d'assouplissement local est ainsi plus rigide lorsque la première spire interne 2 est courbée.
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Si la quatrième zone e4 d'assouplissement local est présente, au moins un autre coude C4 (cf. figure 12) peut être prévu au niveau de ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local. Cela impose de placer de préférence ladite quatrième zone e4 d'assouplissement local à un peu moins de 5/4 de tour de l'extrémité 2a de la première spire interne 2 au repos et non déformée. Par exemple, la quatrième zone e4 d'assouplissement local peut alors être centrée à un angle α4 égal à environ 450° - 30° de l'extrémité libre 2a de la première spire interne 2 non déformée.
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Dans les exemples représentés, les zones d'assouplissement local sont représentées avec une épaisseur h qui varie de telles sorte qu'elles correspondent à des encoches rectangulaires formées à parts égales de part et d'autre de la lame du ressort-spiral 1.
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Il est bien évident que les zones d'assouplissement local peuvent prendre d'autres formes que la forme rectangulaire.
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Plus généralement, une zone d'assouplissement local peut être définie comme une diminution plus ou moins brusque de l'épaisseur de la lame suivie d'une épaisseur sensiblement constante, et enfin d'une augmentation plus ou moins brusque de l'épaisseur jusqu'au retour à une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur initiale Les zones d'assouplissement local ainsi définies peuvent prendre, comme décrit ci-dessus pour les zones d'assouplissement local de forme rectangulaire, une forme évasée en s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δαx de l'ordre de 90° pour une profondeur de 1/10ème à 1/5ème de l'épaisseur totale de la lame (ce qui correspond à une épaisseur hx de 0.8 Hx à 0.9Hx où Hx est l'épaisseur de la lame au voisinage de ladite x-ième zone d'assouplissement local). Ces zones d'assouplissement local peuvent également prendre une forme plus étroite en s'étendant sur un segment de spiral d'angle Δαx d'au moins environ 8° à quelques dizaines de degrés pour une profondeur n'excédant pas la moitié de l'épaisseur de la lame (ce qui correspond à une épaisseur hx inférieure à Hx/2).
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Par ailleurs, les zones d'assouplissement local peuvent être indifféremment réalisées, notamment par affinement de la lame, de manière symétrique de part et d'autre de la lame comme représenté sur les figures 2, 4, 5, 7, 8, 10, et 12, ou uniquement d'un côté ou de l'autre de la lame ou encore réparties de manière asymétrique de part et d'autre de ladite lame.
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En référence à la figure 12, il est représenté un ressort spiral 1 qui comprend tous les éléments décrits ci-dessus, à savoir le coude C0, la première zone e1 d'assouplissement local et son coude C1 sur la dernière spire externe déformée 6' d'extrémité libre 6a' destinée à être solidaire du piton 8', la troisième zone e3 d'assouplissement local et son coude C3, la quatrième zone e4 d'assouplissement local et son coude C4, et la deuxième zone e2 d'assouplissement local et son coude C2 ainsi que le coude C5 sur la première spire interne 2' d'extrémité libre 2a' destinée à être solidaire de la virole 4'.
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En référence à la figure 13, il est représenté en trait plein les dernières spires, dont la dernière spire externe 6', du ressort spiral de la figure 12, et en traitillé fin les dernières spires, dont la dernière spire externe 6, d'un ressort spiral similaire mais non déformé (sans zone d'assouplissement local ni coude).
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En référence à la figure 14 qui est un agrandissement de la figure 13, le déplacement t de l'extrémité libre 6a' de la dernière spire externe 6', solidaire du piton 8', a été calculé et est comparé au déplacement tc de l'extrémité libre 6a de la dernière spire externe 6 solidaire du piton 8. La figure 14 montre que l'extrémité 6a de pitonnage d'un ressort spiral non déformé suit la trajectoire tc tandis que l'extrémité 6a' de pitonnage d'un ressort spiral 1 déformé selon l'invention suit la trajectoire t qui est drastiquement diminuée et qui s'apparente à un point. Le déplacement tc est supérieur à un pas de spire tandis que le déplacement t est nettement inférieur. Le pitonnage effectif provoquera donc une excentricité réduite. Le développement du ressort spiral 1 selon l'invention est par conséquent plus concentrique.
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De même, en référence à la figure 15, il est représenté en trait plein les premières spires, dont la première spire interne 2', du ressort spiral de la figure 12, et en traitillé fin les premières spires, dont la première spire interne 2, d'un ressort spiral similaire mais non déformé (sans zone d'assouplissement local ni coude).
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En référence à la figure 16 qui est un agrandissement de la figure 15, le déplacement t' de l'extrémité libre 2a' de la première spire interne 2', solidaire de la virole 4', a été calculé et est comparé au déplacement tc' de l'extrémité libre 2a de la première spire interne 2 solidaire de la virole 4. La figure 16 montre que l'extrémité 2a de virolage d'un ressort spiral non déformé suit la trajectoire tc' tandis que l'extrémité 2a' de virolage d'un ressort spiral 1 déformé selon l'invention suit la trajectoire t' qui est drastiquement diminuée et qui s'apparente à un point. Le déplacement tc' est d'environ un pas de spire tandis que le déplacement t est nettement inférieur. Le virolage effectif provoquera donc une excentricité réduite. Le développement du ressort spiral 1 selon l'invention est par conséquent plus concentrique.
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De plus, grâces aux coudes, les spires restent à distance lors des contractions et expansions du ressort spiral 1.