(19) |
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(11) |
EP 2 979 139 B1 |
(12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
(45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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09.05.2018 Bulletin 2018/19 |
(22) |
Date de dépôt: 17.03.2014 |
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(86) |
Numéro de dépôt: |
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PCT/EP2014/055267 |
(87) |
Numéro de publication internationale: |
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WO 2014/154510 (02.10.2014 Gazette 2014/40) |
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(54) |
ARBRE DE MOBILE PIVOTANT D'HORLOGERIE
SCHWENKBARER ZUGANKER EINER UHR
PIVOTING TRAIN ARBOR OF A TIMEPIECE
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(84) |
Etats contractants désignés: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorité: |
26.03.2013 EP 13161124
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(43) |
Date de publication de la demande: |
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03.02.2016 Bulletin 2016/05 |
(73) |
Titulaire: Montres Breguet S.A. |
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1344 L'Abbaye (CH) |
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(72) |
Inventeurs: |
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- ZAUGG, Alain
CH-1347 Le Sentier (CH)
- SARCHI, Davide
CH-1020 Renens (CH)
- KARAPATIS, Nakis
CH-1324 Premier (CH)
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(74) |
Mandataire: Giraud, Eric |
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ICB
Ingénieurs Conseils en Brevets SA
Faubourg de l'Hôpital 3 2001 Neuchâtel 2001 Neuchâtel (CH) |
(56) |
Documents cités: :
WO-A1-01/77759 DE-B- 1 174 518 US-A- 2 131 797 US-A- 3 683 616
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WO-A2-2004/008258 FR-A- 1 145 049 US-A- 3 605 401
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Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
Domaine de l'invention
[0001] L'invention concerne un arbre de mobile pivotant d'horlogerie, ledit arbre étant
réalisé en une ou plusieurs parties alignées.
[0002] L'invention concerne encore un mobile pivotant d'horlogerie comportant un tel arbre.
[0003] L'invention concerne encore un mécanisme d'horlogerie comportant un tel arbre ou/et
un tel mobile, notamment un mécanisme d'échappement.
[0004] L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel arbre ou/et
un tel mobile ou/et un tel mécanisme.
[0005] L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie, notamment une montre, comportant
un tel arbre ou/et un tel mobile, ou/et un tel mécanisme, ou/et un tel mouvement.
[0006] L'invention concerne le domaine des mécanismes d'horlogerie, en particulier le domaine
des organes réglants, en particulier pour des montres mécaniques.
Arrière-plan de l'invention
[0007] L'organe réglant d'une montre mécanique est constitué par un oscillateur harmonique,
le balancier-spiral, dont la fréquence propre d'oscillation dépend principalement
de l'inertie du balancier et de la rigidité élastique du spiral.
[0008] Les oscillations du balancier-spiral, autrement amorties, sont entretenues par les
impulsions fournies par un échappement généralement composé par un ou deux mobiles
pivotants. Dans le cas de l'échappement à ancre suisse, ces mobiles pivotants sont
l'ancre et la roue d'échappement. La marche de la montre est déterminée par la fréquence
du balancier-spiral et par la perturbation générée par l'impulsion de l'échappement,
qui généralement ralentit l'oscillation propre du balancier-spiral et donc provoque
un retard de marche.
[0009] La marche de la montre est donc perturbée par tous les phénomènes qui peuvent altérer
la fréquence propre du balancier-spiral et/ou la dépendance temporelle de l'impulsion
fournie par l'échappement.
[0010] En particulier, suite à l'exposition transitoire d'une montre mécanique à un champ
magnétique, des défauts de marche (liés à l'effet résiduel du champ) sont généralement
observés. L'origine de ces défauts est la magnétisation permanente des composants
ferromagnétiques fixes du mouvement ou de l'habillage et la magnétisation permanente
ou transitoire des composants magnétiques mobiles faisant partie de l'organe réglant
(balancier-spiral) et/ou de l'échappement.
[0011] Après l'exposition au champ, les composants mobiles (balancier, spiral, échappement)
magnétisés ou perméables magnétiquement sont soumis à un couple magnétostatique et/ou
à des forces magnétostatiques. En principe, ces interactions modifient la rigidité
apparente du balancier-spiral, la dynamique des mobiles d'échappement et les frottements.
Ces modifications produisent un défaut de marche qui peut aller de quelques dizaines
à quelques centaines de secondes par jour.
[0012] L'interaction du mouvement horloger avec le champ externe, lors de l'exposition,
peut aussi mener à l'arrêt du mouvement. En principe, l'arrêt sous champ et le défaut
de marche résiduel ne sont pas corrélés, parce que l'arrêt sous champ dépend de l'aimantation
transitoire, sous-champ, des composants (et donc de la perméabilité et du champ de
saturation des composants), tandis que le défaut de marche résiduel dépend de l'aimantation
résiduelle (et donc, principalement, du champ coercitif des composants) qui peut être
faible même en présence d'une perméabilité magnétique importante.
[0013] Après l'introduction des spiraux fabriqués en matériaux très faiblement paramagnétiques
(par exemple, en silicium), le spiral n'est plus responsable du défaut de marche des
montres. Les perturbations magnétiques encore observables pour des champs d'aimantation
inférieurs à 1,5 Tesla sont donc dues à l'aimantation de l'arbre de balancier et à
l'aimantation des mobiles d'échappement.
[0014] Le corps d'ancre et la roue d'échappement peuvent être fabriqués en matériaux très
faiblement paramagnétiques, sans que leur performance mécanique en soit affectée.
Au contraire, les arbres des mobiles nécessitent de très bonnes performances mécaniques
(bonne tribologie, faible fatigue) pour permettre un pivotement optimal et constant
dans le temps, et il est donc préférable de les fabriquer en acier trempable (typiquement
en acier au carbone de type 20AP ou similaire). Or de tels aciers sont des matériaux
sensibles aux champs magnétiques parce qu'ils présentent un champ de saturation élevé
combiné à un champ coercitif élevé. Les arbres de balancier, ancre et roue d'échappement
sont actuellement les composants les plus critiques face aux perturbations magnétiques
de la montre.
[0015] Le document D1
WO 2004/008258 A2 DETAR- PATEK PHILIPPE décrit un système rotor-stator composé d'une roue constituée
d'un aimant permanent pré-aimantée dans une direction diamétrale fixée, ainsi qu'une
solution d'entretien d'un oscillateur. Ce document divulgue un arbre de production
d'un couple électromagnétique sur lequel sont montés un rotor et un deuxième pignon,
lesquels ne sont pas des parties de l'arbre mais sont montés sur l'arbre, cet arbre
étant un arbre standard sans aucune propriété magnétique spécifique.
[0016] Le document D2
US 3 683 616 A STEINEMANN (Institut STRAUMANN), décrit un mécanisme d'échappement où toutes les
parties montées sur l'axe de balancier, et sur l'ancre, la roue d'échappement, ainsi
que au moins la partie principale de l'axe de balancier sont fabriquées à partir d'un
matériau très faiblement paramagnétique, ayant une perméabilité magnétique µ inférieure
à 1,01. Une variante concerne l'application d'une couche au moins au niveau des points
d'appui de l'axe de balancier. Dans des variantes particulières, certains des composants
de l'échappement sont formés uniquement à partir d'un tel matériau très faiblement
paramagnétique. Le spiral peut, quant à lui être réalisé dans un tel matériau très
faiblement paramagnétique, ou d'un métal anti-ferromagnétique ayant une perméabilité
magnétique µ inférieure à 1,01. Dans une autre variante encore, des parties montées
sur l'axe de balancier sont formées à partir d'un matériau choisi dans le groupe constitué
du monel, de l'argent, du nickel, du cuivre, d'un alliage de béryllium, et d'un alliage
cuivre-manganèse ou d'un alliage de nickel. Dans une autre variante encore, l'ancre
et la roue d'échappement sont formées d'un matériau choisi dans le groupe constitué
de l'argent, du nickel, d'un alliage de cuivre-béryllium, et d'un alliage de nickel
ou de manganèse-cuivre.
Plus particulièrement, l'arbre de balancier comprend des tourillons, et, à l'exception
des broches de palier, est intégralement formé à partir d'un matériau ayant une perméabilité
magnétique µ inférieure à 1,01. Dans une autre variante, l'ensemble de l'arbre de
balancier est formé d'un matériau ayant une perméabilité magnétique µ inférieure ou
égale à 1,01. L'axe de balancier peut, encore, être constitué d'un bronze durcissable.
[0017] Le document D3
CH 705 655 A2 ROLEX décrit la minimisation de l'effet résiduel, c'est-à-dire de la différence de
marche que subit une montre soumise à des variations de champs magnétiques externes.
Cette minimisation est corrélée en tant qu'effet surprenant, avec la géométrie de
l'axe du balancier. Plus particulièrement, ce document décrit un oscillateur comprenant
un spiral en matériau paramagnétique ou diamagnétique, et un balancier assemblé comprenant
un arbre sur lequel sont montés un balancier, un plateau, une virole solidaire du
spiral, et où, ou bien le diamètre maximal de l'arbre est inférieur à 3,5/2,5/2,0
fois le diamètre minimal de l'arbre sur lequel est monté l'un des autres éléments,
ou bien le diamètre maximal de l'arbre est inférieur à 1,6/1,3 fois le diamètre maximal
de l'arbre sur lequel est monté l'un des autres éléments. Ce document divulgue un
arbre ayant des propriétés magnétiques intrinsèques homogènes, en l'occurrence un
arbre fortement ferromagnétique. Toutefois le plateau n'est pas une partie intégrante
de l'arbre. Le document
DE 11 74 518 B décrit un arbre monobloc en alliage basé sur les éléments Fe, Ni, Co, Cr, Mo, W en
combinaison avec Be, Ti, Nb, Ta et C. Ces alliages présentent des propriétés magnétiques
faibles avec de bonnes propriétés mécaniques.
Résumé de l'invention
[0018] L'invention se propose de limiter l'interaction magnétique sur les arbres des mobiles
d'un mécanisme horloger, au sein d'un mouvement incorporé à une pièce d'horlogerie,
notamment une montre.
[0019] A cet effet, l'invention concerne un arbre de mobile pivotant d'horlogerie, ledit
arbre étant réalisé en une ou plusieurs parties alignées, caractérisé en ce que ledit
arbre est magnétiquement inhomogène.
[0020] Selon une caractéristique de l'invention, ledit arbre est magnétiquement inhomogène
avec une variation des propriétés magnétiques intrinsèques dudit arbre de façon radiale
par rapport audit axe de pivotement.
[0021] Selon une caractéristique de l'invention, ledit arbre est magnétiquement inhomogène
avec une variation des propriétés magnétiques intrinsèques dudit arbre de façon radiale
avec une symétrie de révolution par rapport audit axe de pivotement.
[0022] L'invention concerne encore un mobile pivotant d'horlogerie comportant un tel arbre.
[0023] L'invention concerne encore un mécanisme d'horlogerie comportant un tel arbre ou/et
un tel mobile, notamment un mécanisme d'échappement.
[0024] L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel arbre ou/et
un tel mobile ou/et un tel mécanisme.
[0025] L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie, notamment une montre, comportant
un tel arbre ou/et un tel mobile, ou/et un tel mécanisme, ou/et un tel mouvement.
Description sommaire des dessins
[0026] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de
la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :
- la figure 1 représente, sous forme d'un schéma tridimensionnel, une première variante
d'arbre de mobile selon l'invention, comportant une zone centrale de propriétés magnétiques
intrinsèques différentes de celles de la zone périphérique qui entoure cette zone
centrale axée sur l'axe de pivotement du mobile ;
- la figure 2 représente, de façon schématisée, en vue en coupe et avec une coloration
grisée d'autant plus intense que le champ rémanent est élevé, un arbre homogène de
l'art antérieur après son exposition à un champ magnétique ;
- la figure 3 représente, de façon schématisée et similaire à la figure 2, l'arbre de
la figure 1, avec un champ rémanent concentré sur sa zone centrale et axiale ;
- la figure 4 illustre, sous forme d'un graphe, la comparaison des couples magnétiques
exercés sur ces deux modèles d'arbres de balancier de la figure 2 et de la figure
3, le graphe G2 correspondant à l'arbre homogène de la figure 2 est représenté en
trait interrompu, et le graphe G3 correspondant à l'arbre inhomogène selon l'invention
est représenté en trait continu. En abscisse figure l'angle en degrés, et en ordonnée
le couple exercé sur le balancier, en mN.mm ;
- la figure 5 illustre, sous forme d'un graphe, la comparaison des couples magnétiques
exercés sur ces deux modèles d'arbres de balancier de la figure 2 et de la figure
3, comparés au couple de rappel du spiral et au couple appliqué au balancier par l'ancre.
Le graphe G2 correspondant à l'arbre homogène de la figure 2 est représenté en trait
interrompu, et le graphe G3 correspondant à l'arbre inhomogène selon l'invention est
représenté en trait continu. Le trait mixte interrompu G4 représente le couple de
rappel exercé par le spiral. Le couple d'entretien, appliqué au balancier par l'ancre,
est représenté sous la forme d'une horizontale G5 en trait pointillé.
- la figure 6 représente, de façon similaire à la figure 1, une deuxième variante d'arbre
de mobile selon l'invention, comportant une partie médiane de propriétés magnétiques
intrinsèques différentes de celles de deux zones d'extrémité qui entourent cette partie
médiane, de part et d'autre selon la direction de l'axe de pivotement du mobile ;
- la figure 7 représente, de façon analogue à la figure 3, la répartition du champ rémanent
sur l'arbre de la figure 6, avec un champ rémanent concentré sur ses deux zones d'extrémité
axiales ;
- la figure 8 représente, sous forme d'un schéma-blocs, une pièce d'horlogerie, comportant
un mouvement comportant un mécanisme comportant un mobile équipé d'un arbre selon
l'invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
[0027] L'objet de l'invention est de protéger un oscillateur de toute perturbation magnétique.
[0028] L'invention vise en particulier à limiter l'interaction magnétique sur les arbres
1 des mobiles 10 d'un mécanisme horloger 20, au sein d'un mouvement 30 incorporé à
une pièce d'horlogerie 40, notamment une montre, et, en particulier pour les organes
d'entretien (échappement) et de régulation (balancier-spiral) qui constituent une
application préférée, sur les arbres du balancier, de l'ancre et de la roue d'échappement.
[0029] L'invention est décrite ici pour cette seule application aux organes d'entretien
(échappement) et de régulation (balancier-spiral). L'homme du métier, constructeur
horloger, saura l'extrapoler à d'autres mécanismes.
[0030] L'invention peut permettre à des montres avec spiral, corps d'ancre et roue d'échappement
amagnétiques de résister, sans s'arrêter, à des champs magnétiques de l'ordre de un
Tesla, et sans que les performances mécaniques (chronométrie et vieillissement des
mobiles) soient affectées.
[0031] L'invention permet de réduire l'effet résiduel des montres avec spiral, corps d'ancre
et roue d'échappement amagnétiques à moins de une seconde par jour.
[0032] La géométrie de l'arbre d'un balancier est généralement plus complexe que la géométrie
de la tige d'ancre, et que celle de l'arbre de la roue d'échappement. Deux variantes
alternatives, non limitatives, exploitant le même principe sont illustrées pour le
cas d'un arbre de balancier. Leur généralisation au cas de la tige d'ancre et de la
roue d'échappement, ou à d'autres mobiles, sera évidente à l'homme du métier.
[0033] Par convention, on appelle, dans la présente description « axe » un élément géométrique
virtuel tel qu'un axe de pivotement, et « arbre » un élément mécanique réel, réalisé
en une ou plusieurs parties. Par exemple, une paire de pivots 2A et 2B alignés et
rapportés de part et d'autre d'une partie médiane 6 d'un mobile 10, pour le guider
en pivotement est aussi dénommée « arbre ».
[0034] Dans la suite de l'exposé, on définit par matériaux « perméables magnétiquement »,
des matériaux qui ont une perméabilité relative comprise entre 10 et 10000, comme
des aciers, qui ont une perméabilité relative voisine de 100 pour des arbres de balanciers
par exemple, ou voisine de 4000 pour les aciers utilisés couramment dans les circuits
électriques, ou encore d'autres alliages dont la perméabilité relative atteint des
valeurs de 8000 à 10000.
[0035] On appellera matériaux « magnétiques », par exemple dans le cas de masses polaires,
des matériaux aptes à être aimantés de façon à présenter un champ rémanent compris
entre 0,1 et 1,5 Tesla, comme par exemple le « Neodymium Iron Boron » d'une densité
d'énergie magnétique Em voisine de 512 kJ/m
3 et donnant un champ rémanent de 0,5 à 1.3 Tesla. Un niveau de champ rémanent inférieur,
vers la partie inférieure de la fourchette peut être utilisé en cas de combinaison,
dans un couple d'aimantation, d'un tel matériau magnétique avec un composant antagoniste
perméable magnétiquement de perméabilité élevée, plus proche de 10000, dans la fourchette
de 100 à 10000.
[0036] On appellera matériaux « ferromagnétiques » des matériaux dont les caractéristiques
sont : champ de saturation Bs > 0 à la température T = 23°C, champ coercitif Hc >
0 à la température T = 23°C, perméabilité magnétique maximale µ
R > 2 à la température T = 23°C, température de Curie Tc > 60°C. Plus particulièrement,
on qualifiera de « faiblement ferromagnétiques » ceux dont les caractéristiques sont
: champ de saturation Bs < 0,5 T à la température T = 23°C, champ coercitif Hc < 1'000
kA/m à la température T = 23°C, perméabilité magnétique maximale µ
R < 10 à la température T = 23°C, température de Curie Tc > 60 °C.
[0037] La possibilité d'utiliser des matériaux ferromagnétiques ayant des caractéristiques
spécifiques permet de satisfaire simultanément la demande de tenue mécanique, résistance
magnétique, et fabricabilité des composants.
[0038] Plus particulièrement, on qualifiera de « fortement ferromagnétiques » ceux dont
les caractéristiques sont : champ de saturation Bs > 1 T à la température T = 23°C,
champ coercitif Hc > 3'000 kA/m à la température T = 23°C, perméabilité magnétique
maximale µ
R > 50 à la température T = 23°C, température de Curie Tc > 60 °C
[0039] On appellera matériaux « paramagnétiques » des matériaux de perméabilité magnétique
relative comprise entre 1.0001 et 100, par exemple pour des entretoises interposées
entre un matériau magnétique et un composant antagoniste perméable magnétiquement,
ou encore entre deux matériaux magnétiques, par exemple une entretoise entre un composant
et une masse polaire. Des matériaux faiblement paramagnétiques, ayant perméabilité
magnétique comprise entre 1.01 et 2, sont utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention.
Des matériaux comme le CoCr20Ni16 Mo7, connu notamment sous le nom de « Phynox®» ou
le nickel-phosphore NiP (soit avec concentration de phosphore 12% mais durci, soit
avec concentration de phosphore inférieure à 12%) sont faiblement paramagnétiques,
donc utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention.
[0040] L'utilisation de matières amagnétiques (perméabilité magnétique inférieure à 1.01),
est très limitante, parce que ces matériaux sont soit difficilement usinables, soit
mécaniquement inadaptés aux fonctions demandées (et donc demandent un revêtement ou
une procédure de durcissement les rendant ferromagnétiques), ce qui explique pourquoi
la première montre résistante à 15'000 Gauss a été présentée seulement en 2013. Par
exemple, des matériaux amagnétiques sont : aluminium, or, laiton ou similaire.
[0041] On appellera matériaux «diamagnétiques » des matériaux de perméabilité magnétique
relative inférieure à 1 (susceptibilité magnétique négative, inférieure ou égale à
-10
-5), tels que graphite ou graphène.
[0042] On appellera enfin matériaux «magnétiques doux», pour ne pas dire amagnétiques, notamment
pour des blindages, des matériaux ayant une perméabilité élevée mais une haute saturation,
car on ne veut pas qu'ils soient aimantés de manière permanente: ils doivent conduire
le mieux possible le champ, de manière à réduire le champ à leur extérieur. De tels
composants peuvent alors protéger aussi un système magnétique des champs externes.
Ces matériaux sont choisis de préférence de perméabilité magnétique relative comprise
entre 50 et 200, et avec un champ de saturation supérieur à 500 A/m.
[0043] Des matériaux qualifiés d'«amagnétiques », ont quant à eux une perméabilité magnétique
relative très légèrement supérieure à 1, et inférieure à 1.0001, comme typiquement
le silicium, le diamant, le palladium et similaires. Ces matériaux peuvent en général
être obtenus par des technologies MEMS ou par le procédé « LIGA ».
[0044] Ainsi, l'arbre monobloc 1 de mobile pivotant 10 d'horlogerie est réalisé en une ou
plusieurs parties 2, qui sont alors alignées sur un axe de pivotement D.
[0045] Précisons que cet arbre 1 est un élément axial pivotant, qui sert de support à d'autres
composants : plateau, collerette, virole, balancier, mais qui n'est pas constitué
par ces autres composants, qui sont chassés, collés, soudés, brasés, ou appuyés sur
l'arbre, ou encore maintenus par d'autres procédés. Les caractéristiques présentées
ci-après concernent cet arbre 1 seul.
[0046] Selon l'invention, cet arbre monobloc 1 est magnétiquement inhomogène.
[0047] L'arbre 1 selon l'invention a des propriétés magnétiques intrinsèques (perméabilité,
champ de saturation, champ coercitif, température de Curie, courbe d'hystérèse dépendante)
qui sont non-uniformes dans son volume.
[0048] Rappelons que l'aimantation ne fait pas partie de ces propriétés magnétiques intrinsèques.
Le profil d'aimantation d'un tel arbre après aimantation ne dépend pas uniquement
des propriétés magnétiques intrinsèques, mais il dépend notamment de la source de
champ magnétique qui l'a aimanté ainsi que de la forme et de la taille dudit arbre.
Par exemple, l'arbre peut présenter une aimantation non-uniforme même si les propriétés
magnétiques intrinsèques sont uniformes
[0049] Rappelons aussi qu'un composant ne peut pas devenir, par exemple, ferromagnétique
après avoir été soumis à un champ magnétique : une matière est soit ferromagnétique,
soit paramagnétique, antiferromagnétique ou diamagnétique. La température peut modifier
cette caractéristique mais elle ne peut pas être modifiée par un champ externe. Il
convient de bien différencier l'aimantation des propriétés magnétiques intrinsèques
de la matière.
[0050] L'invention propose, dans un cas particulier, d'utiliser, dans un cas où l'arbre
est bi-matériau, soit des matières paramagnétiques, soit des matériaux ferromagnétiques,
ayant des propriétés intrinsèques bien définies.
[0051] Notamment, cet arbre monobloc 1 est magnétiquement inhomogène, avec une variation
des propriétés magnétiques intrinsèques de cet arbre monobloc 1, soit selon la direction
axiale de l'axe de pivotement D de l'arbre monobloc 1, soit de façon radiale avec
une symétrie de révolution par rapport à cet axe de pivotement D, soit à la fois selon
la direction axiale de l'axe de pivotement D et de façon radiale avec une symétrie
de révolution par rapport à cet axe de pivotement D.
[0052] Dans une variante particulière, l'arbre monobloc 1 est magnétiquement inhomogène
avec une variation des propriétés magnétiques intrinsèques de façon radiale par rapport
à l'axe de pivotement D.
[0053] Dans une réalisation préférée, cette variation des propriétés magnétiques intrinsèques
de l'arbre monobloc 1 est faite de façon radiale avec une symétrie de révolution par
rapport à l'axe de pivotement D.
[0054] Par « arbre inhomogène dans la direction radiale », on entend ici que les propriétés
magnétiques de l'arbre varient selon la direction radiale, du centre de l'arbre vers
la périphérie (tandis que l'arbre peut être, ou non, magnétiquement homogène selon
la direction axiale).
[0055] Seule la matière située au coeur de l'arbre, dans une zone dite ci-après zone centrale
3, c'est-à-dire au voisinage de l'axe de pivotement D, présente un champ de saturation
élevé (Bs > 1 T), une perméabilité magnétique µ
R maximale supérieure à 50, et un champ coercitif Hc supérieur à 3 kA/m (toutes ces
propriétés sont typiques de l'acier 20AP utilisé préférablement pour les arbres pivotants
à cause des bonnes performances mécaniques). Naturellement, en cas d'emploi d'autres
matériaux, ces valeurs seuils sont à adapter par des essais de routine.
[0056] Tandis que la matière en périphérie de l'arbre, dans une zone dite ci-après zone
périphérique 4, est, soit faiblement paramagnétique, soit ferromagnétique avec un
faible champ de saturation (Bs < 0,5 T), une faible perméabilité magnétique maximale
µ
R < 10, et un faible champ coercitif.
[0057] Un schéma de cette solution est montré en figure 1, qui est un schéma tridimensionnel
de la première variante. L'arbre monobloc 1 de balancier est composé d'une zone centrale
3 fortement ferromagnétique (grisée) et d'une zone périphérique 4 paramagnétique ou
faiblement ferromagnétique (en blanc).
[0058] Dans ce cas les deux régions (fortement ferromagnétique en zone centrale 3, et faiblement
paramagnétique en zone périphérique 4 sont précisément séparées par une zone d'interface
7 abrupte : l'interface entre les deux régions 3 et 4 peut toutefois avoir une largeur
finie, en correspondance d'un gradient régulier des propriétés magnétiques, sans que
les résultats en soient affectés. La région fortement ferromagnétique en zone centrale
3 au coeur de l'arbre monobloc 1 est de préférence contenue dans un cylindre de rayon
inférieur à 100 micromètres (et centré sur l'axe de pivotement D) pour atteindre les
performances souhaitées.
[0059] En pratique, l'inhomogénéité magnétique décrite ici peut être obtenue en combinant
deux matériaux différents (par brasure, soudure ou dépôt d'un matériau sur l'autre),
ou bien, dans le cas où un alliage est utilisé (par exemple, acier carbone), par un
traitement thermique ou sous champ électrique ou magnétique de tout ou partie du composant
fini. Plus particulièrement, les traitements thermiques et électromagnétiques sont
bien appropriés pour un traitement bien délimité dans l'espace.
[0060] La figure 2 montre l'art antérieur, sous la forme d'un arbre monobloc 1 de balancier
classique, homogène, en acier 20 AP. Cette figure illustre le champ rémanent, après
aimantation à 0,2 T. Lors de cette aimantation, cet arbre est soumis à un champ externe
de 0,2 T orienté dans la direction orthogonale à l'axe de pivotement, l'arbre est
magnétisé dans tout son volume, son champ rémanent étant compris entre 0,3 T et 0,6
T, comme le montre la figure 2 qui fait apparaître :
- en grisé foncé les zones avec un champ rémanent de 0,6T ;
- en grisé moyen les zones avec un champ rémanent de l'ordre de 0,2 à 0,4T ;
- et en gris très clair ou en blanc les zones avec un champ rémanent inférieur à 0,2T.
L'aimantation est supérieure en correspondance du rayon maximum de l'arbre.
[0061] La figure 3 montre le champ rémanent d'un arbre monobloc 1 de balancier inhomogène
radialement selon la première variante de l'invention. Cet arbre monobloc 1 a la même
géométrie que celui de la figure 2, mais seul le coeur, en zone centrale 3, est en
acier 20 AP, tandis que sa périphérie, en zone périphérique 4, est faiblement paramagnétique.
L'arbre est soumis à un champ externe de 0,2 T orienté dans la direction orthogonale
à l'axe de pivotement D. Le champ rémanent est d'environ 0,4 T et concentré dans le
coeur en zone centrale 3.
[0062] Quand la pièce d'horlogerie est soumise à l'action d'un champ magnétique externe,
pendant l'oscillation du balancier-spiral, l'arbre aimanté du balancier est soumis
à un couple magnétique qui tend à l'orienter dans la direction du champ externe. Le
moment de ce couple peut être suffisamment élevé pour arrêter le mouvement de ce balancier-spiral.
[0063] A cause de l'aimantation très différenciée, l'arbre homogène de la figure 2 est soumis
à un couple magnétique, dont le moment est plus de 10 fois supérieur à celui qui est
appliqué à l'arbre inhomogène de la figure 3. En effet, l'arbre monobloc 1 selon l'invention
comporte une zone de champ rémanent sur un très faible rayon, alors que dans l'art
antérieur les zones de champ rémanent élevé sont précisément dans les zones de plus
grand rayon.
[0064] L'arrêt du mouvement a lieu si le couple agissant sur l'arbre est supérieur au couple
de rappel exercé par le spiral pour des angles inférieurs à l'angle de levée, et au
couple d'entretien appliqué par l'ancre au balancier. Ces deux couples, obtenus pour
des paramètres typiques, sont comparés au couple magnétique agissant sur l'arbre homogène
et sur l'arbre inhomogène, sur le graphique de la figure 5.
[0065] La figure 4 illustre la comparaison des couples magnétiques exercés sur ces deux
modèles d'arbres de balancier: le graphe G2 correspondant à l'arbre homogène de la
figure 2 est représenté en trait interrompu, et le graphe G3 correspondant à l'arbre
monobloc 1 inhomogène selon l'invention (première variante de la figure 3, ou deuxième
variante de la figure 7 exposée plus loin) est représenté en trait continu. En abscisse
figure l'angle en degrés, et en ordonnée le couple exercé sur le balancier, en mN.mm.
Dans les deux cas, le couple varie sinusoïdalement avec l'angle de rotation du balancier-spiral
(ici le zéro est fixé de manière arbitraire).
[0066] L'arbre homogène de la figure 2 est soumis à un couple magnétique largement supérieur
au couple du spiral et au couple d'entretien. Dans ce cas, le balancier-spiral sera
donc arrêté pour un champ inférieur à 0,2 T.
[0067] L'arbre monobloc 1 inhomogène selon la première variante de l'invention est soumis
à un couple inférieur au couple exercé par le spiral dans l'angle de levée (< 30°)
et au couple d'entretien. Dans ce cas, le balancier-spiral ne sera pas arrêté sous
un champ de 0,2 T.
[0068] La figure 5 illustre la comparaison des couples magnétiques sur un arbre de balancier,
homogène selon l'art antérieur, et inhomogène selon l'invention (première variante,
ou deuxième variante exposée plus loin), imposé par un champ externe de 0,2 T, comparé
au couple de rappel du spiral et au couple appliqué au balancier par l'ancre. De la
même façon que la figure 4, la figure 5 illustre la comparaison, sur une faible amplitude
angulaire, des couples magnétiques exercés sur ces deux modèles d'arbres de balancier:
le graphe G2 correspondant à l'arbre homogène est représenté en trait interrompu,
et le graphe G3 correspondant à l'arbre inhomogène est représenté en trait continu.
Le trait mixte interrompu G4 représente le couple de rappel exercé par le spiral.
Le couple d'entretien, appliqué au balancier par l'ancre, est représenté sous la forme
d'une horizontale G5 en trait pointillé.
[0069] A la suite de l'aimantation de la montre, l'arbre monobloc 1 du balancier 10 se trouve
immergé dans le champ magnétique crée par les composants ferromagnétiques fixes du
mouvement 30, ou/et de la pièce d'horlogerie 40, dont il fait partie. L'arbre monobloc
1 est alors soumis à un couple similaire à celui qui est montré en figure 4, mais
de moment plus faible. Ce couple de perturbation est responsable du défaut de marche
résiduel. Un mouvement équipé d'un arbre monobloc 1 inhomogène selon la première variante
de l'invention est donc affecté d'un défaut de marche qui est entre 3 et 10 fois inférieur
à celui qui affecte un mouvement équipé d'un arbre homogène traditionnel.
[0070] La deuxième variante de l'invention concerne un arbre qui est inhomogène dans la
direction axiale, parallèle à l'axe de pivotement de l'arbre.
[0071] L'inhomogénéité des propriétés magnétiques est cette fois réalisée dans la direction
axiale. Les extrémités 2 de l'arbre monobloc 1, constituées par les pivots 2A et 2B,
qui doivent avoir des propriétés mécaniques optimales, sont généralement en matériaux
magnétiques, tandis que la partie médiane 6 de l'arbre monobloc 1 est en matériau
faiblement paramagnétique.
[0072] La longueur (dans la direction axiale) cumulée des parties magnétiques de l'arbre
monobloc 1 est avantageusement inférieure a un tiers de la longueur totale de l'arbre
monobloc 1.
[0073] La différence de longueur entre les parties magnétiques est avantageusement maintenue
inférieure à 10%.
[0074] Cette deuxième variante est schématisée sur la figure 6, sur laquelle de préférence
seuls les pivots 2A et 2B sont en matériau ferromagnétique.
[0075] L'arbre monobloc 1 de la figure 6 comporte, selon la direction de l'axe de pivotement
D, une partie médiane 6 entourée de part et d'autre par deux zones d'extrémité 8.
Et seules ces zones d'extrémité 8, réalisées de préférence en acier à pivots, présentent
un champ de saturation élevé de valeur Bs supérieure à 1 T, une perméabilité magnétique
maximale µ
R supérieure à 50, et un champ coercitif Hc supérieur à 3 kA/m. Tandis que la matière
dans la partie médiane 6 est, soit faiblement paramagnétique, soit ferromagnétique
avec un faible champ de saturation Bs de valeur inférieure à 0,5 T, une faible perméabilité
magnétique maximale µR inférieure à 10, et un faible champ coercitif.
[0076] Plus particulièrement, dans ce type d'exécution de la figure 6, on peut avoir des
choix avantageux:
- une partie médiane paramagnétique avec 2>µ>1.01 ;
- une partie médiane amagnétique (tel que défini plus haut) ;
- une partie médiane paramagnétique avec µ<1.01, et dont le volume est inférieur au
volume de la partie ferromagnétique, pourvu que le volume de la partie ferromagnétique
soit inférieur à une valeur
où, pour un arbre 1 qui est un arbre de balancier d'un ensemble balancier-spiral de
mouvement de montre, X est fonction du défaut de marche relatif maximal souhaité δ
m, (généralement δ
m = 10
-4) de la rigidité du spiral k, du couple d'entretien maximal du balancier C
ech, de l'angle de levée θ
l, de la perméabilité du vide µ
0, du champ de saturation B
s de la partie ferromagnétique de l'arbre et du champ d'aimantation maximal H que la
montre est censée supporter sans dépasser le défaut relatif δ
m. Le coefficient b est un facteur, de l'ordre de l'unité si les autres quantités sont
exprimées dans le système internationale, et qui dépend de la forme géométrique de
l'arbre X est typiquement compris entre 0.1 mm
3 et 1 mm
3. Comme pour la première variante, le champ rémanent est inférieur (et plus localisé)
que dans le cas d'un arbre homogène selon la figure 2, comme le montre la figure 7.
[0077] Cette figure 7 représente le champ rémanent, après aimantation à 0,2 T, d'un arbre
monobloc 1 de balancier inhomogène selon la deuxième variante de l'invention. Les
pivots sont en acier 20 AP. La partie médiane 6 est faiblement paramagnétique.
[0078] Le couple agissant sur l'arbre monobloc 1 dans ce cas est équivalent à celui obtenu
pour la première variante (figure 4 et figure 5).
[0079] En pratique, comme pour la première variante, l'inhomogénéité magnétique souhaitée
peut être obtenue en combinant deux matériaux différents (par brasure, soudure ou
dépôt d'un matériau sur l'autre) ou, dans le cas où un alliage est utilisé (par exemple,
acier carbone), par le traitement thermique ou sous champ électrique ou magnétique
de tout ou partie du composant fini.
[0080] Il est encore possible de panacher la première et la deuxième variante, l'arbre monobloc
1 est alors magnétiquement inhomogène avec une variation de ses propriétés magnétiques
intrinsèques à la fois selon la direction axiale de l'axe de pivotement D et de façon
radiale par rapport à cet axe de pivotement D.
[0081] Dans l'une ou l'autre de ces variantes, l'invention est de réalisation aisée et peu
coûteuse, puisque, en pratique, une simple réalisation bi-matière permet d'obtenir
le résultat souhaité. Par exemple une exécution selon la première variante avec une
serge de balancier constituant la zone périphérique 4 qui est réalisée, selon l'inertie
recherchée, en aluminium, or, laiton ou similaire, tandis que la zone centrale 3 est
réalisé sous forme d'un barreau en acier 20AP ou similaire : un balancier de faible
inertie est obtenu avec une serge en alliage léger, notamment d'aluminium, facile
à usiner et à percer de part en part, et un noyau en acier brut d'étirage ou de tréfilage,
ou encore décolleté, d'un diamètre inférieur à 100 micromètres. De façon similaire,
un balancier selon la deuxième variante et à très faible inertie comporte une partie
médiane 6 usinée en alliage d'aluminium et comportant à ses extrémités axiales deux
logements pour le chassage de pivots 2A et 2B en acier à pivots.
[0082] Les réalisations bi-matériaux suivantes donnent de bons résultats, malgré des enseignements
contraires de la littérature :
- cas fortement ferromagnétique / faiblement ferromagnétique ;
- cas fortement ferromagnétique / faiblement paramagnétique avec 2>µ>1.01, malgré un
préjugé considérant un tel matériau comme inutilisable pour ce type de construction.
Notamment le « Phynox » rentre dans cette gamme de matériaux ;
- cas où la portion (masse) paramagnétique de l'arbre n'est pas la portion (masse) principale.
Des solutions où la portion ferromagnétique est dominante sont efficaces et inclues
dans la présente demande : les dimensions maximales (absolues) de la portion fortement
ferromagnétique sont déterminées uniquement par la rigidité du spiral et le couple
d'entretien (voir équation (1)).
[0083] Dans une réalisation particulière, l'arbre 1 comporte au moins une partie saillante
de plus grand rayon autour de son axe de pivotement D, et au moins ladite partie saillante
est délimitée, de part et d'autre dudit axe de pivotement D, par deux surfaces symétriques
par rapport audit axe de pivotement D et qui définissent, en projection sur un plan
perpendiculaire audit axe de pivotement D, un profil inscrit dans un rectangle dont
le rapport de la longueur à la largeur définit un rapport de forme qui est supérieur
ou égal à 2, la direction de ladite longueur définissant un axe principal DP.
[0084] L'invention concerne encore un mobile pivotant 10 d'horlogerie comportant un arbre
monobloc 1 selon l'invention.
[0085] L'invention concerne encore un mécanisme 20 d'horlogerie comportant un tel arbre
monobloc 1 ou/et un tel mobile 10, notamment un mécanisme d'échappement.
[0086] Dans la réalisation particulière exposée ci-dessus et où l'arbre 1 comporte au moins
une telle partie saillante particulière, ce mécanisme d'horlogerie 20 comporte un
tel mobile 10 oscillant autour d'une position de repos définie par un plan de repos
passant par un axe de pivotement D, ledit mobile 10 étant rappelé vers une position
de repos par des moyens de rappel élastique. Et ce mobile 10 comporte un tel arbre
1 qui comporte au moins une telle partie saillante particulière, cet arbre 1 étant
en acier, et ledit axe principal DP dudit arbre 1, dans le plan orthogonal audit arbre,
occupe une position angulaire déterminée par rapport audit plan de repos dans ladite
position de repos dudit mobile 10, ledit mécanisme 20 ayant une direction d'aimantation
préférentielle DA qui est sensiblement orthogonale audit axe principal DP dudit arbre
1 dans ladite position de repos.
[0087] L'invention concerne encore un mouvement 30 d'horlogerie comportant un tel arbre
monobloc 1 ou/et un tel mobile 10 ou/et un tel mécanisme 20.
[0088] L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 40, notamment une montre, comportant
un tel arbre monobloc 1 ou/et un tel mobile 10, ou/et un tel mécanisme 20, ou/et un
tel mouvement 30.
[0089] En somme, l'invention ne nécessite aucun aimant permanent préaimanté, ni aucune roue
magnétique, mais seulement des arbres magnétiquement passifs (paramagnétiques ou ferromagnétiques).
[0090] L'objet de l'invention n'est pas de fournir une solution d'entretien de l'oscillateur,
mais bien de protéger l'oscillateur de toute perturbation magnétique.
[0091] L'invention, dans l'une ou l'autre de ses variantes, présente d'importants avantages
:
- intensité du champ d'arrêt sous-champ augmentée pour les montres avec spiral, corps
d'ancre et roue d'échappement amagnétique ; ceci signifie qu'une montre devrait être
soumise à des champs magnétiques beaucoup plus élevés que ceux que peut rencontrer
l'utilisateur dans sa vie normale, avant de risquer une perturbation risquant de mener
à l'arrêt du mouvement ;
- effet résiduel réduit pour les montres avec spiral, corps d'ancre et roue d'échappement
amagnétique ;
- performances mécaniques identiques aux montres de l'état actuel de la technique, puisque
les surfaces de contact tribologiques continuent à être réalisées dans des matériaux
validés pour ces applications.
1. Arbre monobloc (1) de mobile pivotant (10) d'horlogerie, ledit arbre monobloc (1)
étant réalisé en une ou plusieurs parties (2) alignées, caractérisé en ce que ledit arbre monobloc (1) est magnétiquement inhomogène et a des propriétés magnétiques
intrinsèques, qui sont la perméabilité et le champ de saturation et le champ coercitif
et la température de Curie et la courbe d'hystérèse dépendante, qui sont non-uniformes
dans son volume.
2. Arbre monobloc (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre (1) est magnétiquement inhomogène, avec une variation des propriétés
magnétiques intrinsèques dudit arbre monobloc (1), soit selon la direction axiale
de l'axe de pivotement (D) dudit arbre monobloc (1), soit de façon radiale par rapport
audit axe de pivotement (D), soit à la fois selon la direction axiale de l'axe de
pivotement (D) dudit arbre monobloc (1) et de façon radiale avec une symétrie de révolution
par rapport audit axe de pivotement (D).
3. Arbre monobloc (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre (1) est magnétiquement inhomogène avec une variation des propriétés magnétiques
intrinsèques dudit arbre monobloc (1) de façon radiale par rapport audit axe de pivotement
(D).
4. Arbre monobloc (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arbre (1) est magnétiquement inhomogène avec une variation des propriétés magnétiques
intrinsèques dudit arbre monobloc (1) de façon radiale avec une symétrie de révolution
par rapport audit axe de pivotement (D).
5. Arbre monobloc (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre (1) est magnétiquement inhomogène avec une variation des propriétés magnétiques
intrinsèques dudit arbre monobloc (1) selon la direction axiale de l'axe de pivotement
(D) dudit arbre monobloc (1).
6. Arbre monobloc (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre (1) est magnétiquement inhomogène avec une variation desdites propriétés
magnétiques intrinsèques dudit arbre monobloc (1) à la fois selon la direction axiale
de l'axe de pivotement (D) dudit arbre monobloc (1) et de façon radiale par rapport
audit axe de pivotement (D).
7. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins, ou bien une partie paramagnétique avec une perméabilité magnétique
(µ) comprise entre 1.01 et 2, ou bien une partie ferromagnétique.
8. Arbre monobloc (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie paramagnétique avec une perméabilité magnétique (µ)
comprise entre 1.01 et 2.
9. Arbre monobloc (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie médiane paramagnétique avec une perméabilité magnétique
(µ) comprise entre 1.01 et 2.
10. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie faiblement ferromagnétique, avec un champ de saturation
Bs < 0,5 T à la température T = 23°C, un champ coercitif Hc < 1'000 kA/m à la température
T = 23°C, une perméabilité magnétique maximale µR < 10 à la température T = 23°C, et une température de Curie Tc > 60°C.
11. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie paramagnétique avec une perméabilité magnétique (µ)
compris entre 1.01 et 2, et au moins une partie faiblement ferromagnétique, avec un
champ de saturation Bs < 0,5 T à la température T = 23°C, un champ coercitif Hc <
1'000 kA/m à la température T = 23°C, une perméabilité magnétique maximale µR < 10 à la température T = 23°C, et une température de Curie Tc > 60°C.
12. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie en CoCr20Ni16 Mo7.
13. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une partie en NiP.
14. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est au moins bi-matériaux et comporte au moins une partie en matériau fortement
ferromagnétique et au moins une partie en matériau faiblement ferromagnétique.
15. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est au moins bi-matériaux et comporte au moins une partie en matériau fortement
ferromagnétique et au moins une partie en matériau faiblement paramagnétique avec
une perméabilité magnétique (µ) comprise entre 1.01 et 2.
16. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est au moins bi-matériaux et comporte une partie en matériau paramagnétique, dont
la masse est inférieure à celle d'une autre partie en matériau ferromagnétique.
17. Arbre monobloc (1) selon la revendication précédente,
caractérisé en ce qu'il est un arbre de balancier d'un ensemble balancier-spiral de mouvement de montre,
et que le volume de ladite autre partie en matériau ferromagnétique est inférieur
à une valeur X = δ
m (C
ech + k θ
l) / (b µ
0 B
s H θ
l)
où :
- δm est le défaut de marche relatif maximal souhaité voisin de 10-4,
- k est la rigidité du spiral,
- Cech est le couple d'entretien maximal du balancier,
- θl est l'angle de levée,
- µ0 est la perméabilité du vide,
- Bs est le champ de saturation de la partie ferromagnétique dudit arbre (1),
- H est le champ d'aimantation maximal que ladite montre est censée supporter sans
dépasser ledit défaut de marche relatif δm,
- b est un coefficient dépendant de la forme géométrique de l'arbre et est voisin
de 1.0 si les autres quantités sont exprimées dans les unités du système international,
et ladite valeur X étant comprise entre 0.1 mm3 et 1 mm3.
18. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est en un seul matériau, et est magnétiquement inhomogène du fait de son procédé
de fabrication.
19. Arbre monobloc (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que seule la matière située au coeur dudit arbre monobloc (1), dans une zone centrale
(3) au voisinage de l'axe de pivotement (D) dudit arbre monobloc (1) réalisée en acier,
présente un champ de saturation élevé de valeur (Bs) supérieure à 1 T, une perméabilité
magnétique maximale µR supérieure à 50, et un champ coercitif (Hc) supérieur à 3 kA/m, tandis que la matière
dans une zone périphérique (4) dudit arbre monobloc (1), est faiblement paramagnétique.
20. Arbre monobloc (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que seule la matière située au coeur dudit arbre monobloc (1), dans une zone centrale
(3) au voisinage de l'axe de pivotement (D) dudit arbre monobloc (1) réalisée en acier,
présente un champ de saturation élevé de valeur (Bs) supérieure à 1 T, une perméabilité
magnétique maximale µR supérieure à 50, et un champ coercitif (Hc) supérieur à 3 kA/m, tandis que la matière
dans une zone périphérique (4) dudit arbre monobloc (1), est ferromagnétique avec
un faible champ de saturation (Bs) de valeur inférieure à 0,5 T, une faible perméabilité
magnétique maximale(µR) inférieure à 10, et un faible champ coercitif.
21. Arbre monobloc (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que la matière dans une zone périphérique (4) dudit arbre monobloc (1), est faiblement
paramagnétique, avec un faible champ de saturation (Bs) de valeur inférieure à 0,5
T, une faible perméabilité magnétique maximale(µR) inférieure à 10, et un faible champ
coercitif.
22. Arbre monobloc (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que la matière dans une zone périphérique (4) dudit arbre monobloc (1), est ferromagnétique,
avec un faible champ de saturation (Bs) de valeur inférieure à 0,5 T, une faible perméabilité
magnétique maximale (µR) inférieure à 10, et un faible champ coercitif.
23. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que la région fortement ferromagnétique de ladite zone centrale (3) au coeur dudit arbre
monobloc (1) est contenue dans un cylindre de rayon inférieur à 100 micromètres et
centré sur ledit axe de pivotement (D) dudit arbre monobloc (1).
24. Arbre monobloc (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, selon la direction dudit axe de pivotement (D), une partie médiane (6)
entourée de part et d'autre par deux zones d'extrémité (8), et que seules lesdites
zones d'extrémité (8), réalisées en acier, présentent un champ de saturation élevé
de valeur (Bs) supérieure à 1 T, une perméabilité magnétique maximale µR supérieure à 50, et un champ coercitif (Hc) supérieur à 3 kA/m, tandis que la matière
dans ladite partie médiane (6) dudit arbre monobloc (1), est faiblement paramagnétique.
25. Arbre monobloc (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte, selon la direction dudit axe de pivotement (D), une partie médiane (6)
entourée de part et d'autre par deux zones d'extrémité (8), et que seules lesdites
zones d'extrémité (8), réalisées en acier, présentent un champ de saturation élevé
de valeur (Bs) supérieure à 1 T, une perméabilité magnétique maximale µR supérieure à 50, et un champ coercitif (Hc) supérieur à 3 kA/m, tandis que la matière
dans ladite partie médiane (6) dudit arbre monobloc (1), est ferromagnétique avec
un faible champ de saturation (Bs) de valeur inférieure à 0,5 T, une faible perméabilité
magnétique maximale (µR) inférieure à 10, et un faible champ coercitif.
26. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son inhomogénéité magnétique est obtenue par combinaison de deux matériaux différents
par brasure, soudure ou dépôt d'un matériau sur l'autre.
27. Arbre monobloc (1) selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que son inhomogénéité magnétique est obtenue par utilisation d'un alliage soumis à un
traitement thermique ou à l'action d'un champ électrique ou magnétique sur tout ou
partie dudit arbre monobloc (1) ou dudit mobile (10).
28. Arbre monobloc (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un arbre de balancier.
29. Arbre monobloc (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit arbre (1) comporte au moins une partie saillante de plus grand rayon autour
de son axe de pivotement (D), et au moins ladite partie saillante est délimitée, de
part et d'autre dudit axe de pivotement (D), par deux surfaces symétriques par rapport
audit axe de pivotement (D) et qui définissent, en projection sur un plan perpendiculaire
audit axe de pivotement (D), un profil inscrit dans un rectangle dont le rapport de
la longueur à la largeur définit un rapport de forme qui est supérieur ou égal à 2,
la direction de ladite longueur définissant un axe principal DP.
30. Mobile pivotant (10) d'horlogerie comportant un dit arbre monobloc (1) selon l'une
quelconque des revendications précédentes.
31. Mécanisme (20) d'horlogerie comportant un dit arbre monobloc (1) selon l'une des revendications
1 à 29 ou/et un dit mobile (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit mécanisme (20) est un mécanisme d'échappement.
32. Mécanisme d'horlogerie (20) selon la revendication précédente, comportant un dit mobile
(10) selon la revendication 30 oscillant autour d'une position de repos définie par
un plan de repos passant par un axe de pivotement (D), ledit mobile (10) étant rappelé
vers une position de repos par des moyens de rappel élastique, caractérisé en ce que ledit mobile (10) comporte un dit arbre (1) selon la revendication 29, ledit arbre
(1) étant en acier, et ledit axe principal (DP) dudit arbre (1), dans le plan orthogonal
audit arbre (1), occupe une position angulaire déterminée par rapport audit plan de
repos dans ladite position de repos dudit mobile (10), ledit mécanisme (20) ayant
une direction d'aimantation préférentielle (DA) qui est sensiblement orthogonale audit
axe principal (DP) dudit arbre (1) dans ladite position de repos.
33. Mouvement (30) d'horlogerie comportant un dit arbre monobloc (1) selon l'une des revendications
1 à 29 ou/et un dit mécanisme (20) selon la revendication précédente.
34. Pièce d'horlogerie (40) ou montre, comportant un dit arbre monobloc (1) selon l'une
des revendications 1 à 9 ou/et un dit mécanisme (20) selon la revendication 32, ou/et
un ledit mouvement (30) selon la revendication précédente.
1. Einteilige Welle (1) für ein Uhrendrehteil (10), wobei die einteilige Welle (1) aus
einem oder mehreren ausgerichteten Abschnitten (2) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einteilige Welle (10) magnetisch inhomogen ist und intrinsische magnetische Eigenschaften
besitzt, welche die Permeabilität, das Sättigungsfeld, das Koerzitivfeld, die Curie-Temperatur
und die abhängige Hysteresekurve sind, die in ihrem Volumen nicht gleichförmig sind.
2. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) magnetisch inhomogen ist, mit einer Änderung der intrinsischen Eigenschaften
der einteiligen Welle (1) entweder in axialer Richtung der Drehachse (D) der einteiligen
Welle (1) oder radial in Bezug auf die Drehachse (D) oder sowohl in axialer Richtung
der Drehachse (D) der einteiligen Welle (1) als auch radial mit einer Rotationssymmetrie
in Bezug auf die Drehachse (D).
3. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) magnetisch inhomogen ist, mit einer Änderung der intrinsischen magnetischen
Eigenschaften der einteiligen Welle (1) radial in Bezug auf die Drehachse (D).
4. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) magnetisch inhomogen ist, mit einer Änderung der intrinsischen magnetischen
Eigenschaften der einteiligen Welle (1) radial mit einer Rotationssymmetrie in Bezug
auf die Drehachse (D).
5. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) magnetisch inhomogen ist, mit einer Änderung der intrinsischen magnetischen
Eigenschaften der einteiligen Welle (1) in axialer Richtung der Drehachse (D) der
einteiligen Welle (1).
6. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) magnetisch inhomogen ist, mit einer Änderung der intrinsischen magnetischen
Eigenschaften der einteiligen Welle (1) sowohl in axialer Richtung der Drehachse (D)
der einteiligen Welle (1) als auch radial in Bezug auf die Drehachse (D).
7. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens entweder einen paramagnetischen Abschnitt mit einer magnetischen Permeabilität
(µ) im Bereich von 1,01 bis 2 oder einen ferromagnetischen Abschnitt aufweist.
8. Einteilige Welle (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen paramagnetischen Abschnitt mit einer magnetischen Permeabilität
(µ) im Bereich von 1,01 bis 2 aufweist.
9. Einteilige Welle (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen paramagnetischen Mittelabschnitt mit einer magnetischen Permeabilität
(µ) im Bereich von 1,01 bis 2 aufweist.
10. Einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen schwach ferromagnetischen Abschnitt mit einem Sättigungsfeld
Bs < 0,5 T bei der Temperatur T = 23 °C, einem Koerzitivfeld Hc < 1000 kA/m bei der
Temperatur T = 23 °C, einer maximalen magnetischen Permeabilität µR < 10 bei der Temperatur T = 23 °C und einer Curie-Temperatur Tc > 60 °C aufweist.
11. Einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen paramagnetischen Abschnitt mit einer magnetischen Permeabilität
(µ) im Bereich von 1,01 bis 2 und mindestens einen schwach ferromagnetischen Abschnitt
mit einem Sättigungsfeld Bs < 0,5 T bei der Temperatur T = 23 °C, einem Koerzitivfeld
Hc < 1000 kA/m bei der Temperatur T = 23 °C, einer maximalen magnetischen Permeabilität
µR < 10 bei der Temperatur T = 23 °C und einer Curie-Temperatur Tc > 60 °C aufweist.
12. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Abschnitt aus CoCr20Ni16Mo7 enthält.
13. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Abschnitt aus NiP enthält.
14. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens aus zwei Materialien besteht und mindestens einen Abschnitt aus stark
ferromagnetischem Material und mindestens einen Abschnitt aus schwach ferromagnetischem
Material aufweist.
15. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens zwei Materialien besteht und mindestens einen Abschnitt aus stark
ferromagnetischem Material und mindestens einen Abschnitt aus schwach paramagnetischem
Material mit einer magnetischen Permeabilität (µ) im Bereich von 1,01 bis 2 aufweist.
16. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens zwei Materialien besteht und einen Abschnitt aus paramagnetischem
Material aufweist, dessen Masse kleiner als jene eines anderen Abschnitts aus ferromagnetischem
Material ist.
17. Einteilige Welle (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Unruhwelle einer Unruh-Spiralfeder-Anordnung eines Uhrwerks ist und dass
das Volumen des anderen Abschnitts aus ferromagnetischem Material kleiner als ein
Wert X = δ
m(C
ech + kθ
l)/(b µ
0 B
s H θ
l) ist, wobei
- δm der gewünschte maximale relative Gangfehler in der Nähe von 10-4 ist,
- k die Steifigkeit der Spirale ist,
- Cech das maximale Wartungsdrehmoment der Unruh ist,
- θl der Hebungswinkel ist,
- µ0 die Vakuumpermeabilität ist,
- Bs das Sättigungsfeld des ferromagnetischen Abschnitts der Welle (1) ist,
- H das maximale Magnetisierungsfeld ist, das als für die Uhr duldbar gilt, ohne den
relativen Gangfehler δm zu überschreiten,
- b ein Koeffizient ist, der von der geometrischen Form der Welle abhängt und in der
Nähe von 1,0 liegt, falls die anderen Größen in Einheiten des internationalen Systems
angegeben sind, wobei der Wert X im Bereich von 0,1 mm3 bis 1 mm3 liegt.
18. Einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem einzigen Material besteht und aufgrund ihres Herstellungsverfahrens
magnetisch inhomogen ist.
19. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur das Material, das im Kern der einteiligen Welle (1) in einem mittleren Bereich
(3) in der Nähe der Drehachse (D) der einteiligen Welle (1) angeordnet ist, die aus
Stahl hergestellt ist, ein hohes Sättigungsfeld mit einem Wert (Bs) größer als 1 T,
eine maximale magnetische Permeabilität µR größer als 50 und ein Koerzitivfeld (Hc) größer als 3 kA/m aufweist, während das
Material in dem Umfangsbereich (4) der einteiligen Welle (1) schwach paramagnetisch
ist.
20. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur das Material, das im Kern der einteiligen Welle (1) in einem mittleren Bereich
(3) in der Nähe der Drehachse (D) der einteiligen Welle (1) angeordnet ist, die aus
Stahl hergestellt ist, ein hohes Sättigungsfeld mit einem Wert (Bs) größer als 1 T,
eine maximale magnetische Permeabilität µR größer als 50 und ein Koerzitivfeld (Hc) größer als 3 kA/m aufweist, während das
Material in einem Umfangsbereich (4) der einteiligen Welle (1) ferromagnetisch ist
und ein geringes Sättigungsfeld (Bs) mit einem Wert kleiner als 0,5 T, eine geringe
maximale magnetische Permeabilität (µR) kleiner als 10 und ein geringes Koerzitivfeld aufweist.
21. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in einem Umfangsbereich (4) der einteiligen Welle (1) schwach paramagnetisch
ist und ein geringes Sättigungsfeld (Bs) mit einem Wert kleiner als 0,5 T, eine geringe
maximale magnetische Permeabilität (µR) kleiner als 10 und ein geringes Koerzitivfeld aufweist.
22. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in einem Umfangsbereich (4) der einteiligen Welle (1) ferromagnetisch
ist und ein geringes Sättigungsfeld (Bs) mit einem Wert kleiner als 0,5 T, eine geringe
maximale magnetische Permeabilität (µR) kleiner als 10 und ein geringes Koerzitivfeld aufweist.
23. Einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der stark ferromagnetische Bereich des mittleren Bereichs (3) im Kern der einteiligen
Welle (1) in einem Zylinder mit einem Radius kleiner als 100 Mikrometer enthalten
ist, der auf die Drehachse (D) der einteiligen Welle (1) zentriert ist.
24. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Richtung der Drehachse (D) einen Mittelteil (6) umfasst, der auf beiden Seiten
von zwei Endbereichen (8) umgeben ist, und dass nur die Endbereiche (8), die aus Stahl
hergestellt sind, ein hohes Sättigungsfeld mit einem Wert (Bs) größer als 1 T, eine
maximale magnetische Permeabilität µR größer als 50 und ein Koerzitivfeld (Hc) größer als 3 kA/m aufweisen, während das
Material in dem Mittelteil (6) der einteiligen Welle (1) schwach paramagnetisch ist.
25. Einteilige Welle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Richtung der Drehachse (D) einen Mittelteil (6) umfasst, der auf beiden Seiten
von zwei Endbereichen (8) umgeben ist und dass nur die Endbereiche (8), die aus Stahl
hergestellt sind, ein hohes Sättigungsfeld mit einem Wert (Bs) größer als 1 T, eine
maximale magnetische Permeabilität µR größer als 50 und ein Koerzitivfeld (Hc) größer als 3 kA/m aufweisen, während das
Material in dem Mittelteil (6) der einteiligen Welle (1) ferromagnetisch mit einem
geringen Sättigungsfeld (Bs) mit einem Wert kleiner als 0,5 T, einer geringen maximalen
magnetischen Permeabilität (µR) kleiner als 10 und einem geringen Koerzitivfeld ist.
26. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre magnetische Inhomogenität durch Kombinieren von zwei unterschiedlichen Materialien
durch Verlöten, Verschweißen oder Ablagern eines Materials mit/auf dem anderen erhalten
wird.
27. Einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ihre magnetische Inhomogenität durch Verwendung einer Legierung erhalten wird, die
einer Wärmebehandlung oder der Wirkung eines elektrischen oder magnetischen Feldes
an der gesamten einteiligen Welle (1) oder dem gesamten Drehteil (10) oder einem jeweiligen
Abschnitt hiervon ausgesetzt wird.
28. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Unruhwelle ist.
29. Einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) mindestens einen vorstehenden Abschnitt mit größerem Radius um ihre
Drehachse (D) aufweist und zumindest der vorstehende Abschnitt auf beiden Seiten der
Drehachse (D) durch zwei symmetrische Oberflächen in Bezug auf die Drehachse (D) begrenzt
ist, die in der Projektion auf eine Ebene senkrecht zu der Drehachse (D) ein Profil
definieren, das in ein Rechteck einbeschrieben ist, dessen Verhältnis der Länge zur
Breite ein Formverhältnis definiert, das größer oder gleich 2 ist, wobei die Richtung
der Länge eine Hauptachse DP definiert.
30. Uhrendrehteil (10), umfassend eine einteilige Welle (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.
31. Uhrenmechanismus (20), umfassend eine einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche
1 bis 29 und/oder ein Drehteil (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (20) ein Hemmungsmechanismus ist.
32. Uhrenmechanismus (20) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend ein Drehteil (10)
nach Anspruch 30, das um eine Ruheposition oszilliert, die durch eine durch eine Drehachse
(D) verlaufende Ruheebene definiert ist, wobei das Drehteil (10) durch elastische
Rückstellmittel in eine Ruheposition zurückgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (10) eine Welle (1) nach Anspruch 29 umfasst, wobei die Welle (1) aus
Stahl besteht, und dass die Hauptachse (DP) der Welle (1) in der Ebene senkrecht zu
der Welle (1) eine in Bezug auf die Ruheebene bestimmte Winkelposition in der Ruheposition
des Drehteils (10) einnimmt, wobei der Mechanismus (20) eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung
(DA) besitzt, die zu der Hauptachse (DP) der Welle (1) in der Ruheposition im Wesentlichen
senkrecht ist.
33. Uhrwerk (30), umfassend eine einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29
und/oder einen Mechanismus (20) nach dem vorhergehenden Anspruch.
34. Zeitmessgerät (40) oder Uhr, umfassend eine einteilige Welle (1) nach einem der Ansprüche
1 bis 9 und/oder einen Mechanismus (20) nach Anspruch 32 und/oder ein Werk (30) nach
dem vorhergehenden Anspruch.
1. One-piece arbor (1) of a pivoting timepiece wheel set (10), said one-piece arbor(1)
being made in one or more aligned parts (2), characterized in that said one-piece arbor (1) is magnetically inhomogeneous and has intrinsic magnetic
properties, which are: permeability, saturation field, coercive field, Curie temperature
and the dependent hysteresis curve, which are not uniform throughout the volume of
the arbor.
2. One-piece arbor (1) according to claim 1, characterized in that said arbor (1) is magnetically inhomogeneous, with a variation in the intrinsic magnetic
properties of said one-piece arbor (1) either in the axial direction of the pivot
axis (D) of said one-piece arbor (1), or radially with respect to said pivot axis
(D), or both in the axial direction of the pivot axis (D) of said one-piece arbor
(1) and radially with rotational symmetry with respect to said pivot axis (D).
3. One-piece arbor (1) according to claim 1, characterized in that said arbor (1) is magnetically inhomogeneous with a variation in the intrinsic magnetic
properties of said one-piece arbor (1) radially with respect to said pivot axis (D).
4. One-piece arbor (1) according to claim 3, characterized in that said arbor (1) is magnetically inhomogeneous with a variation in the intrinsic magnetic
properties of said one-piece arbor (1) radially with rotational symmetry with respect
to said pivot axis (D).
5. One-piece arbor (1) according to claim 1, characterized in that said arbor (1) is magnetically inhomogeneous with a variation in the intrinsic magnetic
properties of said one-piece arbor (1) in the axial direction of the pivot axis (D)
of said one-piece arbor (1).
6. One-piece arbor (1) according to claim 1, characterized in that said arbor (1) is magnetically inhomogeneous with a variation in said intrinsic magnetic
properties of said one-piece arbor (1) both in the axial direction of the pivot axis
(D) of said one-piece arbor (1) and radially with rotational symmetry with respect
to said pivot axis (D).
7. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor includes at least either a paramagnetic portion with a magnetic permeability
(µ) comprised between 1.01 and 2, or a ferromagnetic portion.
8. One-piece arbor (1) according to the preceding claim, characterized in that the arbor includes at least one paramagnetic portion with a magnetic permeability
(µ) comprised between 1.01 and 2.
9. One-piece arbor (1) according to the preceding claim, characterized in that the arbor includes at least one median paramagnetic portion with a magnetic permeability
(µ) comprised between 1.01 and 2.
10. One-piece arbor (1) according to any of claims 7 to 9, characterized in that the arbor includes at least one weakly ferromagnetic portion, with a saturation field
Bs < 0.5 T at temperature T = 23°C, a coercive field Hc < 1,000 kA/m at temperature
T = 23°C, a maximum magnetic permeability µR < 10 at temperature T = 23°C, and a Curie temperature Tc > 60°C.
11. One-piece arbor (1) according to any of claims 7 to 10, characterized in that the arbor includes at least one paramagnetic portion, with a a magnetic permeability
(µ) comprised between 1.01 and 2 and at least one weakly ferromagnetic portion, with
a saturation field Bs < 0.5 T at temperature T = 23°C, a coercive field Hc < 1,000
kA/m at temperature T = 23°C, a maximum magnetic permeability µR < 10 at temperature T = 23°C, and a Curie temperature Tc > 60°C.
12. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor includes at least one portion made of CoCr20Ni16 Mo7.
13. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor includes at least one portion made of NiP.
14. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor is an at least bimaterial arbor and includes at least one portion made
of highly ferromagnetic material and at least one portion made of weakly ferromagnetic
material.
15. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor is an at least bimaterial arbor and includes at least one portion made
of highly ferromagnetic material and at least one portion made of weakly paramagnetic
material with a magnetic permeability (µ) comprised between 1.01 and 2.
16. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor is an at least bimaterial arbor and includes one portion made of paramagnetic
material whose mass is lower than that of another portion made of ferromagnetic material.
17. One-piece arbor (1) according to the preceding claim,
characterized in that the arbor is a balance staff of a sprung balance assembly of a watch movement, and
in that the volume of said other portion made of ferromagnetic material is less than a value
X = δ
m (C
ech + k θ
l) / (b µ
0 B
s H θ
l)
where:
- δm is the desired maximum relative rate defect close to 10-4,
- k is the stiffiness of the balance spring,
- Cech is the maximum torque for maintaining oscillation of the balance,
- θl is the lift angle,
- µ0 is vacuum permeability,
- Bs is the saturation field of the ferromagnetic portion of said arbor (1),
- H is the maximum magnetization field that said watch is intended to withstand without
exceeding said relative rate defect δm,
- b is a coefficient depending on the geometric shape of the arbor and is close to
1.0 if the other quantities are expressed in the International System of Units, said
value X being comprised between 0.1 mm3 and 1 mm3.
18. One-piece arbor (1) according to any of claims 1 to 13, characterized in that the arbor is made of only one material and is magnetically inhomogeneous as a result
of the manufacturing process.
19. One-piece arbor (1) according to claim 3 or 4, characterized in that only the material located at the core of said one-piece arbor (1), in a central area
(3) in proximity to the pivot axis (D) of said one-piece arbor (1), made of steel,
has a high saturation field (Bs) having a value greater than 1 T, a maximum magnetic
permeability (µR) greater than 50, and a coercive field (Hc) higher than 3 kA/m, whereas the material
in a peripheral area (4) of said one-piece arbor (1) is weakly paramagnetic.
20. One-piece arbor (1) according to claim 3 or 4, characterized in that only the material located at the core of said one-piece arbor (1), in a central area
(3) in proximity to the pivot axis (D) of said one-piece arbor (1) made of steel,
has a high saturation field (Bs) having a value greater than 1 T, a maximum magnetic
permeability (µR) greater than 50, and a coercive field (Hc) higher than 3 kA/m, whereas the material
in a peripheral area (4) of said one-piece arbor (1) is ferromagnetic with a low saturation
field (Bs) having a value of less than 0.5 T, a low maximum magnetic permeability
(µR) of less than 10 and a low coercive field.
21. One-piece arbor (1) according to claim 20, characterized in that the material in a peripheral area (4) of said one-piece arbor (1) is weakly paramagnetic,
with a low saturation field (Bs) having a value of less than 0.5 T, a low maximum
magnetic permeability (µR) of less than 10 and a low coercive field.
22. One-piece arbor (1) according to claim 20, characterized in that the material in a peripheral area (4) of said one-piece arbor (1) is ferromagnetic,
with a low saturation field (Bs) having a value of less than 0.5 T, a low maximum
magnetic permeability (µR) of less than 10 and a low coercive field.
23. One-piece arbor (1) according to any of claims 20 to 22, characterized in that the highly ferromagnetic region of said central area (3) at the core of said one-piece
arbor (1) is contained in a cylinder having a radius of less than 100 micrometres
and centred on said pivot axis (D) of said one-piece arbor (1).
24. One-piece arbor (1) according to claim 5, characterized in that the arbor includes, in the direction of said pivot axis (D), a median portion (6)
surrounded on either side by two end areas (8), and in that only said end areas (8), made of steel, have a high saturation field (Bs) having
a value greater than 1 T, a maximum magnetic permeability (µR) greater than 50, and a coercive field (Hc) higher than 3 kA/m, whereas the material
in said median portion (6) of said one-piece arbor (1) is weakly paramagnetic.
25. One-piece arbor (1) according to claim 5, characterized in that the arbor includes, in the direction of said pivot axis (D), a median portion (6)
surrounded on either side by two end areas (8), and in that only said end areas (8), made of steel, have a high saturation field (Bs) having
a value greater than 1 T, a maximum magnetic permeability (µR) greater than 50, and a coercive field (Hc) higher than 3 kA/m, whereas the material
in said median portion (6) of said one-piece arbor (1) is ferromagnetic with a low
saturation field (Bs) having a value of less than 0.5 T, a low maximum magnetic permeability
(µR) of less than 10 and a low coercive field.
26. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that its magnetic inhomogeneity is obtained by combining two different materials by brazing,
welding or depositing one material on the other.
27. One-piece arbor (1) according to any claims 1 to 25, characterized in that its magnetic inhomogeneity is obtained by using an alloy subjected to a heat treatment
or to the action of an electric or magnetic field on all or part of said one-piece
arbor (1) or of said wheel set (10).
28. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the arbor is a balance staff.
29. One-piece arbor (1) according to any of the preceding claims, characterized in that said arbor (1) includes at least one protruding portion having a larger radius around
the pivot axis (D), and at least said protruding portion is delimited, on either side
of said pivot axis (D), by two surfaces, which are symmetrical with respect to said
pivot axis (D), and which define, in projection on a plane perpendicular to said pivot
axis (D), a profile inscribed in a rectangle, whose length to width ratio defines
an aspect ratio which is greater than or equal to 2, the direction of said length
defining a main axis (DP).
30. Pivoting timepiece wheel set (10) including at least one said one-piece arbor (1)
according to any of the preceding claims.
31. Timepiece mechanism (20) including a said one-piece arbor (1) according to any of
claims 1 to 29 and/or a said wheel set (10) according to the preceding claim, characterized in that said mechanism (20) is an escapement mechanism.
32. Timepiece mechanism (20) according to the preceding claim, including a said wheel
set (10) according to claim 30 oscillating about a rest position defined by a rest
plane passing through a pivot axis (D), said wheel set (10) being returned to a rest
position by elastic return means, characterized in that said wheel set (10) includes a said arbor (1) according to claim 29, said arbor (1)
being made of steel, and said main axis (DP) of said arbor (1), in the plane orthogonal
to said arbor (1), occupies a determined angular position with respect to said rest
plane in said rest position of said wheel set (10), said mechanism (20) having a preferred
direction of magnetization (DA) which is substantially orthogonal to said main axis
(DP) of said arbor (1) in said rest position.
33. Timepiece movement (30) including a said one-piece arbor (1) according to any of claims
1 to 29, and/or a said mechanism (20) according to the preceding claim.
34. Timepiece (40) or watch, including a said arbor (1) according to any of claims 1 to
29?, and/or a said mechanism (20) according to claim 32 and/or a said movement (30)
according to the preceding claim.
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