CH711213A2 - Pièce comportant une adaptation géométrique de la surface de contact à assembler par soudage avec un autre organe. - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à une pièce (55), notamment un ensemble spiral et virole monobloc, comportant au moins une face (50, 52, 56) avec une géométrie capable de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce (55) pour améliorer son soudage. La pièce peut être à base de silicium ou de céramique et peut trouver des applications dans le domaine de l’horlogerie.

Description

Domaine de l’invention

[0001] L’invention se rapporte à une pièce surface de soudage améliorée et, plus précisément, une telle pièce permettant une adaptation de sa surface pour un soudage amélioré.

Arrière-plan de l’invention

[0002] Il est connu du document PCT/EP 2015/061 774 de former un composant horloger à partir d’une pièce comportant un matériau à base de silicium ou de céramique qui est directement soudé par rayonnement électromagnétique sur une autre pièce comme, par exemple, un métal ou un alliage métallique.

[0003] Dans le cadre de ce développement, il est apparu important que l’interstice entre les pièces ne devait pas excéder 0,5 micromètre sous peine que celles-ci ne puissent pas être soudées.

Résumé de l’invention

[0004] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant une nouvelle pièce avec au moins une surface de contact autorisant une adaptation géométrique garantissant son assemblage avec un autre organe par soudage.

[0005] A cet effet, selon un premier mode de réalisation, l’invention se rapporte à une pièce comportant un corps agencé pour coopérer avec un organe muni d’une surface sensiblement horizontale et d’une surface sensiblement verticale caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une face avec une paroi oblique adjacente à une paroi parallèle afin de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce pour améliorer son soudage.

[0006] Selon le premier mode de réalisation, la pièce offre avantageusement une face avec une surface de soudage réduite combinée à une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce pour diminuer l’interstice à une valeur garantissant son soudage.

[0007] A cet effet, selon un deuxième mode de réalisation, l’invention se rapporte à une pièce comportant un corps agencé pour coopérer avec un organe muni d’une surface sensiblement horizontale et d’une surface sensiblement verticale caractérisée en ce que la pièce comporte au moins une face avec une paroi partiellement ajourée afin de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce pour améliorer son soudage.

[0008] Selon le deuxième mode de réalisation, la pièce offre avantageusement une partie flexible capable de s’adapter à la géométrie d’un organe combinée à une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce pour diminuer l’interstice à une valeur garantissant son soudage.

[0009] Enfin, l’invention se rapporte à un composant comportant un organe muni d’une surface sensiblement horizontale et d’une surface sensiblement verticale et une pièce selon la revendication 1 ou 2 montée sur l’organe, caractérisé en ce que ladite au moins une face de la pièce est ajustée sur la surface sensiblement verticale ou sur la surface sensiblement horizontale de l’organe.

[0010] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention: la pièce est à base de silicium ou à base de céramique; la pièce comporte en outre au moins un revêtement partiel de métal, d’oxyde de silicium, de nitrure de silicium, de carbure de silicium ou d’un allotrope du carbone; l’organe comporte un alliage de fer, un alliage de cuivre, du nickel ou un de ses alliages, du titane ou un de ses alliages, de l’or ou un de ses alliages, de l’argent ou un de ses alliages, du platine ou un de ses alliages, du ruthénium ou un de ses alliages, du rhodium ou un de ses alliages ou du palladium ou un de ses alliages.

Description sommaire des dessins

[0011] D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: <tb>la fig. 1<SEP>est une vue en perspective d’un résonateur balancier -spiral; <tb>la fig. 2<SEP>est une représentation en perspective d’un spiral selon l’invention; <tb>la fig. 3<SEP>est une représentation en perspective d’un arbre de balancier selon l’invention; <tb>la fig. 4<SEP>est une représentation en coupe d’un assemblage selon le document PCT/EP2015/061774; <tb>la fig. 5<SEP>est une représentation en coupe d’un assemblage selon un premier mode de réalisation de l’invention; <tb>la fig. 6<SEP>est une représentation en coupe d’un assemblage selon une variante d’un premier mode de réalisation de l’invention; <tb>la fig. 7<SEP>est une représentation en coupe d’un assemblage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention; <tb>la fig. 8<SEP>est une représentation en perspective d’une pièce selon l’invention; <tb>la fig. 9<SEP>est une représentation en coupe d’un assemblage selon une combinaison des premier et deuxième modes de réalisation de l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

[0012] L’invention se rapporte à un composant formé à l’aide d’une pièce dont le matériau ne comporte pas de domaine plastique utilisable, c’est-àdire avec un domaine plastique très restreint, avec un organe comportant le même type de matériau ou un autre type de matériau.

[0013] Ce composant a été imaginé pour des applications dans le domaine horloger et est rendu nécessaire par la part croissante que tiennent les matériaux fragiles comme ceux à base de silicium ou de céramique. On peut, à titre d’exemple, envisager de former un boîtier, un cadran, un réhaut, une glace, une lunette, un poussoir, une couronne, un fond de boîtier, une aiguille, un bracelet, un spiral, un balancier, une ancre, un pont, une masse oscillante ou même un mobile comme une roue d’échappement totalement ou partiellement à base de matériaux fragiles.

[0014] Préférentiellement, le matériau à base de silicium utilisé pour la réalisation du spiral compensateur peut être du silicium monocristallin quelle que soit son orientation cristalline, du silicium monocristallin dopé quelle que soit son orientation cristalline, du silicium amorphe, du silicium poreux, du silicium polycristallin, du nitrure de silicium, du carbure de silicium, du quartz quelle que soit son orientation cristalline ou de l’oxyde de silicium. Bien entendu d’autres matériaux peuvent être envisagés comme un verre, une céramique, un cermet, un métal ou un alliage métallique. De plus, la première pièce à base de silicium peut en outre comporter optionnellement au moins un revêtement partiel d’oxyde de silicium, de nitrure de silicium, de carbure de silicium ou d’un allotrope du carbone suivant les applications prévues du composant horloger.

[0015] Par simplification, l’explication ci-dessous sera portée sur un assemblage entre un spiral et un arbre de balancier. A la fig. 1 , on peut voir un résonateur 1 dans lequel le spiral 5 est utilisé pour compenser thermiquement l’ensemble du résonateur 1, c’est-à-dire toutes les parties et notamment le balancier 3 monté sur le même arbre 7 de balancier. Le résonateur 1 coopère avec un système d’entretien comme, par exemple, un échappement à ancre suisse (non représenté) coopérant avec la cheville 9 du plateau 11 également monté sur l’arbre 7.

[0016] Un spiral compensateur 15 est mieux visible à la fig. 2 . Il comporte une lame unique 16 s’enroulant sur elle-même entre une spire interne 19 venue de forme avec une virole 17 et une spire externe 12 comportant une extrémité 14 destinée à être pitonnée. Comme visible à la fig. 2 , afin d’améliorer l’isochronisme du résonateur dans lequel est utilisé le spiral 15, ce dernier comporte une spire interne 19 comprenant une courbe du type Grossmann et une spire externe 12 comprenant une portion épaissie 13 par rapport au reste du spiral 15. Enfin, on peut voir que la virole 17 comporte une bande unique s’étendant selon une forme sensiblement triangulaire afin que la virole montre un caractère élastique lorsqu’elle est ajustée sur l’axe notamment pour autoriser son centrage par rapport à ce dernier.

[0017] Un arbre 27 est mieux visible à la fig. 3 . Il comporte notamment plusieurs diamètres 22, 24, 26 destinés à recevoir respectivement le spiral, le balancier et le plateau. Comme illustré à la fig. 3 , le diamètre 22 comporte une tige 21 cylindrique bordée dans sa partie inférieure par une portée 23.

[0018] Comme illustré à la fig. 4 , le diamètre 22 est destiné à recevoir, entre la tige 21 et la portée 23, la virole 17 du spiral 15. Plus précisément, la face intérieure 20 de la virole 17 est plaquée élastiquement contre la surface externe de la tige 21 et la face inférieure 18 de la virole 17 est plaquée contre la portée 23. Enfin, comme visible sous la référence 28, la tige 21 et/ou la portée 23 sont soudés à la virole 17 comme enseigné dans le document PCT/EP 2015/061 774.

[0019] Toutefois, dans le cadre du développement de l’enseignement du document PCT/EP 2015/061 774, il est rapidement ressorti que l’interstice entre les pièces ne doit pas excéder 0,5 micromètre sous peine que celles-ci ne puissent pas être soudées.

[0020] Selon un premier mode de réalisation, la pièce comporte une surface de contact réduite, voire limitée à une ligne de contact, pour garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce afin de diminuer l’interstice avec un organe à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0021] Ainsi, dans le premier mode de réalisation, la pièce à surface de soudage améliorée formant un spiral 35 comporte un corps, formant notamment une virole 37, agencé pour coopérer avec un organe 27 muni d’une surface sensiblement horizontale 23 et d’une surface sensiblement verticale 21. Selon le premier mode de réalisation, la pièce 35 comporte au moins une face avec une paroi oblique 31 adjacente à une paroi parallèle 30 afin de réduire la surface de soudage de la pièce.

[0022] Comme visible à la fig. 5 , en comparaison de la fig. 4 , ladite au moins une face de la pièce forme une paroi oblique 31 partant de la surface inférieure 32 (destinée à être montée sur la portée 23 sensiblement horizontale) puis une paroi parallèle 30 adjacente (qui est sensiblement perpendiculaire par rapport à la face inférieure 32) jusqu’à la surface supérieure 36. On comprend donc que la face inférieure 32 comporte une largeur plus restreinte que la face inférieure 18 de la fig. 4 . On comprend donc que la paroi oblique 31 forme un cône.

[0023] On comprend que ce premier avantage s’additionne à une configuration isostatique de l’ajustage de la virole 37 sur l’arbre 27. En effet, la surface de contact réduite de la face parallèle 30 contre la tige 21 autorise à la surface inférieure 32 de la virole 37 de s’adapter à la géométrie de la portée 23, c’est-à-dire qu’elle peut suivre la géométrie de la portée avec plus de degré de liberté, afin de diminuer l’interstice à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0024] Selon une variante illustrée à la fig. 6 , la paroi oblique 41 pourrait même former volontairement quasiment toute ladite au moins une face entre la face inférieure 42 et la face supérieure 46 afin que la face parallèle 40 forme sensiblement une ligne de contact avec la tige 21 au lieu de la surface plus restreinte 30 illustrée à la fig. 5 . On comprend que la paroi oblique 41 de la virole 47 forme également un cône, le spiral 45 conservant les mêmes avantages combinés que le mode de réalisation de la fig. 5 .

[0025] Ainsi, après l’ajustage de la virole 37, 47 du spiral 35, 45 sur le diamètre 22 de l’arbre 27, le soudage par laser est garanti car la virole 37, 47 offre une surface inférieure 32, 42 réduite et une configuration isostatique de l’ajustage sur l’arbre 27 permettant de diminuer l’interstice avec un organe à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0026] Selon un deuxième mode de réalisation, la pièce comporte une surface rigide réduite, voire limitée à une ligne de contact, pour garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce afin de diminuer l’interstice avec un organe à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0027] Ainsi, dans le deuxième mode de réalisation, la pièce à surface de soudage améliorée formant un spiral 55 comporte un corps, formant notamment une virole 57, agencé pour coopérer avec un organe 27 muni d’une surface sensiblement horizontale 23 et d’une surface sensiblement verticale 21. Selon le deuxième mode de réalisation, la pièce 55 comporte au moins une face avec une paroi 50 partiellement ajourée apportant une souplesse supplémentaire afin de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce pour améliorer son soudage.

[0028] Comme visible aux fig. 7 et 8 , ladite au moins une face de la pièce forme une paroi 50 partant de la surface inférieure 52 (destinée à être montée sur la portée 23 sensiblement horizontale) jusqu’à la surface supérieure 56 qui comporte des ajourages 53, 54 permettant de découpler une partie rigide destinée à coopérer avec la tige 21 et une partie plus élastique destinée à permettre à la surface inférieure 52 de s’adapter à la géométrie de la portée 23. On comprend donc que la face inférieure 52 ne comporte pas une largeur plus restreinte que la face inférieure 18 de la fig. 4 mais qui est capable de se déformer pour compenser un éventuel défaut de planéité de la portée 23.

[0029] On comprend que ce premier avantage s’additionne à une configuration isostatique de l’ajustage de la virole 57 sur l’arbre 27. En effet, la partie rigide formant une surface de contact réduite contre la tige 21 autorise à la surface inférieure 52 de la virole 57 d’encore mieux s’adapter à la géométrie de la portée 23, c’est-à-dire qu’elle peut suivre la géométrie de la portée avec plus de degré de liberté, afin de diminuer l’interstice à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0030] Ainsi, après l’ajustage de la virole 57 du spiral 55 sur le diamètre 22 de l’arbre 27, le soudage par laser est garanti car la virole 57 offre une surface inférieure 52 capable de se déplacer pour suivre la portée 23 et une configuration isostatique de l’ajustage sur l’arbre 27 permettant de diminuer l’interstice avec un organe à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0031] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art. En particulier, les premier et deuxième modes de réalisation peuvent être combinés pour bénéficier de leurs effets conjugués.

[0032] Ainsi, comme visible à la fig. 9 , ladite au moins une face de la pièce peut former une paroi oblique 61 partant de la surface inférieure 62 (destinée à être montée sur la portée 23 sensiblement horizontale) puis une paroi parallèle 60 adjacente (qui est sensiblement perpendiculaire par rapport à la face inférieure 32) jusqu’à la surface supérieure 66. On comprend donc que la face inférieure 62 comporte une largeur plus restreinte que la face inférieure 18 de la fig. 4 .

[0033] On comprend que ce premier avantage s’additionne à une configuration isostatique de l’ajustage de la virole 67 sur l’arbre 27. En effet, la surface de contact réduite de la face parallèle 60 contre la tige 21 autorise à la surface inférieure 62 de la virole 67 de s’adapter à la géométrie de la portée 23, c’est-à-dire qu’elle peut suivre la géométrie de la portée avec plus de degré de liberté, afin de diminuer l’interstice à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0034] On comprend que ces premier et deuxième avantages s’additionnent à une partie élastique de la virole 67 sur l’arbre 27. En effet, ladite au moins une face 60, 61 de la pièce 65 peut comporter en outre des ajourages 63 permettant de découpler une partie rigide 60 destinée à coopérer avec la tige 21 et une partie plus élastique 61 destinée à permettre à la surface inférieure 62 de s’adapter à la géométrie de la portée 23. En effet, la partie plus élastique 61 est capable de se déformer pour compenser un éventuel défaut de planéité de la portée 23.

[0035] Ainsi, après l’ajustage de la virole 67 du spiral 65 sur le diamètre 22 de l’arbre 27, le soudage par laser est garanti car la virole 67 offre une surface inférieure 62 de surface réduite capable de se déplacer pour suivre la portée 23 et une configuration isostatique de l’ajustage sur l’arbre 27 permettant de diminuer l’interstice avec un organe à une valeur inférieure ou égale à 0,5 micromètre.

[0036] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art. En particulier, les mêmes effets et avantages peuvent être obtenus sur la surface sensiblement verticale de l’organe comme par exemple la tige 21 de l’arbre 27 et/ou sur la surface sensiblement horizontale de l’organe comme la portée 23 de l’arbre 27. En effet, le soudage peut être réalisé contre la tige 21 et/ou la portée 23 de l’arbre 27.

Claims (7)

1. Pièce (35, 45, 55, 65) comportant un corps agencé pour coopérer avec un organe (27) muni d’une surface (23) sensiblement horizontale et d’une surface (21) sensiblement verticale caractérisée en ce que la pièce (35, 45, 55, 65) comporte au moins une face (30, 31, 32, 36, 40, 41, 42, 46, 50, 52, 56, 60, 61, 62, 66) avec une paroi oblique (31, 41, 61) adjacente à une paroi parallèle (30, 40, 50, 60) afin de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce (35, 45, 55, 65) pour améliorer son soudage.

2. Pièce (35, 45, 55, 65) comportant un corps agencé pour coopérer avec un organe (27) muni d’une surface (23) sensiblement horizontale et d’une surface (21) sensiblement verticale caractérisée en ce que la pièce (35, 45, 55, 65) comporte au moins une face (30, 31, 32, 36, 40, 41, 42, 46, 50, 52, 56, 60, 61, 62, 66) avec une paroi (30, 40, 50, 60) partiellement ajourée afin de garantir une configuration isostatique de l’ajustage de la pièce (35, 45, 55, 65) pour améliorer son soudage.

3. Composant comportant un organe (27) muni d’une surface (23) sensiblement horizontale et d’une surface (21) sensiblement verticale et une pièce (35, 45, 55, 65) selon la revendication 1 ou 2 montée sur l’organe (27), caractérisé en ce que ladite au moins une face de la pièce (35, 45, 55, 65) est ajustée sur la surface (21) sensiblement verticale de l’organe (27).

4. Composant comportant un organe (27) muni d’une surface (23) sensiblement horizontale et d’une surface (21) sensiblement verticale et une pièce (35, 45, 55, 65) selon la revendication 1 ou 2 montée sur l’organe (27), caractérisé en ce que ladite au moins une face de la pièce (35, 45, 55, 65) est ajustée sur la surface (23) sensiblement horizontale de l’organe (27).

5. Composant selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (35, 45, 55, 65) est à base de silicium ou à base de céramique.

6. Composant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce (35, 45, 55, 65) comporte en outre au moins un revêtement partiel de métal, d’oxyde de silicium, de nitrure de silicium, de carbure de silicium ou d’un allotrope du carbone.

7. Composant selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l’organe (27) comporte un alliage de fer, un alliage de cuivre, du nickel ou un de ses alliages, du titane ou un de ses alliages, de l’or ou un de ses alliages, de l’argent ou un de ses alliages, du platine ou un de ses alliages, du ruthénium ou un de ses alliages, du rhodium ou un de ses alliages ou du palladium ou un de ses alliages.