Spiral d'horlogerie

Abstract

 Spiral (1) comportant, tangentes entre elles :
- une première spire interne selon un premier angle au centre (α1) et de section décroissante dans un premier rapport (R1) ;
- une deuxième spire selon un deuxième angle au centre (α2) et de section constante ;
- une troisième spire selon un troisième angle au centre (α3) et de section croissante dans un troisième rapport (R3) ;
- une quatrième spire selon un quatrième angle au centre (α4) et de section constante ;
- une cinquième spire selon un cinquième angle au centre (α5) et de section croissante dans un cinquième rapport (R5) ;
- une sixième spire selon un sixième angle au centre (α6) et de section croissante dans un sixième rapport (R6).
Dans une variante, un septième segment plus rigide s'écarte de ladite sixième spire.
Mouvement (100) comportant ce spiral (1).
Montre (200) comportant ce mouvement (100).

Description

Domaine de l'invention

[0001] L'invention concerne un spiral d'horlogerie amélioré.

[0002] L'invention concerne un mouvement d'horlogerie comportant une tige de commande définissant une direction orientée, une platine porteuse d'un piton et de moyens de guidage d'au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe et lequel balancier-spiral comporte au moins un tel spiral.

[0003] L'invention concerne une montre comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe et ledit balancier-spiral comportant au moins un tel spiral, et/ou ladite montre comportant au moins un tel mouvement.

[0004] L'invention concerne le domaine des mécanismes mécaniques de montres, montres-bracelet et montres de poche, et plus particulièrement les mécanismes régulateurs à balancier-spiral.

Arrière-plan de l'invention

[0005] L'obtention et le maintien de l'isochronisme d'un oscillateur mécanique d'horlogerie constituent des difficultés majeures de la conception horlogère. La qualité du ressort spiral est un facteur essentiel de la précision d'une pièce d'horlogerie. De nombreuses avancées ont été faites, notamment en mettant en oeuvre des vrillages de spires interne ou terminale.

[0006] D'autres recherches ont permis de conserver une élaboration plane du spiral. Ainsi le brevet BE 526689 au nom de Emile MICHEL, ou le document CH 327 796 au nom de ASUAG, propose un spiral où 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. Toutefois, les enseignements en sont très généraux, et l'homme du métier doit mener une longue expérimentation pour définir des paramètres convenables.

Résumé de l'invention

[0007] L'invention se propose de définir un spiral permettant d'obtenir une excellente concentricité du spiral en expansion et en contraction, garante de l'amélioration de la chronométrie de la pièce d'horlogerie qui incorpore un tel spiral.

[0008] La conception selon l'invention doit être applicable à une fabrication de type « MEMS » ou « LIGA », de façon à pouvoir exploiter les avantages propres au silicium, au quartz, au diamant, ou matériaux similaires. Aussi, l'invention s'attache à définir une géométrie de spiral avec une exécution entièrement plane, sans vrillage, et sans changement de concavité de façon à assurer une meilleure tenue en service.

[0009] A cet effet, l'invention concerne un spiral d'horlogerie amélioré, caractérisé en ce qu'il comporte successivement et formant un ruban continu, depuis une extrémité interne en amont, une spire interne de section dégressive se développant sur moins d'un tour, suivie d'une succession de spires chacune de section toujours supérieure ou égale à celle de la spire directement en amont, et dont au moins une est de section croissante.

[0010] Selon une caractéristique de l'invention, ledit spiral d'horlogerie amélioré, comporte successivement, depuis une extrémité interne et en angles au centre par rapport à une référence axiale, tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers la référence axiale et formant un ruban continu :

• une première spire interne jusqu'à un premier point, selon un premier angle au centre et de section décroissante dans un premier rapport ;
• une deuxième spire jusqu'à un deuxième point, selon un deuxième angle au centre et de section constante ;
• une troisième spire jusqu'à un troisième point, selon un troisième angle au centre et de section croissante dans un troisième rapport;
• une quatrième spire jusqu'à un quatrième point, selon un quatrième angle au centre et de section constante ;
• une cinquième spire jusqu'à un cinquième point, selon un cinquième angle au centre et de section croissante dans un cinquième rapport ;
• une sixième spire externe jusqu'à un sixième point, selon un sixième angle au centre et de section croissante dans un sixième rapport.

[0011] Dans une variante particulière, ledit spiral comporte encore un septième segment entre ledit sixième point et un septième point, selon un septième angle au centre, de section supérieure ou égale à celle de ladite sixième spire audit sixième point, s'écartant des spires précédentes, et faisant avec la tangente de ladite sixième spire audit sixième point un angle de déviation.

[0012] L'invention concerne un mouvement d'horlogerie comportant une tige de commande définissant une direction orientée, une platine porteuse d'un piton et de moyens de guidage d'au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe et lequel balancier-spiral comporte au moins un tel spiral.

[0013] L'invention concerne une montre comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe et ledit balancier-spiral comportant au moins un tel spiral, et/ou ladite montre comportant au moins un tel mouvement.

Description sommaire des dessins

[0014] 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, de façon schématisée et en plan, un spiral selon l'invention, positionnée par rapport à une direction axiale d'oscillation, et par rapport à une direction orientée qui correspond classiquement à la direction d'une tige de commande d'un mouvement de montre, et par rapport à un piton de fixation sur une platine de mouvement non représentée ;
• la figure 2 représente, de façon schématisée et analogue à la figure 1, une variante du spiral de la figure 1 comportant, à son extrémité distale externe, un segment linéaire pour sa fixation au piton ;
• la figure 3 représente, de façon schématisée et analogue à la figure 1, le spiral de la figure 1 auquel est assemblé un élément séparé rabouté pour la fixation du spiral au piton ;
• la figure 4 représente, de façon schématisée et analogue à la figure 3, le spiral de la figure 2 auquel est assemblé un élément séparé rabouté pour la fixation du spiral au piton ;
• la figure 5 représente, de façon schématisée et analogue à la figure 2, le spiral de la figure 2 dont le segment linéaire comporte des amorces de rupture pour l'ajustement de sa fixation au piton ;
• la figure 6 représente, sous forme schématisée, partielle, et en perspective, une montre comportant un mouvement comportant un ensemble balancier-spiral incorporant un spiral selon l'invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

[0015] L'invention concerne un spiral d'horlogerie 1 amélioré.

[0016] Selon l'invention, ce spiral d'horlogerie 1 amélioré comporte successivement et formant un ruban continu, depuis une extrémité interne en amont, une spire interne de section dégressive se développant sur moins d'un tour, suivie d'une succession de spires chacune de section toujours supérieure ou égale à celle de la spire directement en amont, et dont au moins une est de section croissante.

[0017] Plus particulièrement, et tel que visible notamment sur la figure 1, ce spiral 1 comporte successivement, depuis une extrémité interne P0 et en angles au centre par rapport à une référence axiale A, tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers la référence axiale A et formant un ruban continu :

• une première spire interne jusqu'à un premier point P1, selon un premier angle au centre α1 et de section décroissante dans un premier rapport R1 ;
• une deuxième spire jusqu'à un deuxième point P2, selon un deuxième angle au centre α2 et de section constante ;
• une troisième spire jusqu'à un troisième point P3, selon un troisième angle au centre α3 et de section croissante dans un troisième rapport R3 ;
• une quatrième spire jusqu'à un quatrième point P4, selon un quatrième angle au centre α4 et de section constante ;
• une cinquième spire jusqu'à un cinquième point P5, selon un cinquième angle au centre α5 et de section croissante dans un cinquième rapport R5 ;
• une sixième spire externe jusqu'à un sixième point P6, selon un sixième angle au centre α6 et de section croissante dans un sixième rapport R6.

[0018] La deuxième spire est constituée en spirale régulière, sur plusieurs tours.

[0019] Dans une variante illustrée à la figure 2, ce spiral 1 comporte encore un septième segment entre ledit sixième point P6 et un septième point P7, selon un septième angle au centre α7, de section supérieure ou égale à celle de la sixième spire au sixième point P6, s'écartant des spires précédentes, et faisant avec la tangente de la sixième spire au sixième point P6 un angle de déviation e.

[0020] De façon préférée, le premier rapport R1 est compris entre 0,90 et 0,95. Plus particulièrement il est voisin de 0,92.

[0021] De façon préférée, le troisième rapport R3 est compris entre 1,15 et 1,30. Plus particulièrement il est voisin de 1,22.

[0022] De façon préférée, le cinquième rapport R5 est compris entre 1,50 et 1,75. Plus particulièrement il est voisin de 1,64.

[0023] De façon préférée, le sixième rapport R6 est compris entre 1,25 et 1,40. Plus particulièrement il est voisin de 1,33.

[0024] De façon préférée, le premier angle au centre α1 est compris entre 340° et 350°. Plus particulièrement il est voisin de 344°.

[0025] De façon préférée, le deuxième angle au centre α2 a la valeur d'un nombre entier de tours d'une spirale régulière à laquelle s'ajoute un angle compris entre 285 ° et 295 °.

[0026] De façon préférée, le nombre entier de tours est de treize, et plus particulièrement l'angle ajouté est voisin de 292°.

[0027] De façon préférée, le troisième angle au centre α3 est compris entre 3° et 7°. Plus particulièrement il est voisin de 5°.

[0028] De façon préférée, le quatrième angle au centre α4 est compris entre 115° et 130°. Plus particulièrement il est voisin de 122°.

[0029] De façon préférée, le cinquième angle au centre α5 est compris entre 3° et 7°. Plus particulièrement il est voisin de 5°.

[0030] De façon préférée, le sixième angle au centre α6 est compris entre 30° et 50°. Plus particulièrement il est voisin de 40°.

[0031] De façon préférée, dans la variante de la figure 2, le septième segment s'étend dans une zone balayée par un septième angle au centre α7 compris entre 20° et 25°, et l'angle de déviation e compris entre 45° et 65°. Plus particulièrement le septième angle au centre α7 est voisin de 22°. Plus particulièrement l'angle de déviation e est voisin de 55°.

[0032] De façon préférée, le spiral 1 est de hauteur constante selon une direction axiale A, cette hauteur étant comprise entre 0,14 mm et 0,16 mm.

[0033] De façon préférée, à l'état libre, le rayon intérieur du spiral 1 au niveau de la première spire interne est compris entre 0,45 et 0,55 mm, et son rayon extérieur au niveau de la sixième spire externe est compris entre 2,70 et 2,80 mm.

[0034] Dans une variante avantageuse, tel que visible à la figure 5, le spiral 1 est localement sécable et comporte à cet effet, à son extrémité extérieure distale 11 de sa spire extérieure 12, des amorces de rupture 15 prévues pour réduire sa longueur, pour l'ajustement de sa fixation à un piton 5.

[0035] Dans une variante avantageuse, le spiral 1 est monobloc, en silicium monocristallin de module d'Young E compris entre 140000 N/mm² et 150000 N/mm² et de masse volumique p comprise entre 2,30 g/cm³ et 2,40 g/cm³.

[0036] Dans une autre variante, le spiral 1 est monobloc, en oxyde de silicium ou quartz monocristallin ou en quartz polycristallin ou en diamant monocristallin ou en diamant polycristallin.

[0037] L'invention concerne encore un mouvement 100 d'horlogerie comportant une tige 3 de commande définissant une direction orientée D, une platine 4 porteuse d'un piton 5 et de moyens de guidage d'au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe A. Ce mécanisme régulateur comporte au moins un tel spiral 1.

[0038] Dans une réalisation particulière, ce spiral 1 est attaché au piton 5 au niveau d'une extrémité extérieure distale 11 de sa spire extérieure 12, en un point formant avec la direction orientée D un angle de pitonnage AP. Le spiral 1 est fixé à une virole de balancier 19 par un point d'attache intérieur 13 à l'extrémité de sa spire intérieure 14, ce point d'attache intérieur 13 formant avec la direction orientée D un angle d'attache AA dans la position d'équilibre du balancier.

[0039] Dans une réalisation particulière et préférée, pour un balancier d'une inertie de 21 mg.cm² et pour un ensemble balancier-spiral oscillant à 4 Hz, l'angle d'attache AA est compris entre 180° et 200°, et l'angle de pitonnage AP est compris entre 95 et 115°.

[0040] Dans une variante particulière illustrée à la figure 3 ou à la figure 4, le spiral 1 est fixé au piton 5 par un élément séparé 6 rabouté sur ledit spiral 1.

[0041] De préférence, cet élément séparé 6 rabouté sur le spiral 1 est réalisé dans le même matériau que le spiral 1, avec le même module d'Young E et la même masse volumique p, et est de rigidité supérieure à celle du spiral 1 en tout point de la spire extérieure 12 du spiral 1.

[0042] L'invention concerne encore une montre 200 comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe A comportant au moins un tel spiral 1, et/ou cette montre 200 comporte au moins un tel mouvement 100.

[0043] Dans une technologie silicium ou « MEMS » ou « LIGA » ou similaire, il est facile de fabriquer un tel spiral, et notamment avec des parties sécables, ce qui permet l'utilisation d'un même spiral de base pour des mouvements différents, dans des montres ayant différentes configurations, notamment savonnettes ou Lépine en montres de poche. Il est, encore, facile de squeletter la nouvelle plaquette d'extrémité pour diminuer sa masse.

Revendications

1. Spiral d'horlogerie (1) amélioré, caractérisé en ce qu'il comporte successivement et formant un ruban continu, depuis une extrémité interne en amont, une spire interne de section dégressive se développant sur moins d'un tour, suivie d'une succession de spires chacune de section toujours supérieure ou égale à celle de la spire directement en amont, et dont au moins une est de section croissante.

2. Spiral d'horlogerie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte successivement, depuis une extrémité interne (P0) et en angles au centre par rapport à une référence axiale (A), tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers ladite référence axiale (A), et formant un ruban continu :

- une première spire interne jusqu'à un premier point (P1), selon un premier angle au centre (α1) et de section décroissante dans un premier rapport (R1) ;

- une deuxième spire jusqu'à un deuxième point (P2), selon un deuxième angle au centre (α2) et de section constante ;

- une troisième spire jusqu'à un troisième point (P3), selon un troisième angle au centre (α3) et de section croissante dans un troisième rapport (R3) ;

- une quatrième spire jusqu'à un quatrième point (P4), selon un quatrième angle au centre (α4) et de section constante ;

- une cinquième spire jusqu'à un cinquième point (P5), selon un cinquième angle au centre (α5) et de section croissante dans un cinquième rapport (R5) ;

- une sixième spire externe jusqu'à un sixième point (P6), selon un sixième angle au centre (α6) et de section croissante dans un sixième rapport (R6).

3. Spiral (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte encore un septième segment entre ledit sixième point (P6) et un septième point (P7), selon un septième angle au centre (α7), de section supérieure ou égale à celle de ladite sixième spire audit sixième point (P6), s'écartant des spires précédentes, et faisant avec la tangente de ladite sixième spire audit sixième point (P6) un angle de déviation (e).

4. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier rapport (R1) est compris entre 0,90 et 0,95.

5. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit troisième rapport (R3) est compris entre 1,15 et 1,30.

6. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit cinquième rapport (R5) est compris entre 1,50 et 1,75.

7. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit sixième rapport (R1) est compris entre 1,25 et 1,40.

8. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier angle au centre (α1) est compris entre 340° et 350°.

9. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit deuxième angle au centre (α2) a la valeur d'un nombre entier de tours d'une spirale régulière à laquelle s'ajoute un angle compris entre 285° et 295°.

10. Spiral (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit nombre entier de tours est de treize

11. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit troisième angle au centre (α3) est compris entre 3° et 7°.

12. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit quatrième angle au centre (α4) est compris entre 115° et 130°.

13. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit cinquième angle au centre (α5) est compris entre 3° et 7°.

14. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit sixième angle au centre (α6) est compris entre 30° et 50°.

15. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte encore un septième segment entre ledit sixième point (P6) et un septième point (P7), selon un septième angle au centre (α7) compris entre 20° et 25°, de section supérieure ou égale à celle de ladite sixième spire audit sixième point (P6), et faisant avec la tangente de ladite sixième spire audit sixième point (P6) un angle de déviation (e) compris entre 45° et 65°.

16. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est de hauteur constante selon une direction axiale (A), ladite hauteur étant comprise entre 0,14 mm et 0,16 mm.

17. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l'état libre, son rayon intérieur au niveau de ladite première spire est compris entre 0,45 et 0,55 mm, et que son rayon extérieur au niveau de ladite sixième spire est compris entre 2,70 et 2,80 mm.

18. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est sécable et comporte à cet effet, à son extrémité extérieure distale (11) de sa spire extérieure (12), des amorces de rupture (15) prévues pour réduire sa longueur.

19. Spiral (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monobloc, en silicium monocristallin de module d'Young (E) compris entre 140000 N/mm² et 150000 N/mm² et de masse volumique (p) comprise entre 2,30 g/cm³ et 2,40 g/cm³.

20. Spiral (1) selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il est monobloc, en oxyde de silicium ou quartz monocristallin ou en quartz polycristallin ou en diamant monocristallin ou en diamant polycristallin.

21. Mouvement (100) d'horlogerie comportant une tige (3) de commande définissant une direction orientée (D), une platine (4) porteuse d'un piton (5) et de moyens de guidage d'au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe (A) et lequel balancier-spiral comporte au moins un dit spiral (1) selon l'une des revendications précédentes.

22. Mouvement (100) selon la revendication 21, caractérisé en ce que ledit spiral est attaché audit piton (5) au niveau d'une extrémité extérieure distale (11) de sa spire extérieure (12) en un point formant avec ladite direction orientée (D) un angle de pitonnage (AP), ledit spiral (1) étant fixé à une virole de balancier par un point d'attache intérieur (13) à l'extrémité de sa spire intérieure (14), ledit point d'attache intérieur (13) formant avec ladite direction orientée (D) un angle d'attache (AA) dans la position d'équilibre dudit balancier, caractérisé en ce que ledit angle d'attache (AA) est compris entre 180° et 200°, et en ce que ledit angle de pitonnage (AP) est compris entre 95 et 115°.

23. Mouvement (100) selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que ledit spiral (1) est fixé audit piton (5) par un élément séparé (6) rabouté sur ledit spiral (1).

24. Mouvement (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit élément séparé (6) rabouté sur ledit spiral (1) est réalisé dans le même matériau que ledit spiral (1), avec le même module d'Young (E) et la même masse volumique (p), et est de rigidité supérieure à celle dudit spiral (1) en tout point de ladite spire extérieure (12) dudit spiral (1).

25. Montre (200) comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d'un axe (A) et ledit balancier-spiral comportant au moins un dit spiral (1) selon l'une des revendications 1 à 20, et/ou ladite montre (200) comportant au moins un mouvement (100) selon l'une des revendications 21 à 24.

Dessins