[0001] La présente invention appartient au domaine des ressorts spiraux pour mouvements d'horlogerie mécaniques.
[0002] Selon les techniques connues, les ressorts spiraux pour mouvements d'horlogerie mécaniques sont fabriqués par étirage et pliés. Ces ressorts en forme de spirale d'Archimède présentent notamment l'inconvénient de voir leur centre de gravité se déplacer constamment pendant l'oscillation. Il est possible de compenser dans une assez large mesure ce déplacement du centre de gravité, qui nuit à l'isochronisme, en donnant une épaisseur différente à certains endroits des spires du ressort. De tels ressorts à épaisseur variable ne peuvent toutefois pas être obtenus au moyen de la technique classique. Il est possible de produire de tels ressorts à épaisseur différenciée, par exemple, par électroformage ou moulage pour ce qui est des spiraux métalliques et usinage chimique pour des spiraux en silicium.
[0003] Cependant, récemment, le Musée international de l'horlogerie a mis à la disposition du public des essais relatifs à un spiral plat en silicium. Ces essais ont fait l'objet d'un article dans la Revue Montres Passion (novembre 2003, p. 72-73). L'article montre un spiral plat au silicium, à épaisseur variable selon les spires, avec une virole venue d'une pièce avec le spiral. Ce spiral a été découpé dans une plaque de silicium.
[0004] Les avantages des ressorts au silicium, qu'il s'agisse de verre, de cristal de quartz ou de silicium pur, sont connus: amagnétisme, légèreté, élasticité supérieure à celle de l'acier et possibilité de découpage extrêmement précis.
[0005] Le ressort spiral en silicium dont le dessin a été publié par le Musée International de l'Horlogerie (Montres Passion, eod. loc.) présente une virole de forme classique, c'est-à-dire constituée d'un cylindre simplement fendu. Or, cette configuration présente l'inconvénient de ne pas assurer un centrage parfait du ressort sur l'axe. En outre, pour ce qui est des ressorts en silicium, la fragilité du matériau rend problématique la fixation sur l'axe par chassage, en raison des risques de rupture.
[0006] D'autre part, l'inconvénient des ressorts composés essentiellement de silicium, ou en silicium pur ou dopé, réside dans le coefficient thermique: à ce jour, tous les essais montrent que les ressorts composés en majeure partie de silicium ou en silicium voient la période du balancier auquel ils sont associés varier assez fortement avec la température.
[0007] La présente invention vise à fournir un spiral pour mouvement d'horlogerie venu d'une pièce avec la virole, cette dernière étant configurée de manière à permettre un centrage amélioré sur l'axe du balancier. Elle s'applique plus particulièrement à des spiraux en silicium dopé de façon à compenser les effets des variations de température sur la période.
[0008] L'invention est définie dans les revendications.
[0009] Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
[0010] Il s'agit d'une vue de dessus de la partie centrale d'un spiral, qui montre quelques spires centrales et la virole.
[0011] La virole 1 présente dans sa paroi intérieure cinq échancrures 2 qui laissent subsister cinq excroissances allongées et en arc de cercle qui forment autant de ressorts 3 qui s'étendent dans son alésage 4. La courbe de ces ressorts 3 n'est donc pas parallèle au cercle qui délimite l'alésage 4, mais dévie vers l'intérieur de cet alésage.
[0012] Dans une forme préférée d'exécution de l'invention, le ressort spiral est en silicium et est découpé par attaque chimique, selon une technique connue. Il est aussi possible d'utiliser la gravure par plasma directif (ICP).
[0013] Afin de compenser l'effet des variations de température, et dans une forme préférée de l'invention, le silicium composant les spiraux est dopé au sodium. Il est également possible de le doper avec d'autres corps simples ou métaux tels que le bore ou le zirconium. Ces substances peuvent, selon les nécessités, être utilisées séparément ou en combinaison, dans des proportions que des essais permettront de déterminer.
[0014] Lorsque l'axe est introduit dans l'alésage 4 de la virole, les ressorts s'écartent et exercent une pression sur l'axe. La pression de chaque ressort 3 étant égale à celle exercée par chacun des autres ressorts, la virole est parfaitement centrée. N'étant pas chassée, la virole n'est pas exposée à se fissurer ou à se casser. La pression des ressorts ne suffit pas à assurer le maintien de la virole en place sur l'axe dans le sens axial et dans le sens de rotation. Le blocage de la virole pourra être assuré par collage ou par une rondelle d'acier chassée.
[0015] Les avantages du spiral selon l'invention sont une mise en oeuvre simplifiée, la suppression de l'opération de virolage, le positionnement parfait du spiral qu'il s'agisse du centrage ou du plat, la suppression des retouches, la possibilité de réaliser des viroles très petites et équilibrées et la suppression de l'ajustement précis du diamètre de l'axe.
[0016] La forme et le nombre des ressorts ne sont évidemment pas limités à ceux qui sont mentionnés ici et représentés dans les dessins.
[0017] L'invention est applicable avant tout aux spiraux plats.
The present invention belongs to the field of spiral springs for mechanical clockwork movements.
According to known techniques, the spiral springs for mechanical watch movements are made by stretching and folded. These Archimedes spiral-shaped springs have the disadvantage of having their center of gravity constantly move during the oscillation. It is possible to compensate to a large extent for this displacement of the center of gravity, which impairs the isochronism, giving a different thickness in some places of the turns of the spring. Such springs of variable thickness, however, can not be obtained using the conventional technique. It is possible to produce such differentially thickened springs, for example, by electroforming or molding for metal spirals and chemical machining for silicon spirals.
However, recently, the International Museum of Watchmaking has made available to the public tests relating to a flat spiral silicon. These essays were the subject of an article in the Montres Passion Review (November 2003, pp. 72-73). The article shows a flat spiral silicon, with variable thickness according to the turns, with a ferrule coming from a piece with the spiral. This spiral was cut in a silicon wafer.
The advantages of silicon springs, whether it is glass, quartz crystal or pure silicon, are known: non-magnetism, lightness, elasticity superior to that of steel and extremely precise cutting possibility.
The spiral spring silicon whose design has been published by the International Museum of Watchmaking (Watches Passion, eod.loc.) Has a ferrule of conventional shape, that is to say consisting of a cylinder simply split. However, this configuration has the disadvantage of not ensuring perfect centering of the spring on the axis. In addition, with regard to the silicon springs, the fragility of the material makes it difficult to fix on the axis by driving, because of the risk of rupture.
On the other hand, the disadvantage of springs composed essentially of silicon, or pure or doped silicon resides in the thermal coefficient: to date, all the tests show that the springs mainly composed of silicon or silicon. silicon see the pendulum period to which they are associated vary quite strongly with temperature.
The present invention aims to provide a hairspring for clockwork come from a piece with the ferrule, the latter being configured to allow an improved centering on the axis of the pendulum. It applies more particularly to doped silicon spirals so as to compensate for the effects of temperature variations over the period.
The invention is defined in the claims.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the invention.
This is a top view of the central part of a spiral, which shows some central turns and the ferrule.
The ferrule 1 has in its inner wall five indentations 2 which leave five elongated protrusions and arcuate which form as many springs 3 which extend into its bore 4. The curve of these springs 3 is not not parallel to the circle which delimits the bore 4, but deviates towards the inside of this bore.
In a preferred embodiment of the invention, the spiral spring is silicon and is etched by etching, according to a known technique. It is also possible to use directional plasma etching (ICP).
In order to compensate for the effect of temperature variations, and in a preferred form of the invention, the silicon component of the spirals is doped with sodium. It is also possible to dope it with other simple bodies or metals such as boron or zirconium. These substances may, if necessary, be used separately or in combination, in proportions that tests will determine.
When the axis is introduced into the bore 4 of the ferrule, the springs deviate and exert a pressure on the axis. The pressure of each spring 3 being equal to that exerted by each of the other springs, the ferrule is perfectly centered. Not being driven out, the ferrule is not exposed to cracking or breaking. The pressure of the springs is not sufficient to ensure the maintenance of the ferrule in place on the axis in the axial direction and in the direction of rotation. The blocking of the ferrule may be provided by gluing or by a discarded steel washer.
The advantages of the hairspring according to the invention are a simplified implementation, the removal of the flotation operation, the perfect positioning of the hairspring whether it is the centering or the flat, the removal of retouches, the possibility of making very small and balanced shells and the suppression of the precise adjustment of the diameter of the axis.
The shape and number of springs are obviously not limited to those mentioned here and shown in the drawings.
The invention is applicable above all to flat spirals.