[0001] La présente invention concerne une glace de montre en matière cristalline dure, notamment en corindon, saphir ou spinelle, comportant une lentille optique non circulaire dont une surface optique est formée par le fond d'un évidement creusé dans l'épaisseur de la matière de la glace. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une telle lentille.
[0002] La demande de brevet EP 0 947 895 concerne une glace de montre de ce genre, ayant une lentille non circulaire de forme quelconque, par exemple rectangulaire. De telles lentilles convergentes de forme allongée conviennent bien pour faciliter la lecture d'indications affichées dans un guichet allongé du cadran de la montre, par exemple l'indication du jour de la semaine, éventuellement avec indication de la date à côté du jour.
Ladite demande de brevet décrit un procédé de fabrication dans lequel on creuse l'évidement dans la glace par ultrasons, au moyen d'une sonotrode ayant le même contour en plan que la lentille. On polit ensuite les surfaces de l'évidement en les frappant avec les poils d'une brosse en présence d'un agent de polissage.
[0003] Bien que ce procédé connu permette de réaliser une lentille de n'importe quelle forme dans l'épaisseur d'une glace de montre, sa mise en ¼oeuvre est relativement coûteuse, notamment parce que les surfaces ainsi usinées par ultrasons sont mates et nécessitent donc un grand travail de polissage à l'intérieur de l'évidement.
[0004] La présente invention vise à éviter ces inconvénients en choisissant une forme particulière de la lentille allongée,
pour que celle-ci puisse être réalisée d'une manière plus simple et moins coûteuse qu'avec le procédé susmentionné.
[0005] A cet effet, il est prévu une glace de montre du genre indiqué ci-dessus en préambule, caractérisée en ce que, en vue en plan, l'évidement a un contour allongé dont les deux extrémités sont sensiblement en forme de demi-cercles de rayons égaux. De préférence, ces deux extrémités semi-circulaires du contour sont reliées l'une à l'autre par des côtés parallèles, qui peuvent être rectilignes ou légèrement incurvés.
[0006] Comme on le décrira en détail plus loin, le choix d'une telle forme dite oblongue permet de creuser l'évidement dans la matière dure de la glace de montre au moyen d'un outil rotatif dont le diamètre est sensiblement égal à celui des demi-cercles terminaux de l'évidement.
Un simple mouvement d'oscillation latérale relative entre la glace et l'outil pendant le creusement produit un évidement allongé se présentant comme une rainure à extrémités arrondies. On peut obtenir ainsi une lentille allongée à surface sphérique ayant une forme à la fois élégante et efficace pour agrandir les indications qui sont affichées, par exemple, derrière un guichet allongé du cadran ou dans un affichage à cristaux liquides incorporé au cadran.
[0007] Un procédé pour façonner une telle lentille oblongue dans une glace de montre en matière cristalline dure est défini dans la revendication 5.
[0008] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante de divers modes de réalisation, présentés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
<tb>la fig. 1<sep>représente une installation d'usinage connue permettant de façonner une lentille à surface sphérique convexe dans un matériau minéral dur et transparent, en particulier dans une glace de montre selon l'invention, en utilisant un outil rotatif,
<tb>la fig. 2<sep>est une vue en perspective de la tête d'un outil rotatif utilisable pour mettre en ¼oeuvre l'invention dans l'installation représentée en fig. 1,
<tb>la fig. 3<sep>est une vue en plan de la forme préférée d'une lentille allongée dans une glace de montre en saphir selon l'invention, cette glace étant vue de dessous,
<tb>la fig. 4<sep>est une vue agrandie en coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3,
<tb>la fig. 5<sep>est une vue agrandie en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 3 et montre l'utilisation de l'outil de la fig. 2 pour l'usinage de la lentille sphérique,
<tb>la fig. 6<sep>représente une autre forme d'une lentille allongée dans une glace de montre selon l'invention, et
<tb>la fig. 7<sep>représente encore une autre forme d'une lentille allongée dans une glace de montre selon l'invention.
[0009] L'installation d'usinage représentée en fig. 1 est essentiellement similaire à l'installation décrite dans la demande de brevet EP 0 123 891 du même demandeur. Elle comprend un bâti 10 sur lequel sont montées une potence 12 et une poupée 14. La potence 12 porte une broche 16 à l'extrémité de laquelle se trouve un outil rotatif 20, de même axe 42 que la broche, comportant un corps essentiellement cylindrique terminé par une tête 20a destinée à venir en contact avec une zone du matériau minéral à usiner. Une poulie 18 montée sur la broche 16 permet d'entraîner celle-ci en rotation autour de l'axe 42 comme l'indique la flèche A, au moyen d'un moteur non représenté.
La potence 12 comporte en outre des coulisses 22, 24 et 26 permettant, d'une manière tout à fait classique, le déplacement de l'outil 20 selon trois axes orthogonaux. La coulisse 22 permet, à l'aide d'une vis micrométrique 23, de déplacer l'outil suivant la flèche D le long de son axe de rotation 42, tandis que les coulisses 24 et 26 permettent, à l'aide des vis micrométriques respectives 25 et 27, de déplacer l'outil 20 dans un plan horizontal selon deux directions perpendiculaires.
[0010] La poupée 14 porte une broche 28 dont l'extrémité 28a voisine de la potence 12 est, grâce à un coude 28b, décalée vers le bas par rapport à l'axe de rotation 44 de la broche 28. Une table 30 est montée sur un arbre 32 qui est perpendiculaire à l'axe 44 de la broche 28 et qui pivote dans l'extrémité 28a.
Cet arbre porte une poulie 34 qui permet de l'entraîner en rotation autour d'un axe 40 qui est l'axe optique central de la lentille à façonner, grâce à un moteur non représenté dans la figure. Un posage 36, solidaire de la table 30, permet de fixer une plaque 38 en matériau minéral dur et transparent du type saphir, corindon ou spinelle, cette plaque formant une glace de montre dans laquelle on désire façonner une lentille 39. Le posage 36 a ici une épaisseur telle que la distance entre l'axe 44 de la broche 28 et le point supérieur de la surface sphérique que l'on désire façonner (c'est-à-dire le point situé sur l'axe 40 de la lentille) soit égale au rayon de courbure R que doit présenter cette surface sphérique.
Enfin, la broche 28 est associée à des moyens d'entraînement 45 permettant de la positionner et lui imprimer un mouvement oscillant de faible amplitude autour de son axe 44, comme l'indique la double flèche B.
[0011] Ainsi, l'installation présente plusieurs possibilités d'entraînement et de positionnement de l'outil 20 et de la plaque 38 et permet donc de mettre en ¼oeuvre différents procédés pour façonner la lentille 39. On verra par la suite que la sélection d'un mode opératoire particulier de l'installation permet de façonner une lentille oblongue selon les principes de la présente invention.
[0012] Pour le façonnage d'une lentille circulaire, qui fait l'objet de la demande EP 0 123 891 susmentionnée, l'outil 20 ainsi que le posage 36 sont tous deux entraînés en rotation selon des sens de rotation opposés.
Au contraire, pour façonner une lentille oblongue selon la présente invention comme on l'expliquera plus loin, on ne fait pas tourner le posage 36 ni la plaque 38 autour de l'axe 40.
[0013] On notera encore que l'installation d'usinage comporte des moyens d'acheminement de particules abrasives sur la zone du matériau minéral où doit être façonnée la forme désirée. Ces moyens d'acheminement sont illustrés schématiquement sur la fig. 1 et comprennent principalement un réservoir 50 contenant un fluide porteur de particules abrasives (par exemple une poudre de diamant en suspension dans une huile) et un conduit d'amenée 52 pour acheminer ce fluide sur la zone d'usinage.
[0014] La fig. 2 montre en perspective la partie terminale d'un type d'outil rotatif 20 utilisable avantageusement, mais pas exclusivement, pour façonner une lentille oblongue selon l'invention.
Le corps de l'outil rotatif 20 est terminé par une tête sensiblement cylindrique 20a comportant une surface frontale 200 ayant la forme d'une calotte sphérique concave dont le rayon de courbure correspond au rayon de courbure R de la surface optique sphérique convexe à façonner. Dans ce cas, la mise en ¼oeuvre de l'outil dans l'installation représentée en fig. 1 implique que l'axe 40 de la lentille 39, l'axe 42 de la broche 16 et l'axe 44 de la broche 28 se coupent en un point C correspondant au centre de courbure de la surface sphérique convexe 380 à façonner dans la plaque 38 de matériau minéral, comme on le voit plus en détail dans les fig.
4 et 5.
[0015] La tête 20a de l'outil présente au moins une fente, et de préférence deux fentes 210, 220 sensiblement rectilignes et perpendiculaires, qui forment une paire d'ouvertures perpendiculaires correspondantes 210a, 220a sur la surface frontale 200 de l'outil. Chaque ouverture formée par la fente correspondante permet aux particules abrasives de s'y loger et s'y accumuler pour former, sur la surface de la tête de l'outil, une excroissance à fort pouvoir abrasif ayant la fonction d'une arête de coupe, l'outil rotatif constituant ainsi une matrice dans laquelle les particules abrasives peuvent s'implanter dans une configuration adéquate permettant l'abrasion du matériau minéral à façonner.
L'outil 20 peut avantageusement être réalisé dans un matériau non abrasif pour le matériau minéral considéré, de préférence en un métal présentant un compromis entre dureté et mollesse afin de maintenir et garantir la forme de la tête et, d'autre part, permettre aux particules abrasives de s'y implanter.
[0016] Puisque les fentes 210 et 220 débouchent aussi sur la surface périphérique cylindrique de la tête 20a de l'outil, elles y forment également des arêtes de coupe qui permettent à l'outil de creuser latéralement le matériau dur à l'aide de l'abrasif en cas de mouvement relatif transversal entre l'outil et l'objet à usiner.
[0017] On notera encore que l'on peut configurer une fente de l'outil 20 de sorte qu'elle joue en outre le rôle de canal d'acheminement des particules abrasives sur la zone d'usinage.
Cette fente fait alors partie intégrante des moyens d'acheminement des particules abrasives et peut remplacer ou compléter le conduit d'amenée 52 de la fig. 1.
[0018] Les fig. 3 à 5 montrent une partie d'une glace de montre 50 formée d'une plaque 38 en matière cristalline dure telle que le saphir, dans l'épaisseur de laquelle est façonnée une lentille convergente 39 dont une surface optique sphérique 380 est formée par le fond d'un évidement 51 creusé dans l'épaisseur de la matière de la glace. L'autre surface optique de la lentille 39 peut être plane; elle est constituée ici par la face supérieure 52 de la glace 50. Dans cet exemple, la plaque 38 est plane, mais elle pourrait être non plane, par exemple légèrement bombée.
Comme sa courbure n'a pas d'importance particulière dans le cadre de la présente invention, on se référera par la suite à un plan 53 qui est tangent à la face inférieure 54 de la plaque 38 dans la région de la lentille 39.
[0019] Dans la fig. 3, qui représente la face inférieure de la glace 50, on voit que la lentille 39 présente en plan une forme oblongue, ayant un contour allongé dont les deux extrémités sont en forme de demi-cercles 56 et 57 de rayons égaux et sont reliées l'une à l'autre par des côtés rectilignes et parallèles 58 et 59.
Ces côtés correspondent à deux parois latérales de l'évidement 51, qui sont perpendiculaires au plan 53 et parallèles à l'axe central 40 de la lentille 39.
[0020] La forme oblongue de la lentille 39 permet avantageusement d'agrandir une indication donnée sous une forme allongée au niveau du cadran de la montre, par exemple l'affichage du nom d'un jour ou d'un mois.
[0021] Le façonnage de la lentille 39 dans la plaque 38 consiste principalement à creuser l'évidement 51 dans l'épaisseur de la matière de la plaque. Cette opération peut être effectuée au moyen de l'installation représentée en fig. 1, que l'on considérera en combinaison avec les fig. 3 à 5.
[0022] De préférence, la broche 16 est équipée de l'outil rotatif 20 représenté en fig. 2.
La plaque de saphir 38 étant fixée sur le posage 36 de manière que l'axe 40 de la lentille 39 coïncide avec l'axe de rotation 42 de l'outil 20, on met l'outil en rotation suivant la flèche A, on l'abaisse progressivement suivant la flèche D en direction de la plaque 38 et simultanément on impose un mouvement d'oscillation en va-et-vient de la broche 28 autour de son axe 44 comme le montre la flèche B. L'amplitude de l'oscillation est limitée à un angle alpha (représenté en fig. 5) de chaque côté de l'axe 40 de la lentille, pour déterminer la longueur maximale D de la lentille. La broche 28 impose cette oscillation à l'ensemble formé par les éléments 30, 32, 36 et 38 représentés dans la fig. 1. Il importe que cet ensemble ne tourne pas autour de l'axe 40, contrairement au cas du façonnage d'une lentille circulaire décrit plus haut.
On pourrait donc simplifier l'installation de la fig. 1 en supprimant l'arbre 32 et la possibilité de rotation de la table 30 autour de l'axe 40.
[0023] En observant la fig. 5, on comprend que pendant les mouvements décrits ci-dessus, la surface frontale active 200 de l'outil 20 entre en contact avec la plaque 38 et, à l'aide d'un mélange 500 de particules abrasives avec un liquide, va éroder progressivement le saphir pour creuser l'évidement 51.
Comme la surface frontale 200 de l'outil a une forme concave sphérique de rayon R et que l'axe d'oscillation 44 se trouve à la même distance R de la future surface optique 380 de la lentille, cette surface sera effectivement une portion de sphère dont le centre C se trouve à l'intersection des axes 40 et 44.
[0024] De cette façon, l'outil 20 creuse dans la plaque 38 une rainure de profondeur variable ayant en plan la forme représentée en fig. 3, c'est-à-dire une rainure rectiligne ayant des extrémités semi-circulaires dont le diamètre est égal au diamètre d de la tête de l'outil.
La rainure est rectiligne parce que l'axe d'oscillation 44 est parallèle au plan 53 de la plaque, si bien que la trajectoire en arc de cercle du centre de l'outil 20 sur la surface sphérique 380 est projetée perpendiculairement sur le plan 53 sous forme d'un segment rectiligne.
[0025] Lorsque le creusement de l'évidement 51 est achevé, la surface optique 380 nécessite seulement un polissage de finissage. Celui-ci peut s'effectuer en même temps que le polissage de la face inférieure de la glace, au moyen d'une brosse rotative avec adjonction d'un agent de polissage contenant de la poudre de diamant très fine.
L'autre face de la glace peut être polie de la même façon.
[0026] Bien que l'utilisation de l'outil 20 décrit plus haut soit particulièrement avantageuse, il est aussi possible de creuser l'évidement oblong 51 au moyen d'un outil différent, par exemple une meule ayant une face frontale concave ou annulaire.
[0027] La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 3 et représente une variante dans laquelle la glace de montre 50 comporte une lentille oblongue 60 ayant une forme analogue à celle de la lentille 39, mais incurvée, par exemple pour donner une vue agrandie d'une indication présentée dans un guichet incurvé, comme on en prévoit parfois dans la position douze heures d'un cadran de montre.
Le contour de la lentille 60 présente deux extrémités en demi-cercles 61 et 62 de rayons égaux, qui sont reliées l'une à l'autre par des côtés incurvés 63 et 64 en forme d'arcs parallèles ayant des rayons de courbure beaucoup plus grands que ceux des extrémités 61 et 62.
[0028] L'évidement dont le fond forme la surface sphérique de la lentille 60 peut être façonné dans l'installation de la fig. 1 de la même manière que l'évidement 51 décrit plus haut, à condition que la plaque 38 soit placée parallèlement à un plan 66 incliné par rapport à l'axe d'oscillation 44. Pour ce faire, il suffit d'utiliser un posage 36 dont la face supérieure est inclinée suivant le plan 66.
Ainsi, l'arc de cercle parcouru par le centre de l'outil 20 sur la surface sphérique de la lentille sera projeté perpendiculairement au plan 66, donc aussi au plan 53 de la glace, sous forme d'un arc d'ellipse. Comme la longueur de la lentille 60 est relativement petite par rapport au rayon de courbure de cet axe, sa forme en plan est proche d'un arc de cercle. La fig. 7 est une vue analogue aux fig. 3 et 6 et représente une variante dans laquelle la glace de montre 50 comporte une lentille oblongue 70 ayant une forme analogue à celle de la lentille 39, mais un peu plus large à mi-longueur qu'aux extrémités.
Le contour de la lentille 70 présente deux extrémités en demi-cercles 71 et 72 de rayons égaux, qui sont reliées l'une à l'autre par des côtés incurvés 73 et 74 en forme d'arcs ayant des courbures respectives opposées, dont les rayons sont beaucoup plus grands que ceux des extrémités 71 et 72.
[0029] L'évidement dont le fond forme la surface sphérique de la lentille 70 peut être façonné dans l'installation de la fig. 1 en effectuant les mêmes mouvements que pour façonner l'évidement 51 décrit plus haut et en effectuant simultanément un petit mouvement d'oscillation transversale de la plaque 38 ou de l'outil 20 autour d'un axe perpendiculaire aux axes 40 et 44 et passant par le point C.
La phase de l'oscillation transversale doit simplement être décalée de pi /2 par rapport à celle de l'oscillation B effectuée autour de l'axe 44.
[0030] La description qui précède montre que la sélection d'une forme particulière de la lentille permet de fabriquer une glace de montre en matière cristalline dure avec lentille allongée incorporée d'une manière plus simple et moins longue que par le procédé décrit dans le document EP 0 947 895, par exemple en utilisant la même installation que pour le façonnage d'une lentille circulaire dans la glace de montre ou une installation encore plus simple.
The present invention relates to a watch crystal hard crystalline material, including corundum, sapphire or spinel, comprising a non-circular optical lens whose optical surface is formed by the bottom of a recess dug in the thickness of the Ice matter. The invention also relates to a method of manufacturing such a lens.
The patent application EP 0 947 895 relates to a watch window of this kind, having a non-circular lens of any shape, for example rectangular. Such elongated convergent lenses are well suited to facilitate the reading of indications displayed in an elongated aperture of the dial of the watch, for example the indication of the day of the week, possibly with an indication of the date next to the day.
The patent application discloses a manufacturing method in which the recess is evacuated in the ice by ultrasound, using a sonotrode having the same plane contour as the lens. The surfaces of the recess are then polished by striking them with the bristles of a brush in the presence of a polishing agent.
Although this known method allows to achieve a lens of any shape in the thickness of a watch glass, its implementation is relatively expensive, especially because the surfaces thus machined by ultrasound are dull and therefore require a lot of polishing work inside the recess.
The present invention aims to avoid these disadvantages by choosing a particular form of the elongate lens,
so that it can be performed in a simpler and less expensive way than with the aforementioned method.
For this purpose, there is provided a watch crystal of the kind indicated above in the preamble, characterized in that, in plan view, the recess has an elongated contour whose two ends are substantially half-shaped. - circles of equal rays. Preferably, these two semi-circular ends of the contour are connected to each other by parallel sides, which may be straight or slightly curved.
As will be described in detail below, the choice of such a so-called oblong shape allows to dig the recess in the hard material of the watch glass by means of a rotary tool whose diameter is substantially equal to that of the semicircular terminals of the recess.
A simple relative lateral oscillation movement between the ice and the tool during digging produces an elongate recess as a round-ended groove. Thus, an elongated spherical surface lens having a shape that is both elegant and effective can be obtained to enlarge the indications that are displayed, for example, behind an elongated window of the dial or in a liquid crystal display incorporated in the dial.
A method for shaping such an oblong lens in a watch crystal of hard crystalline material is defined in claim 5.
Other features and advantages of the present invention will appear in the following description of various embodiments, presented by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:
<tb> fig. 1 <sep> represents a known machining installation for shaping a convex spherical surface lens in a hard and transparent mineral material, in particular in a watch crystal according to the invention, by using a rotary tool,
<tb> fig. 2 <sep> is a perspective view of the head of a rotary tool used to implement the invention in the installation shown in FIG. 1
<tb> fig. 3 <sep> is a plan view of the preferred form of an elongated lens in a sapphire watch crystal according to the invention, this ice being viewed from below,
<tb> fig. 4 <sep> is an enlarged sectional view along the line IV-IV of FIG. 3
<tb> fig. 5 <sep> is an enlarged sectional view along the line V-V of FIG. 3 and shows the use of the tool of FIG. 2 for machining the spherical lens,
<tb> fig. 6 <sep> represents another form of an elongate lens in a watch crystal according to the invention, and
<tb> fig. 7 <sep> represents yet another form of an elongate lens in a watch crystal according to the invention.
The machining installation shown in FIG. 1 is essentially similar to the installation described in the patent application EP 0 123 891 of the same applicant. It comprises a frame 10 on which are mounted a bracket 12 and a doll 14. The bracket 12 carries a pin 16 at the end of which is a rotary tool 20, of the same axis 42 as the pin, having a substantially cylindrical body finished by a head 20a intended to come into contact with an area of the mineral material to be machined. A pulley 18 mounted on the spindle 16 serves to drive it in rotation about the axis 42 as indicated by the arrow A, by means of a motor not shown.
The bracket 12 further comprises slides 22, 24 and 26 allowing, in a manner quite conventional, the displacement of the tool 20 along three orthogonal axes. The slide 22 allows, using a micrometer screw 23, to move the tool along the arrow D along its axis of rotation 42, while the slides 24 and 26 allow, using micrometer screws 25 and 27, to move the tool 20 in a horizontal plane in two perpendicular directions.
The doll 14 carries a pin 28 whose end 28a adjacent to the bracket 12 is, thanks to a bend 28b, offset downwardly relative to the axis of rotation 44 of the pin 28. A table 30 is mounted on a shaft 32 which is perpendicular to the axis 44 of the pin 28 and which pivots in the end 28a.
This shaft carries a pulley 34 which makes it possible to drive it in rotation around an axis 40 which is the central optical axis of the lens to be shaped, thanks to a motor not shown in the figure. A posture 36, integral with the table 30, makes it possible to fix a plate 38 made of a hard and transparent mineral material of the sapphire, corundum or spinel type, this plate forming a watch glass in which it is desired to fashion a lens 39. here a thickness such that the distance between the axis 44 of the pin 28 and the upper point of the spherical surface that is desired to shape (that is to say the point located on the axis 40 of the lens) is equal to the radius of curvature R that must present this spherical surface.
Finally, the pin 28 is associated with drive means 45 for positioning and imparting a small amplitude oscillating movement about its axis 44, as indicated by the double arrow B.
Thus, the installation has several possibilities for driving and positioning the tool 20 and the plate 38 and allows to implement different processes for shaping the lens 39. It will be seen later that the selection a particular operating mode of the installation allows to shape an oblong lens according to the principles of the present invention.
For the shaping of a circular lens, which is the subject of the aforementioned EP 0 123 891 application, the tool 20 and the setting 36 are both rotated in opposite directions of rotation.
On the contrary, to shape an oblong lens according to the present invention as will be explained later, the setting 36 or the plate 38 is not rotated around the axis 40.
It will also be noted that the machining installation comprises means for conveying abrasive particles to the area of the mineral material where the desired shape is to be shaped. These conveying means are illustrated schematically in FIG. 1 and mainly comprise a reservoir 50 containing a fluid carrying abrasive particles (for example a diamond powder suspended in an oil) and a supply conduit 52 for conveying this fluid to the machining zone.
Fig. 2 shows in perspective the end portion of a type of rotary tool 20 that can be used advantageously, but not exclusively, to shape an oblong lens according to the invention.
The body of the rotary tool 20 is terminated by a substantially cylindrical head 20a having a front surface 200 in the form of a concave spherical cap whose radius of curvature corresponds to the radius of curvature R of the convex spherical optical surface to be shaped. In this case, the implementation of the tool in the installation shown in FIG. 1 implies that the axis 40 of the lens 39, the axis 42 of the pin 16 and the axis 44 of the pin 28 intersect at a point C corresponding to the center of curvature of the convex spherical surface 380 to be shaped in the plate 38 of mineral material, as seen in more detail in FIGS.
4 and 5.
The head 20a of the tool has at least one slot, and preferably two slots 210, 220 substantially rectilinear and perpendicular, which form a pair of corresponding perpendicular openings 210a, 220a on the front surface 200 of the tool . Each opening formed by the corresponding slot allows the abrasive particles to lodge and accumulate therein to form, on the surface of the head of the tool, an excrescence with high abrasive power having the function of a cutting edge , the rotary tool thus constituting a matrix in which the abrasive particles can be implanted in a suitable configuration allowing the abrasion of the mineral material to be shaped.
The tool 20 can advantageously be made in a non-abrasive material for the mineral material in question, preferably in a metal having a compromise between hardness and softness in order to maintain and guarantee the shape of the head and, secondly, to allow abrasive particles to implant there.
Since the slots 210 and 220 also open on the cylindrical peripheral surface of the head 20a of the tool, they also form cutting edges which allow the tool to laterally dig the hard material with the aid of the abrasive in case of transverse relative movement between the tool and the object to be machined.
Note also that one can configure a slot of the tool 20 so that it also plays the role of routing the abrasive particles on the machining area.
This slot is then an integral part of the conveyance means of the abrasive particles and can replace or supplement the supply conduit 52 of FIG. 1.
Figs. 3 to 5 show a portion of a watch crystal 50 formed of a plate 38 of hard crystalline material such as sapphire, in the thickness of which is formed a convergent lens 39, a spherical optical surface 380 is formed by the bottom of a recess 51 dug in the thickness of the ice matter. The other optical surface of the lens 39 may be flat; it is constituted here by the upper face 52 of the ice 50. In this example, the plate 38 is flat, but it could be non-flat, for example slightly curved.
As its curvature is not of particular importance in the context of the present invention, reference will be made thereafter to a plane 53 which is tangential to the lower face 54 of the plate 38 in the region of the lens 39.
In FIG. 3, which represents the lower face of the ice 50, it can be seen that the lens 39 has an oblong shape in plan, having an elongated outline whose two ends are in the form of half-circles 56 and 57 of equal radius and are connected to each other. to one another by straight and parallel sides 58 and 59.
These sides correspond to two side walls of the recess 51, which are perpendicular to the plane 53 and parallel to the central axis 40 of the lens 39.
The oblong shape of the lens 39 advantageously makes it possible to enlarge a given indication in an elongated form at the level of the dial of the watch, for example the display of the name of a day or a month.
The shaping of the lens 39 in the plate 38 consists mainly in digging the recess 51 in the thickness of the material of the plate. This operation can be performed by means of the installation shown in FIG. 1, which will be considered in combination with FIGS. 3 to 5.
Preferably, the pin 16 is equipped with the rotary tool 20 shown in FIG. 2.
The sapphire plate 38 being fixed on the setting 36 so that the axis 40 of the lens 39 coincides with the axis of rotation 42 of the tool 20, the tool is rotated according to the arrow A, the progressively lowers along the arrow D in the direction of the plate 38 and at the same time a reciprocating movement is imposed on the spindle 28 about its axis 44 as shown by the arrow B. The amplitude of the oscillation is limited to an alpha angle (shown in Fig. 5) on each side of the axis 40 of the lens, to determine the maximum length D of the lens. The pin 28 imposes this oscillation on the assembly formed by the elements 30, 32, 36 and 38 shown in FIG. 1. It is important that this assembly does not rotate about the axis 40, unlike the case of shaping a circular lens described above.
It could therefore simplify the installation of FIG. 1 by removing the shaft 32 and the possibility of rotation of the table 30 about the axis 40.
By observing FIG. 5, it is understood that during the movements described above, the active frontal surface 200 of the tool 20 comes into contact with the plate 38 and, using a mixture of 500 abrasive particles with a liquid, will erode gradually sapphire to dig the recess 51.
Since the front surface 200 of the tool has a spherical concave shape of radius R and the oscillation axis 44 is at the same distance R from the future optical surface 380 of the lens, this surface will effectively be a portion of sphere whose center C is at the intersection of axes 40 and 44.
In this way, the tool 20 digs into the plate 38 a groove of variable depth having in plan the form shown in FIG. 3, that is to say a rectilinear groove having semicircular ends whose diameter is equal to the diameter d of the head of the tool.
The groove is rectilinear because the oscillation axis 44 is parallel to the plane 53 of the plate, so that the arcuate trajectory of the center of the tool 20 on the spherical surface 380 is projected perpendicular to the plane 53 in the form of a rectilinear segment.
When the digging of the recess 51 is completed, the optical surface 380 only requires polishing finishing. This can be carried out at the same time as the polishing of the underside of the ice, by means of a rotating brush with the addition of a polishing agent containing very fine diamond powder.
The other side of the ice can be polished in the same way.
Although the use of the tool 20 described above is particularly advantageous, it is also possible to dig the oblong recess 51 by means of a different tool, for example a grinding wheel having a concave or annular front face .
FIG. 6 is a view similar to FIG. 3 and shows a variant in which the watch crystal 50 comprises an oblong lens 60 having a shape similar to that of the lens 39, but curved, for example to give an enlarged view of an indication presented in a curved aperture, as sometimes in the twelve o'clock position of a watch dial.
The contour of the lens 60 has two half-circle ends 61 and 62 of equal radius, which are connected to one another by curved sides 63 and 64 in the form of parallel arcs having much greater radii of curvature. larger than those of the ends 61 and 62.
The recess whose bottom forms the spherical surface of the lens 60 may be shaped in the installation of FIG. 1 in the same way as the recess 51 described above, provided that the plate 38 is placed parallel to a plane 66 inclined relative to the axis of oscillation 44. To do this, simply use a posage 36 whose upper face is inclined along the plane 66.
Thus, the arc traversed by the center of the tool 20 on the spherical surface of the lens will be projected perpendicular to the plane 66, so also to the plane 53 of the ice, in the form of an elliptical arc. Since the length of the lens 60 is relatively small relative to the radius of curvature of this axis, its planar shape is close to an arc of a circle. Fig. 7 is a view similar to FIGS. 3 and 6 and shows a variant in which the watch glass 50 has an oblong lens 70 having a shape similar to that of the lens 39, but slightly wider at mid-length than at the ends.
The outline of the lens 70 has two half-circle ends 71 and 72 of equal radius, which are connected to one another by curved sides 73 and 74 in the form of arcs having respective opposite curvatures, the rays are much larger than those of the ends 71 and 72.
The recess whose bottom forms the spherical surface of the lens 70 can be shaped in the installation of FIG. 1 by performing the same movements as for shaping the recess 51 described above and simultaneously performing a small transverse oscillation movement of the plate 38 or the tool 20 about an axis perpendicular to the axes 40 and 44 and passing by the point C.
The phase of the transverse oscillation must simply be shifted by ft / 2 with respect to that of the oscillation B performed around the axis 44.
The foregoing description shows that the selection of a particular shape of the lens makes it possible to manufacture a hard crystalline watch ice with an elongated lens incorporated in a simpler and shorter way than by the method described in FIG. EP 0 947 895, for example using the same installation as for shaping a circular lens in the watch glass or an even simpler installation.