Domaine technique de l'invention
[0001] L'invention concerne une boîte de montre étanche réalisée dans un matériau céramique.
Arrière-plan technologique
[0002] Les boîtes de montre sont fréquemment réalisées dans un matériau céramique ayant
pour avantage d'avoir une dureté élevée qui garantit son aptitude à ne pas se rayer.
On connaît par exemple de l'art antérieur une boîte de montre étanche réalisée dans
une céramique et en particulier dans un oxyde de zirconium fritté qui a typiquement
une dureté HV10 de l'ordre de 1200.
[0003] Pour des boîtes de montre devant rester étanches jusqu'à plusieurs centaines de mètres
de profondeur, voire jusqu'à 600 mètres, il a été observé des problèmes d'étanchéité
pour les céramiques ayant des duretés supérieures à 1600 HV10, comme pour le nitrure
de silicium. Après analyse, cette perte d'étanchéité a été attribuée à la difficulté
de réaliser un usinage propre pour de telles duretés sur les surfaces d'appui du joint
assurant l'étanchéité entre la carrure et le fond de la boîte. Ces surfaces sont typiquement
usinées sur des machines à commande numérique avec des meules diamantées. Ces dernières
viennent usiner la surface en tournant sur elles-mêmes à haute vitesse. Ce mouvement
de rotation laisse des rayures d'usinage sur toute la surface usinée. Comme schématisé
à la figure 1, ces rayures 5 débouchent à l'extérieur de la surface 2a,3a et peuvent
former en utilisation des points d'entrée d'air qui mettent à mal l'étanchéité de
la boîte.
Résumé de l'invention
[0004] La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en modifiant la forme
des rayures de manière à ce qu'elles ne débouchent plus à l'extérieur de la surface.
L'invention consiste à réaliser après usinage un satinage des surfaces formant la
zone d'étanchéité entre la carrure et le fond de manière à obtenir un ensemble de
rayures concentriques. Ces rainures sont contenues à l'intérieur du périmètre de la
surface, ce qui permet d'éviter les entrées d'air. Le joint en se déformant vient
épouser la forme des rainures. Le fait d'avoir des rainures dans le même axe que le
joint permet de faire barrière à l'air et ainsi de garantir l'étanchéité. Au contraire,
lorsque les rainures sont transverses au joint, ce dernier ne peut pas se déformer
suffisamment pour venir combler l'entièreté des rainures. Cela conduit à des micros
passages pour l'air et rend l'assemblage non étanche aux grandes profondeurs.
[0005] Plus précisément, la présente invention se rapporte à une boîte de montre étanche
comprenant une carrure, un fond et un joint d'étanchéité disposé entre la carrure
et le fond, la carrure et le fond étant réalisés dans un matériau céramique ayant
une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, ladite carrure comprenant une face inférieure
et le fond comprenant une face supérieure, lesdites faces inférieure et supérieure
étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui audit joint d'étanchéité,
la boîte de montre étanche étant caractérisée en ce que lesdites faces inférieure
et supérieure sont formées d'un ensemble de rayures concentriques. Selon l'invention,
lesdites faces inférieure et supérieure comportent uniquement, sont constituées, des
rayures concentriques.
[0006] Un effet optimal est obtenu si les faces inférieure et supérieure ont une rugosité
donnée. Ainsi, la moyenne arithmétique de la rugosité, dite rugosité Ra, desdites
faces inférieure et supérieure est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction
qui est une direction perpendiculaire à la tangente en un point des rayures concentriques,
ladite rugosité Ra étant mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 sur toute
la largeur des faces inférieure et supérieure dans ladite direction.
[0007] En outre, dans cette même direction sur toute la largeur des faces inférieure et
supérieure, la rugosité maximum, dite rugosité Rt, mesurée selon la norme ISO 4287,
ASME B46.1 - 2019 est comprise entre 1 et 5 µm.
[0008] La présente invention se rapporte également au procédé de finition de ladite boîte
de montre étanche comprenant une étape de satinage des faces inférieure et supérieure
pour obtenir l'ensemble des rayures concentriques.
Brève description des figures
[0009]
La figure 1 représente schématiquement une zone d'étanchéité de la boîte de montre
avec des rayures débouchant à l'extérieur de la zone suite à l'usinage, selon l'art
antérieur.
La figure 2 représente cette même zone d'étanchéité après un satinage selon l'invention.
Les figures 3a et 3b sont des observations en microscopie optique des représentations
schématiques respectives des figures 1 et 2.
Les figures 4a et 4b représentent les directions selon lesquelles les mesures de rugosité
sont effectuées.
La figure 5 est une vue en coupe partielle de la boîte de montre selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
[0010] L'invention concerne une boîte de montre étanche réalisée dans un matériau céramique
ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10, voire supérieure ou égale à 1800
HV10. On entend par dureté HV10 une dureté Vickers mesurée selon la norme ISO 6507-1:2018.
Préférentiellement le matériau céramique est un nitrure de silicium (Si
3N
4). Selon l'invention, la boîte de montre est apte à rester étanche jusqu'à une profondeur
de 600 mètres quel que soit le système d'assemblage du fond et de la carrure, par
vissage ou autre.
[0011] La boîte de montre 1 illustrée partiellement en coupe à la figure 5 comporte de manière
connue une carrure 2 et un fond 3 avec un joint d'étanchéité 4 disposé entre la carrure
et le fond et destiné à être comprimé entre une surface d'appui 2a, aussi appelée
face inférieure, de la carrure 2 et une surface d'appui 3a, aussi appelée face supérieure,
du fond 3. Dans l'exemple illustré, la boîte de montre est circulaire et le joint
est un joint O-ring. Selon l'invention, la boîte de montre peut revêtir toute forme
(carrée, oblongue, ...) et le joint peut être de toute forme et matériau.
[0012] La carrure 2 comporte la face inférieure 2a et le fond 3 comporte la face supérieure
3a, les deux faces 2a, 3a étant en regard l'une de l'autre et servant de surfaces
d'appui au joint 4 comme susmentionné. Préférentiellement, ces surfaces d'appui sont
planes. Selon l'invention, la face inférieure 2a et la face supérieure 3a présentent
des rayures 5 qui ont pour caractéristique de ne pas déboucher sur le périmètre extérieur
desdites faces. Ainsi, l'air ou un liquide ne peuvent pas s'infiltrer à l'intérieur
de la boîte. Plus précisément, les rayures 5 visibles à la figure 2 forment un ensemble
de rayures concentriques autour de l'axe central de la boîte de montre. Ces rayures
ont une forme semblable à celle des faces et du joint. Ainsi, si ces derniers sont
circulaires, les rayures sont circulaires et concentriques. Si les faces sont sensiblement
rectangulaires, les rayures seront sensiblement rectangulaires et concentriques, etc.
[0013] Selon l'invention, l'état de surface est conditionné par la forme des rayures ainsi
que par la rugosité de la surface comportant les rayures. Pour un effet optimum, la
rugosité moyenne arithmétique Ra mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019
est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction perpendiculaire à la tangente
en un point des rayures concentriques tel que schématisé à la figure 4a sur toute
la largeur L des faces inférieure et supérieure. Dans cette même direction, la rugosité
maximum Rt mesurée selon la même norme est comprise entre 1 et 5 µm.
[0014] Avantageusement, dans une autre direction perpendiculaire à la direction précitée,
avec des mesures réalisées à mi-largeur L de la face, depuis et vers le périmètre
extérieur de la face comme illustré à la figure 4b, la rugosité moyenne arithmétique
Ra est comprise entre 0.1 et 0.7 µm et la rugosité maximum Rt est comprise entre 1
et 4 µm.
[0015] Selon la présente invention, les rayures sont réalisées par satinage. De préférence,
le satinage est effectué avec des bandes ou des meules diamant. Une autre technologie
consiste à réaliser le satinage par laser. Le satinage est effectué après l'usinage
des faces inférieure et supérieure respectivement de la carrure et du fond. Les rayures
peuvent être de largeurs variables avec une largeur de taille typiquement inférieure
au micron.
[0016] La figure 3a présente la surface d'une des deux faces après usinage, sans l'étape
de satinage selon l'invention, alors que la figure 3b présente cette même surface
après l'étape de satinage. Ces résultats sont schématisés respectivement aux figures
1 et 2.
[0017] Quel que soit le système d'assemblage entre la carrure et le fond une étanchéité
optimale jusqu'à une profondeur de 600 mètres est assurée grâce aux rainures concentriques
de la zone d'étanchéité entre la carrure et le fond.
1. Boîte de montre étanche (1) comprenant une carrure (2), un fond (3) et un joint d'étanchéité
(4) disposé entre la carrure (2) et le fond (3), la carrure (2) et le fond (3) étant
réalisés dans un matériau céramique ayant une dureté supérieure ou égale à 1600 HV10,
ladite carrure (2) comprenant une face inférieure (2a) et le fond (3) comprenant une
face supérieure (3a), lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) étant en regard
l'une de l'autre et servant de surfaces d'appui audit joint d'étanchéité (4), la boîte
de montre étanche (1) étant caractérisée en ce que lesdites faces inférieure et supérieure (2a,3a) sont formées d'un ensemble de rayures
concentriques (5).
2. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la moyenne arithmétique de la rugosité, dite rugosité Ra, desdites faces inférieure
et supérieure (2a,3a), est comprise entre 0.1 et 0.8 µm dans une direction qui est
une direction perpendiculaire à la tangente en un point des rayures concentriques
(5), ladite rugosité Ra étant mesurée selon la norme ISO 4287, ASME B46.1 - 2019 sur
toute la largeur (L) des faces inférieure (2a) et supérieure (3a) dans ladite direction.
3. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que, dans ladite direction sur toute la largeur (L) des faces inférieure (2a) et supérieure
(3a), la rugosité maximum, dite rugosité Rt, mesurée selon la norme ISO 4287, ASME
B46.1 - 2019 est comprise entre 1 et 5 µm.
4. Boîte de montre étanche (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que dans une direction perpendiculaire à ladite direction, en traversant entièrement
lesdites faces inférieure (2a) et supérieure (3a) à mi-largeur L, la rugosité Ra est
comprise entre 0.1 et 0.7 µm et la rugosité Rt est comprise entre 1 et 4 µm.
5. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dureté est supérieure ou égale à 1800 HV10.
6. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau céramique est du nitrure de silicium.
7. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en que les faces inférieure (2a) et supérieure (3a) sont planes.
8. Boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est apte à rester étanche jusqu'à une profondeur de 600 mètres.
9. Procédé de finition de la boîte de montre étanche (1) selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de satinage desdites faces inférieure (2a) et supérieure (3a)
pour obtenir l'ensemble des rayures concentriques (5).
10. Procédé de finition de la boîte de montre étanche (1) selon la revendication précédente,
caractérisé en ce que l'étape de satinage est réalisée avec des bandes ou des meules diamant.