Spiral pour mouvement d'horlogerie mécanique

Abstract

 Spiral pour mouvement d'horlogerie mécanique caractérisé par le fait qu'il est muni d'une courbe extérieure périphérique située dans le plan du spiral et que la rigidité de cette courbe est telle que la partie centrale de l'ensemble spiral-courbe ainsi constitué se développe concentriquement lors de ses oscillations.

Description

[0001] La présente invention a pour but de supprimer ou pour le moins de fortement réduire les inconvénients liés aux déplacements non concentrique du spiral plat lors de ses extensions ou de ses contractions. Cette invention concerne dans les mouvements d'horlogerie mécanique et plus particulièrement ceux utilisés dans les montres-bracelet. La précision du mouvement d'horlogerie mécanique dépend de l'ensemble balancier-spiral qui constitue l'organe régulateur. Cet ensemble est un résonateur mécanique qui oscille à une fréquence de par exemple 4 Hz. Les figures 1, 2 et 3 représentent à titre d'exemple un ensemble balancier-spiral d'un mouvement d'horlogerie traditionnel représenté partiellement. La figure 1 est une vue en perspective de dessus, la figure 2 une coupe et la figure 3 une vue de l'ensemble balancier-spiral. Ces différentes figures nous permettent de voir le balancier 1 chassé et rivé sur son axe 2, le spiral 3 lié à la virole 4 elle-même chassée sur l'axe 2, le pont de balancier 5 qui contient le palier antichoc supérieur 6 de l'axe 2. Nous savons que plusieurs phénomènes sont susceptibles d'influencer la précision du mouvement d'horlogerie et que parmi eux, ceux liés à la gravitation sont particulièrement importants. En effet, ces phénomènes ont une incidence sur la précision du mouvement d'horlogerie mécanique en fonction, d'une part des positions variables dans lesquelles se trouve notamment la montre-bracelet placée au poignet de son utilisateur et, d'autre part des positions successives des défauts d'équilibre ou balourds issus des écarts dimensionnels dus à la production et de ceux induits lors de des oscillations de l'ensemble balancier-spiral. Ce dernier point est particulièrement important pour les mouvements d'horlogerie munis d'un spiral usuellement appelé spiral plat et donc dépourvu de courbe terminale dite de type Breguet. Nous citerons pour référence la Théorie de la construction horlogère pour ingénieur, Volume : Mécanique, chapitre 5 page 67 à 142; édité par L'Ecole d'ingénieurs de L'Arc jurassien CH 2400 le Locle.

[0002] Le lecteur comprendra que pour décrire l'objet de l'invention nous considérons dans l'exposé suivant le spiral dit Breguet à courbe terminale réalisée au-dessus de son plan principal et le spiral dépourvu de cette courbe dénommé usuellement spiral plat. Les figure 4,5 et 6 représentent un spiral plat dans 3 positions différentes. La figure 4 représente un spiral 3 au repos fixé au centre à la virole 4 et à l'extérieur au piton 8, à l'extrémité de la courbe 7. Dans cette position, les spires du spiral sont approximativement concentriques. La figure 5 représente un spiral en contraction, pour lequel les spires se trouvent contractées et notamment resserrées dans la partie opposée à la courbe 7. La figure 6 représente un spiral en extension, pour lequel les spires se trouvent dilatées, et notamment espacées dans la partie opposée à la courbe 7. Les balourds ainsi engendrés induisent des défauts d'isochronisme qui font que l'emploi du spiral plat n'est pas satisfaisant pour les montres qui ont pour ambition de représenter l'horlogerie mécanique de haute qualité. Pour faciliter la compréhension de la suite, nous analyserons les trois principes relatifs à l'isochronisme des ensembles balanciers-spiraux énoncés en 1861 par Edouard Philips, soit :

• Le centre de gravité du spiral au repos doit se trouver au centre du spiral, c'est-à-dire sur l'axe de balancier
• le centre de gravité du spiral en mouvement doit rester sur l'axe de balancier
• le spiral ne doit exercer aucune pression sur les pivots de l'axe de balancier.

[0003] L'homme de l'art se satisfait de ces règles et réalise pour les satisfaire quand il dispose de suffisamment de place en hauteur, comme le montrent les figures 7 et 8, une courbe 10 généralement appelée courbe Breguet située au-dessus du plan général du spiral et pour le cas où il ne dispose pas de suffisamment de hauteur il se contente d'un spiral plat sans courbe particulière et applique dès lors les théories du point d'attache. Ces théories permettent de corriger partiellement les défauts induits lors des oscillations du spiral plat ; cependant, pour parvenir à un résultat correcte il est nécessaire de mettre en oeuvre de complexes et coûteuses opérations d'appairage entre le balancier et le spiral, ceci afin de placer le point d'attache de ce dernier à un endroit précis.

[0004] A propos des trois conditions de Philips nous pouvons lire dans le Tome II de la théorie générale d'horlogerie de Léopold Defossez, 1952 (page 340): "Ces trois conditions ne sont pas incompatibles; dès que l'une d'elles est remplie, les deux autres le sont aussi ou à peu près. Il suffit donc de chercher à munir le spiral de courbes qui ramène son centre de gravité au repos sur l'axe de balancier", et, dans les conclusions à propos des courbes Breguet page 350, "ainsi les courbes terminales qui remplissent les conditions 1 et 2 ramènent le centre de gravité du spiral au repos sur l'axe de balancier et l'y maintiennent pendant la déformation; elles obligent le spiral à se développer concentriquement, c'est-à-dire sans exercer de pressions sur les pivots du balancier".

[0005] Nous considérons pour notre part qu'il est insuffisant, voire erroné de s'intéresser au centre de masse ou centre de gravité du spiral de cette manière simplifiée, ceci sachant que le spiral est encastré au piton 8 et que la masse de la partie extérieure du spiral n'intervient que progressivement. Le spiral est en fait supporté par cet encastrement et l'on peut dès lors affirmer que maintenir le spiral concentrique pendant ses oscillation est l'objectif essentiel à atteindre pour minimiser les défauts d'isochronismes.

[0006] Observons un spiral Breguet et comparons son fonctionnement avec ce que fit Frodsham qui fut le premier à proposer une solution permettant d'obliger le spiral à se développer concentriquement. Frodsham a imaginé d'attacher l'extrémité extérieure du spiral à un ressort très flexible de telle sorte que ce ressort suive plus ou moins le mouvement de la spire extérieure du spiral au point de leur liaison. En fait la courbe extérieure du spiral Breguet se comporte de cette manière, son extrémité 11 se déplace simultanément tangentiellement et radialement, elle accompagne le reste du spiral dans son développement concentrique. Sachant que l'influence de la masse de la partie extérieure du spiral est minimisée par son encastrement, nous pouvons admettre que la courbe 10 du spiral Breguet n'a pas de rapport avec la position de son propre centre de masse, mais que sa forme et que sa longueur permettent en fait d'augmenter la rigidité de la partie terminale extérieure du spiral et de satisfaire ainsi au besoin de développement concentrique de sa partie centrale. La pratique a démontré que pour réaliser cette condition ladite courbe devait être construite sur environ les 270° précédants son encastrement au piton et que la rigidité de cette courbe devait être environ 1,5 fois supérieure à celle d'une spire qui prolongerait le spiral du même point de départ 11 et sur le même secteur d'environ 270°.

[0007] Pour obtenir le même résultat pour un spiral plat, il est nécessaire de placer la courbe terminale à l'extérieur du spiral dans sa périphérie. Dans ce cas, au contraire du spiral Breguet la courbe ne peut pas être plus courte, elle sera en fait plus longue de l'ordre de 50 %. Elle sera donc d'une rigidité insuffisante et elle ne pourra pas être raisonnablement réalisée en utilisant la partie finale d'un spiral métallique traditionnel laminé. A ce sujet, nous citerons le brevet CH-A-327796, qui revendique: "Un spiral plat dont au moins une partie de la lame présente une section droite différente de celle du reste de la lame, en vue d'obtenir, lors du fonctionnement, un développement concentrique du spiral. Cette section droite différente est obtenue notamment par pliage de la lame sur elle-même dans le sens de sa longueur, dans le but d'obtenir, à l'endroit de la partie pliée, une rigidité supérieure à celle du reste du spiral". Le document propose deux parties pliées, l'une se situant près de la virole pour obliger la moitié intérieure des spires à se développer concentriquement et l'autre se situant près du piton pour obliger cette fois-ci la moitié extérieure des spires à se développer également concentriquement. Les propositions de ce brevet sont intéressantes et vont dans le bon sens, mais l'on comprendra que les problèmes liés aux pliages rend cette solution inexploitable dans le cadre d'une production traditionnelle de spiraux métalliques estrapadés et traités thermiquement ensemble.

[0008] Pour obtenir une courbe extérieure d'une rigidité suffisante, il suffit en fait de faire varier l'épaisseur de celle-ci. En employant des techniques telles que par exemple, le découpage, l'usinage au fil, la découpe au laser ou chimique et le laminage impliquant des variations d'épaisseur ; nous pouvons envisager, de produire séparée de la partie centrale du spiral ou non, une courbe adéquate.

[0009] La présente invention a pour objet un spiral pour mouvement d'horlogerie mécanique caractérisé par le fait qu'il est muni d'une courbe extérieur périphérique située dans le même plan et que la rigidité de cette courbe est telle que la partie centrale de l'ensemble ainsi constitué se développe concentriquement lors de ses oscillations.

[0010] La figure 9 présente schématisé cet ensemble en plan. Il est constitué d'une courbe extérieur 10 allant du point 15 au piton 8 qui enveloppe la partie centrale 14 sur un angle β plus ou moins égal à 270°. Cette courbe 10 présente 3 coudes 16, 17 et 18 qui sont comparables à ceux existants sur la courbe traditionnelle du spiral Breguet désignés à la figure 7 en 11, 12 et 13. Ces coudes sont utiles au spécialiste qui peut une fois l'ensemble balancier-spiral placé dans le mouvement les modifier et obtenir ainsi le meilleur centrage possible des spires de la partie centrale de l'ensemble. Afin de répondre à la nécessité de renforcer la rigidité de la courbe 10, l'épaisseur de celle-ci est renforcée dans les zones 19, 20 et 21.

[0011] La figure 10 présente, selon ce qui précède, une exécution pour laquelle la courbe extérieure est fabriquée séparément de la partie centrale, les deux éléments étant fixés l'un à l'autre au point 15 par collage ou tout autres moyens susceptibles de réaliser cette fixation.

Revendications

1. La présente invention a pour objet un spiral pour mouvement d'horlogerie mécanique caractérisé par le fait qu'il est muni d'une courbe extérieure périphérique située dans le plan du spiral et que la rigidité de cette courbe est telle que la partie centrale de l'ensemble spiral-courbe ainsi constitué se développe concentriquement lors de ses oscillations.

2. Ensemble spiral-courbe pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la courbe extérieure présente des coudes facilitant le centrage de la partie centrale de l'ensemble spiral-courbe lors de l'assemblage dans le mouvement d'horlogerie.

3. Ensemble spiral-courbe pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la courbe extérieure présente des variations de section de tel sorte que sa rigidité permette à la partie centrale de l'ensemble spiral-courbe de rester concentrique lors des oscillations.

4. Ensemble spiral-courbe pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la rigidité de la courbe extérieure et principalement obtenue par l'augmentation de sa section aux endroits où se situent les coudes de ladite courbe.

5. Ensemble spiral-courbe pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une seule pièce.

6. Ensemble spiral-courbe pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est constitué de plusieurs pièces assemblées de façon rigide ou non.

Dessins