La présente invention se rapporte à une boîte de montre-bracelet étanche comprenant une enveloppe protectrice entourée d'une carrure et d'une lunette.

On a déjà proposé dans le CH 690 870 une boîte de montre étanche destinée à des profondeurs de plus de 300 mètres constituée d'une carrure-lunette et d'un fond en matériau moins résistant que l'acier, qui comprend une cuvette intérieure en matériau à résistance mécanique élevée épousant la face interne du fond et au moins en partie la paroi interne de la carrure-lunette et s'appuyant par son bord contre le côté d'une portée de la carrure-lunette opposé au côté sur lequel s'appuie la glace.

Cette solution présente deux points faibles qui limitent la profondeur que la boîte étanche peut supporter. Tout d'abord, la présence d'une portée de la carrure en matériau à plus faible résistance mécanique disposée entre la glace et la cuvette intérieure, qui serait écrasée sous une pression dépassant la limite élastique du matériau de la carrure-lunette. Le second point faible vient du fait que la partie de la cuvette qui appuie contre la portée de la carrure-lunette est en porte à faux par rapport à la paroi de la cuvette créant de mauvaises conditions de transmission de la force de compression qui s'exerce sur la cuvette.

Il est mentionné dans ce document que la boîte avec une cuvette en titane de 3 mm d'épaisseur peut atteindre une profondeur de mille mètres. La présence de la portée de la carrure prise entre la glace et la cuvette intérieure ne permettrait cependant pas de descendre beaucoup plus profond sans risque d'écrasement permanent de cette portée.

Le but de la présente invention est de s'affranchir des limitations des solutions de l'état de la technique tout en limitant l'augmentation de l'épaisseur d'une boîte de montre-bracelet étanche, susceptible de supporter une pression déterminée.

Le problème qui se pose lorsque l'on veut faire une boîte de montre-bracelet étanche susceptible de résister à de très grandes profondeurs, typiquement entre 3000 et 5000 mètres, est en particulier l'épaisseur. On connaît des boîtes de montres-bracelets étanches susceptibles de résister à des pressions de l'ordre de 10 à 15 MPa, correspondant à des profondeurs respectives de 1000 et 1500 mètres. Ces boîtes ont déjà une épaisseur de l'ordre de 14,5 mm, ce qui est déjà une épaisseur relativement importante pour une montre-bracelet. Pour résister à des pressions 3 à 4 fois supérieures, il faudrait augmenter l'épaisseur d'une telle boîte de plus de 5 mm, ce qui, pour une montre-bracelet, pose des problèmes. A partir d'une certaine épaisseur, chaque millimètre ajouté devient un millimètre en trop.

A cet effet, la présente invention a pour objet une boîte de montre-bracelet étanche comprenant une enveloppe protectrice entourée d'une carrure et d'une lunette, selon la revendication 1.

L'avantage principal de cette boîte de montre étanche est de pouvoir supporter des pressions de plusieurs dizaines de MPa en réduisant sensiblement la surépaisseur par rapport à des boîtes de montres de conception classique, ce qui permet de réaliser une boîte de montre apte à supporter des profondeurs de plusieurs milliers de mètres, typiquement entre 3000 et 5000 mètres, et dont l'épaisseur lui permet encore d'être portée au poignet comme une montre-bracelet. La lunette et la carrure, ne contribuant pas à la protection du mouvement de montre qui se trouve entièrement protégé par l'enveloppe protectrice, peuvent être réalisées dans des matériaux utilisés traditionnellement dans le domaine des boîtes de montres et pouvant aller du plastique au platine en passant par l'acier inox, et les différents alliages d'or.

Un autre avantage de l'invention vient du fait que l'étanchéité et la résistance à la pression sont obtenues par des éléments entièrement distincts qui n'influent pas du tout l'un sur l'autre. Par contre les organes d'étanchéité participent à l'assemblage d'au moins certains des éléments de l'enveloppe protectrice.

Les dessins annexés illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et deux variantes d'une boîte de montre-bracelet étanche objet de la présente invention.

• La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une boîte de montre selon l'état de la technique;
• la figure 2 est une vue en coupe verticale de la forme d'exécution de la boîte de montre-bracelet étanche selon l'invention;
• la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une première variante de la figure 2;
• la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une seconde variante de la figure 2.

On a représenté sur la figure 1 une boîte de montre selon l'état de la technique. Cette boîte de montre a été choisie du fait que c'est une boîte de montre-bracelet étanche du marché, testée à 1550 mètres, ce qui en fait une montre-bracelet susceptible de résister à une grande profondeur.

Lorsqu'il a été envisagé de faire une boîte de montre susceptible de résister à des pressions de l'ordre de 50 MPa, on a constaté que la boîte de montre étanche classique telle que celle illustrée par la figure 1 conduisait à une épaisseur de boîte de près de 20 mm, ce qui commence à être difficilement acceptable pour une montre-bracelet.

La boîte de montre-bracelet objet de la présente invention et illustrée par la figure 2 comporte une enveloppe de protection entièrement fermée et qui comprend, dans cette forme d'exécution, un fond 1 en un matériau présentant un module de Young suffisant pour limiter la déformation. On verra par la suite que ce module de Young doit être > 100.000 MPa. Ce matériau doit surtout présenter une résistance à la flexion sensiblement supérieure à celle des deux matériaux traditionnels que sont l'acier inox et l'or. Dans l'exemple illustré, ce matériau pourrait être une céramique telle que du Zircone. Ce matériau pourrait aussi être du titane qui présente notamment une résistance à la flexion élevée et un module de Young > 100.000 MPa.

Ce fond 1 a un profil en forme d'arche qui améliore sa résistance à la flexion. Son bord se termine par une surface plane la sur laquelle repose une paroi latérale 2 réalisée en un matériau dont la résistance à la compression est sensiblement supérieure à celle de l'acier inox ou de l'or. Etant donné que cette paroi latérale 2 doit être percée pour le passage de la tige de remontoir, on préférera un alliage métallique à une céramique. On peut utiliser un alliage tel qu'un acier sans nickel du type Biodur 108 dont les propriétés sont indiquées dans le tableau II.

Cette paroi latérale 2 est délimitée par deux surfaces planes, l'une en contact avec la surface la du fond 1, l'autre en contact avec une surface plane 3a de la périphérie de la glace 3, laquelle est en saphir qui présente un module de Young et une résistance à la flexion appropriés comme le montre le tableau I.

L'enveloppe protectrice formée ici par le fond 1, la paroi latérale 2 et la glace 3 comporte une structure résistante à la compression SR à faces latérales parallèles, perpendiculaires aux surfaces d'appui entre cette paroi latérale 2 et le fond 1, d'une part et entre cette paroi latérale 2 et la glace 3, d'autre part et qui s'étend, sans solution de continuité, jusqu'au fond 1 de l'enveloppe et englobe au moins une portion de la paroi latérale 2 et du fond 1 de l'enveloppe. Cette structure résistante à la compression SR est délimitée sur les figures 2 à 4 par deux lignes en traits mixtes. Comme on le verra sur le tableau III, la résistance à la compression de cette paroi latérale 2 peut être adaptée en ajustant l'épaisseur radiale de la structure résistante SR.

La paroi latérale 2 présente une paroi latérale externe 2a située dans le prolongement de la surface latérale de la glace 3, les sections transversales délimitées par ces surfaces latérales étant constantes. Ces deux surfaces latérales sont entourées par un joint d'étanchéité annulaire 4. La base 4a de ce joint 4 est comprimée en direction radiale par une portion 5a de surface latérale interne d'une carrure 5 entourant la paroi latérale 2 de l'enveloppe de protection. Une portée interne ménagée entre la portion 5a de surface latérale interne de la carrure 5 et le reste de cette surface latérale entourant la paroi latérale 2 bute contre une portée externe de cette paroi latérale 2.

La partie de la carrure 5 située du côté du fond 1 de l'enveloppe protectrice présente un filetage pour recevoir une bague filetée 6 de serrage entre la carrure 5 et le fond 1. Un joint d'étanchéité 7 est disposé entre une portée externe du fond 1 et la base de la carrure 5.

La portion du joint d'étanchéité annulaire 4 qui entoure la face latérale de la glace 3 est comprimée en direction radiale par une bague de serrage 8, de préférence en titane. Ainsi, le joint d'étanchéité annulaire 4 sert à la fois à faire l'étanchéité entre la glace 3 et la paroi latérale 2 et à fixer ces deux pièces l'une à l'autre. Une lunette 9 est encore fixée autour de la bague de serrage 8 par un anneau de liaison 10 à cheval entre un dégagement annulaire 8a de la bague de serrage 8 et une rainure annulaire 9a de la face latérale interne de la lunette 9.

Ce montage étanche de la glace 3 à l'aide d'une bague comprimée en direction radiale présente l'avantage de dissocier complètement la résistance à la compression de l'étanchéité. En outre, si une légère compression élastique de la paroi latérale 2 se produit à très grande profondeur, le joint annulaire 4 permet à la glace de coulisser et de rester constamment en contact avec l'extrémité adjacente de la paroi latérale 2 de l'enveloppe de protection.

La variante de la figure 3 se différentie essentiellement de la forme d'exécution de la figure 2 par le fait que la paroi latérale 2' se réduit principalement à la structure résistante SR, un réhaut 11 étant rapporté à l'intérieur de la paroi latérale 2' au lieu d'être intégré à la paroi latérale 2 comme dans l'exemple de la figure 2.

La seconde variante de la figure 4 se différentie des figures 2 et 3 principalement par le fait que la paroi latérale et le fond forment une seule pièce en forme de calotte 12 avec un réhaut 11 rapporté comme dans le cas de la figure 3. Ce réhaut 11 peut servir à retenir le mouvement M de la montre qui ne peut être mis en boîte que par le haut en s'appuyant contre une portée 12a de la face latérale interne de la paroi latérale de la calotte 12. Le reste de la boîte est semblable aux boîtes des figures 2 et 3.

Le fait de réunir les deux pièces 1 et 2 en une seule pièce 12 pose actuellement un problème de fabrication au cas où on ferait cette pièce 12 en céramique, étant donné le perçage nécessaire pour le passage de la tige de remontoir.

Il ne serait pas possible de réaliser toute la pièce 12 dans l'alliage Biodur 108 utilisé pour la seule paroi latérale des figures 2 et 3 étant donné que ce matériau n'a pas une résistance à la flexion suffisante. Par contre rien n'empêche de réaliser cette pièce 12 en titane. En effet, les figures 5 et 6 montrent que ce matériau remplit aussi bien les conditions de résistance à la compression requises pour la paroi latérale que les conditions de résistance à la flexion requises pour la glace ou le fond, ainsi que les conditions relatives pour le module de Young, fixées de manière à limiter la déformation des matériaux de l'enveloppe de protection, qui si elle était trop élevée nécessiterait d'augmenter l'épaisseur de la boîte, ce qui n'est évidemment pas acceptable.

Les deux tableaux ci-après résument les conditions que les matériaux utilisés pour différents éléments de l'enveloppe de protection doivent satisfaire pour réaliser une boîte de montre apte à résister à des pressions allant jusqu'à 50 MPa. Glace et fond Matériaux adéquats Matériaux inadéquats Titane TA6V grade 5 Zircone (ZrO2) Saphir (Al2O3) Inox AISI 904L Or jaune 3N (Au 750) Module d'Young (MPa) 114000 220000 355000 193500 85500 Limite à la flexion (MPa) 900 1400 570 250 350 Paroi latérale Matériaux adéquats Matériaux inadéquats Titane TA6V grade 5 Biodur 108 Zircone (ZrO2) Saphir (Al2O3) Inox AISI 904L Or jaune 3N (Au 750) Module d'Young (MPa) 114000 195000 220000 355000 193500 85500 Limite à la compression (MPa) 1100 770 3000 2950 250 350

On peut constater de ces tableaux ainsi que de simulations effectuées à partir des valeurs de ces tableaux, que la limite inférieure que l'on peut fixer pour le module de Young est de 100.000 MPa, quant à la limite à la résistance à la flexion et à la résistance à la compression, on peut les fixer chacune à 500 MPa.

Le tableau III ci-dessous est un tableau comparatif relatif au dimensionnement de la boîte de montre-bracelet, d'une part selon la présente invention, d'autre part selon la boîte de l'état de la technique illustrée par la figure 1. Boîte selon l'invention Boîte selon art antérieur Pressions de 15,5 MPa équivalente à 1550m Pression de 49 MPa équivalente à 4900m Pression de 15,5 MPa équivalente à 1550m Pression de 49 MPa équivalente à 4900m Epaisseur glace 2.8 mm 5.5 mm 3 mm 5.7 mm Epaisseur fond 1.8 mm 3.28 mm 2.55 mm 5 mm Section paroi latérale (∅int 28.54 mm) 5.76 mm x 0.80 mm 5.76 mm x 1.48 mm - - Epaisseur totale boîte 13.5 mm 17.68 mm 14.52 mm 19.7 mm

On peut constater que pour une même pression de 49 MPa, la réduction d'épaisseur est de 2,02 mm, soit de 10,25%. Cette comparaison est intéressante étant donné qu'elle a été faite sur deux boîtes de montres-bracelets étanches pour deux mouvements de montres M identiques, ce qui signifie que les 2,02 mm gagnés sur l'épaisseur de la boîte sont uniquement dus au concept de boîte objet de la présente invention.

Ceci montre que, quelle que soit la profondeur à laquelle on veut que la boîte de montre-bracelet étanche puisse résister, la structure de la boîte selon l'invention permet une réduction d'épaisseur. Certes, plus la profondeur est grande plus le gain est important, mais le tableau III montre que ce gain est déjà de pratiquement 1 mm à une pression de 15,5 MPa.