Procédé de réalisation d'une roue dentée

Abstract

 L'invention concerne un procédé de réalisation d'une roue dentée. Il consiste à se doter d'une rondelle métallique puis à effectuer les opérations suivantes :

• découpage de la rondelle de manière à obtenir une planche comportant un moyeu (10) percé d'un trou central (12), des bras (14) et une serge (16) reliée au moyeu par les bras ;
• emboutissage de la partie extérieure de la serge (16) de manière à la doter d'un anneau périphérique (18) d'épaisseur inférieure à celle de sa partie intérieure ; et
• usinage d'une denture (22, 24) dans l'anneau.

Description

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un procédé de réalisation d'une roue dentée, notamment une roue d'échappement.

[0002] La roue d'échappement étant bien connue de l'homme de métier, on ne reviendra pas ici sur le rôle essentiel qu'elle joue dans la régulation du mouvement d'une montre mécanique.

[0003] Quant à sa forme, la roue d'échappement comporte un moyeu doté d'un trou central, des bras, une serge reliée au moyeu par les bras et des dents réparties sur la périphérie de la serge. La forme des dents est complexe et définit différents plans et becs pouvant varier selon les constructeurs. En outre, pour obtenir de bonnes conditions de fonctionnement, tant au niveau des frottements que de la lubrification de la roue, l'extrémité de la dent est biseautée.

[0004] Or, de plus en plus de mouvements utilisent des roues en acier. Pour obtenir des caractéristiques mécaniques satisfaisantes au niveau des dents, notamment en ce qui concerne la dureté du matériau, la roue est traitée, de manière connue, par une étape de trempe et une étape dite de revenu. Cependant, ce procédé entraîne une déformation importante du mobile, particulièrement des dents, organes dont la précision est cruciale. Il est donc nécessaire de rectifier leur surface par rapport au trou central. C'est à cette occasion que le biseau est réalisé.

[0005] Une machine a été mise au point par la société Wahli Frères SA pour obtenir, par un double fraisage, des roues d'échappement bon marché. Un tel fraisage ne peut être réalisé que sur des matériaux tendres, de type laiton ou cuivre, et permet seulement l'obtention de roues aux dents plates. Ces roues sont de qualité médiocre et peuvent donc équiper seulement des mouvements bas de gamme.

[0006] La présente invention a pour but de proposer un procédé très simple et économique pour la réalisation d'une roue dentée, particulièrement d'une roue d'échappement. La roue obtenue selon ce procédé répond parfaitement aux exigences requises pour des mouvements de qualité, notamment au niveau de la précision des dimensions et des caractéristiques mécaniques.

[0007] De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une roue dentée, caractérisé en ce qu'il consiste à se doter d'une rondelle métallique puis à effectuer les opérations suivantes :

• découpage de ladite rondelle de manière à obtenir une planche comportant un moyeu percé d'un trou central, des bras et une serge reliée au moyeu par les bras ;
• emboutissage de la partie extérieure de la serge de manière à la doter d'un anneau périphérique d'épaisseur inférieure à celle de sa partie intérieure ; et
• usinage d'une denture dans ledit anneau.

[0008] De façon très avantageuse, la rondelle est en un alliage à durcissement structural. Dans ce cas, l'opération d'usinage est suivie d'une opération de traitement thermique afin de provoquer le durcissement de l'alliage.

[0009] D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel les figures 1 à 4 illustrent les différentes étapes du procédé revendiqué.

[0010] La première étape du procédé consiste à découper une rondelle métallique de manière à obtenir une planche telle que représentée sur la figure 1. Elle comporte un moyeu 10, un trou central 12 ménagé dans le moyeu, des bras 14 et une serge 16 reliée au moyeu par les bras 14. La planche mesure environ 4,85 cm de diamètre et 0,12 mm d'épaisseur. Elle est réalisée en un matériau à durcissement structural, tel que ceux connus sous le nom de Durnico ou Durimphy.

[0011] Ces matériaux sont des aciers qui présentent l'avantage d'être, dans un premier temps, mous et usinables et, dans un deuxième temps, après un traitement thermique et/ou une mise sous vide appropriée, durs et rigides. En effet, le traitement entraîne des modifications de la structure de l'acier, sans créer de déformation. De ce fait, le trou central 12 est avantageusement usiné à sa dimension finale, c'est-à-dire typiquement 0,35 mm de diamètre, dès la première étape du procédé.

[0012] Dans une deuxième étape du procédé, la planche subit un emboutissage de sa partie extérieure. Ainsi, et comme l'illustre la figure 2, la planche se trouve dotée, au niveau de la serge 16, d'un anneau 18 d'épaisseur inférieure à celle de sa partie centrale. Le passage entre les deux niveaux d'épaisseur différente forme un biseau 20. Typiquement, l'anneau 18 mesure 5 mm de large et 0,08 mm d'épais.

[0013] Comme le montre la figure 3, une denture 22 est ensuite réalisée à la périphérie de la serge 16. Pour ce faire, on utilise une machine de taillage à génération, bien connue de l'homme de métier.

[0014] On notera que, le trou central 12 étant déjà usiné précisément à la dimension finale, la planche peut être positionnée avec exactitude, par ce trou, sur une goupille disposée sur la machine et dont le diamètre est ajusté à celui du trou 12.

[0015] Dans une première séquence, la machine est d'abord réglée pour tailler grossièrement les dents 22 à l'aide d'une première fraise en métal dur, par exemple de type carbure. Ces dents présentent une légère surépaisseur, de l'ordre de 0,025 mm par rapport aux dimensions finales désirées. Pour une meilleure lecture, la surépaisseur a été volontairement exagérée sur le dessin. L'état de surface des dents 22 est brut.

[0016] Puis, dans une deuxième séquence machine, la denture est achevée par un fraisage fin, au moyen d'une fraise composée de trois diamants. Lors de ce deuxième fraisage, l'outil rectifie simplement la surépaisseur en ajustant la dimension de la denture à celle souhaitée pour la roue terminée. La forme finale des dents 24 est visible sur la figure 4. Leur état de surface est alors voisin de celui obtenu par un polissage.

[0017] Pour terminer, la roue subit un traitement thermique sous vide, ce qui provoque le durcissement structural évoqué ci-dessus. Pour peaufiner l'état de surface des dents et de la roue, un dernier polissage traditionnel peut être effectué.

[0018] Dans la pratique, un empilement est réalisé sur la goupille centrale en partant d'une planche déjà emboutie, telle que représentée sur la figure 2 et en faisant alors alterner des entretoises ayant une forme complémentaire de la planche emboutie et des planches non embouties.

[0019] L'ensemble est disposé sur la machine et les deux fraisages, grossier puis fin, sont réalisés. Avantageusement, la machine est munie de deux fraises indépendantes, capables d'intervenir successivement ou simultanément. Grâce aux entretoises, comme le sait l'homme du métier, la bavure occasionnée par l'usinage suit l'arête de coupe et se reporte sur la dernière entretoise. Les autres éléments du paquet ne présentent aucune bavure.

[0020] Ainsi est proposé un procédé permettant de réaliser, de manière simple et économique, une roue dont les caractéristiques mécaniques et dimensionnelles sont excellentes et lui permettent, notamment, d'être utilisée comme roue d'échappement.

Revendications

1. Procédé de réalisation d'une roue dentée, caractérisé en ce qu'il consiste à se doter d'une rondelle métallique puis à effectuer les opérations suivantes :

- découpage de ladite rondelle de manière à obtenir une planche comportant un moyeu (10) percé d'un trou central (12), des bras (14) et une serge (16) reliée au moyeu par lesdits bras ;

- emboutissage de la partie extérieure de la serge (16) de manière à la doter d'un anneau périphérique (18) d'épaisseur inférieure à celle de sa partie intérieure ; et

- usinage d'une denture (22, 24) dans ledit anneau.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'usinage comporte un fraisage grossier puis un fraisage fin.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit fraisage fin est réalisé avec une fraise diamant.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rondelle est en un alliage à durcissement structural.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, au cours du découpage de la rondelle, le trou central (12) est réalisé précisément à sa dimension finale.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour l'usinage de la denture, la planche est positionnée, par ledit trou central (12), sur une goupille dont le diamètre est ajusté à celui du trou.

7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'opération d'usinage est suivie d'une opération de traitement thermique afin de provoquer le durcissement de l'alliage.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il se termine par une opération de polissage.

Dessins