CH716332B1 - Clockwork shaft with structured pivot. - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un arbre (1) horloger pour le montage à rotation d'au moins un organe comportant une portée (22) destinée à recevoir l'organe et un pivot (21) à chacune de ses deux extrémités libres destiné à pivoter dans un palier pour rendre mobile à rotation l'organe. Selon l'invention, au moins un des deux pivots (21) comporte une structuration (25) de sa surface externe afin de minimiser sa surface de contact avec le palier.The invention relates to a clockwork shaft (1) for the rotational mounting of at least one member comprising a bearing surface (22) intended to receive the member and a pivot (21) at each of its two free ends intended to pivot in a bearing to make the member rotatable. According to the invention, at least one of the two pivots (21) comprises a structuring (25) of its external surface in order to minimize its contact surface with the bearing.
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] La présente invention se rapporte à un arbre horloger dont au moins un des pivots est perfectionné afin d'améliorer sa tribologie dans un palier. The present invention relates to a clock shaft of which at least one of the pivots is improved in order to improve its tribology in a bearing.
ARRIÈRE-PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTIONTECHNICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Il est constamment recherché de minimiser les coefficients de frottement dans les mouvements horlogers. Dans le cas des arbres horlogers, il est ainsi recherché une perte d'énergie mécanique due aux frottements la plus basse possible. [0002] It is constantly sought to minimize the coefficients of friction in watch movements. In the case of clock shafts, the aim is thus to achieve the lowest possible loss of mechanical energy due to friction.
RÉSUMÉ DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0003] L'invention a pour but de proposer un arbre horloger dont la tribologie dans un palier est améliorée afin de réduire les pertes d'énergie mécanique. The invention aims to provide a clock shaft whose tribology in a bearing is improved to reduce mechanical energy losses.
[0004] À cet effet, l'invention se rapporte à un arbre horloger pour le montage à rotation d'au moins un organe comportant une portée destinée à recevoir l'organe et un pivot à chacune de ses deux extrémités libres destiné à pivoter dans un palier pour rendre mobile à rotation l'organe,caractérisé en ce qu'au moins un des deux pivots comporte une structuration de sa surface externe afin de minimiser sa surface de contact avec le palier. [0004] To this end, the invention relates to a clock shaft for the rotational mounting of at least one member comprising a bearing surface intended to receive the member and a pivot at each of its two free ends intended to pivot in a bearing to make the member rotatable, characterized in that at least one of the two pivots comprises a structuring of its external surface in order to minimize its contact surface with the bearing.
[0005] Avantageusement selon l'invention, la surface de contact de l'arbre horloger avec le palier, tel que la paroi du trou d'un coussinet, peut donc être modifiée afin d'ajuster les pertes d'énergie mécanique associées. En combinaison avec un lubrifiant, il est également souhaité que la structuration apporte un effet de portance du lubrifiant et de recirculation du lubrifiant à la surface du pivot. On comprend donc que la structuration permet avantageusement de diminuer le coefficient de frottement et l'usure du pivot contre le palier. [0005] Advantageously according to the invention, the contact surface of the clock shaft with the bearing, such as the wall of the hole of a bearing, can therefore be modified in order to adjust the associated mechanical energy losses. In combination with a lubricant, it is also desired that the structuring provide a lift effect of the lubricant and recirculation of the lubricant on the surface of the pivot. It is therefore understood that the structuring advantageously makes it possible to reduce the coefficient of friction and the wear of the pivot against the bearing.
[0006] L'invention peut également comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison. [0006] The invention may also comprise one or more of the following optional characteristics, taken alone or in combination.
[0007] La structuration peut comporter au moins un motif ayant une largeur, une longueur et une profondeur en creux dans la surface externe du pivot afin de modifier sélectivement la surface de contact de l'arbre horloger avec le palier. Il est également recherché un effet de capillarité pour retenir l'éventuel lubrifiant au niveau du pivot grâce à la structuration. [0007] The structuring may comprise at least one pattern having a width, a length and a recessed depth in the outer surface of the pivot in order to selectively modify the contact surface of the clock shaft with the bearing. A capillarity effect is also sought to retain any lubricant at the level of the pivot thanks to the structuring.
[0008] Le motif en creux de la structuration peut comporter une largeur L comprise entre 300 nm et 1 µm De plus, le motif en creux peut comporter un rapport entre la largeur et la profondeur comprise entre 5 et 20. [0008] The recessed pattern of the structuring may comprise a width L comprised between 300 nm and 1 μm. In addition, the recessed pattern may comprise a ratio between the width and the depth comprised between 5 and 20.
[0009] La structuration peut, par exemple, représenter entre 5 % et 50 % de la surface externe du pivot et, préférentiellement, 30 % afin de diminuer la surface de contact de l'arbre horloger avec le palier. [0009] The structuring can, for example, represent between 5% and 50% of the outer surface of the pivot and, preferably, 30% in order to reduce the contact surface of the clock shaft with the bearing.
[0010] La structuration peut former au moins une rainure afin de former un canal de circulation pour un lubrifiant à la surface externe du pivot et/ou au moins un évidement afin de former un réservoir pour un lubrifiant à la surface externe du pivot. [0010] The structuring can form at least one groove in order to form a circulation channel for a lubricant on the outer surface of the pivot and/or at least one recess in order to form a reservoir for a lubricant on the outer surface of the pivot.
[0011] L'arbre peut comporter des extrémités de pivot coniques, une base cylindrique d'au moins un des deux pivots, appelé surface de contact, comprenant une structuration de sa surface externe afin de sélectivement différentier le coefficient de frottement de la surface de contact par rapport à celui de l'extrémité conique du pivot de l'arbre. Cet exemple particulier appliqué à un axe de balancier permet avantageusement de minimiser les écarts d'amplitude du balancier entre les positions horizontales et verticales. [0011] The shaft may comprise conical pivot ends, a cylindrical base of at least one of the two pivots, called contact surface, comprising a structuring of its external surface in order to selectively differentiate the coefficient of friction of the surface of contact relative to that of the tapered end of the shaft pivot. This particular example applied to a balance shaft advantageously makes it possible to minimize the differences in amplitude of the balance between the horizontal and vertical positions.
[0012] Enfin, l'invention se rapporte à un mouvement horloger comportant au moins un pont et une platine munis chacun de paliers et au moins un arbre horloger assemblé entre un palier du pont et un palier de la platine afin d'être monté pivotant, caractérisée en ce que l'arbre horloger est tel que présenté plus haut. À titre nullement limitatif, l'arbre horloger peut être un axe de balancier, une tige d'ancre, un arbre de roue dentée et/ou un arbre de barillet. Finally, the invention relates to a watch movement comprising at least one bridge and one plate each provided with bearings and at least one watch shaft assembled between a bearing of the bridge and a bearing of the plate in order to be pivotally mounted , characterized in that the clock shaft is as presented above. By way of no limitation, the clock arbor may be a balance shaft, an anchor rod, a toothed wheel arbor and/or a barrel arbor.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[0013] D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'une pièce d'horlogerie selon l'invention ; La figure 2 est une vue en perspective d'un arbre horloger avec une structuration selon l'invention ; Les figures 3a à 3c sont des vues schématiques de structuration d'un pivot selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Les figures 4a à 4c et 5a à 5d sont des vues schématiques de structuration d'un pivot selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; Les figures 6a à 6d sont des vues schématiques de structuration d'un pivot selon les premier et deuxième modes de réalisation combinés de l'invention ; La figure 7 est une vue schématique partielle en coupe d'un arbre assemblé dans un palier ; La figure 8 est une vue schématique partielle d'un mécanisme d'échappement d'un mouvement horloger. ; La figure 9 est une vue schématique partielle d'un résonateur d'un mouvement horloger.Other features and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which: Figure 1 is a schematic view of a timepiece according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of a clock shaft with a structure according to the invention; FIGS. 3a to 3c are schematic structural views of a pivot according to a first embodiment of the invention; FIGS. 4a to 4c and 5a to 5d are schematic structural views of a pivot according to a second embodiment of the invention; FIGS. 6a to 6d are schematic structural views of a pivot according to the first and second combined embodiments of the invention; Figure 7 is a partial schematic sectional view of a shaft assembled in a bearing; FIG. 8 is a partial schematic view of an escapement mechanism of a watch movement. ; Figure 9 is a partial schematic view of a resonator of a watch movement.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF AT LEAST ONE EMBODIMENT OF THE INVENTION
[0014] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionné d'un indice. La description de leur structure et de leur fonction n'est donc pas systématiquement reprise. In the various figures, identical or similar elements bear the same references, possibly with the addition of an index. The description of their structure and function is therefore not systematically repeated.
[0015] Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations des figures. En particulier, les termes „supérieur“, „inférieur“, „gauche“, „droit“, „au-dessus“, „en-dessous“, „vers l'avant“ et „vers l'arrière“ s'entendent généralement par rapport au sens de représentation des figures. [0015] In what follows, the orientations are the orientations of the figures. In particular, the terms „upper“, „lower“, „left“, „right“, „above“, „below“, „forward“ and „backward“ generally mean with respect to the direction of representation of the figures.
[0016] Par „pièce 2 d'horlogerie“, on entend tous les types d'instruments de mesure ou de comptage du temps tels que les pendules, les pendulettes et les montres. [0016] By "timepiece 2" is meant all types of instruments for measuring or counting time such as clocks, clocks and watches.
[0017] Par „mouvement 3 horloger“, on entend tous les types de mécanisme capable de compter le temps qu'ils soient alimentés à base d'énergie mécanique (par exemple un barillet) ou électrique (par exemple une batterie). [0017] By “watchmaking movement 3”, we mean all types of mechanism capable of counting time, whether they are powered by mechanical energy (for example a barrel) or electricity (for example a battery).
[0018] L'invention se rapporte à un arbre 1 pour un mouvement 3 horloger destiné à équiper une pièce 2 d'horlogerie comme illustré à la figure 1. Un exemple de mouvement 3 horloger est représenté partiellement à la figure 7. Il peut ainsi comporter au moins un pont 5 et une platine 6 munis chacun de paliers 7. Il comprend également au moins un arbre 1 horloger assemblé entre un palier 7 du pont 5 et un palier 7 de la platine 6 (une seule extrémité est illustrée à la figure 7 par simplification) afin d'être monté pivotant entre le pont 5 et la platine 6. The invention relates to a shaft 1 for a watch movement 3 intended to equip a timepiece 2 as illustrated in Figure 1. An example of watch movement 3 is partially shown in Figure 7. It can thus comprise at least one bridge 5 and one plate 6 each provided with bearings 7. It also comprises at least one clock shaft 1 assembled between a bearing 7 of the bridge 5 and a bearing 7 of the plate 6 (only one end is illustrated in FIG. 7 for simplification) in order to be pivotally mounted between the bridge 5 and the plate 6.
[0019] Un palier 7 comprend généralement un corps 8 dans lequel est monté un coussinet 9 dont le trou 10 reçoit le pivot 21 de l'arbre 1. Dans l'exemple de la figure 7, le palier 7 comporte en outre un chaton 12 monté plaqué élastiquement dans le corps 8 du palier 7 comme, par exemple, à l'aide d'un ressort (non représenté) parfois appelé lyre. Le chaton 12 supporte le coussinet 9 et un contre-pivot 11 et peut par son montage élastique amortir les chocs reçus par les pivots 21 de l'arbre 1. Un tel agencement est généralement appelé un palier pare-chocs ou palier parachute. Le coussinet 9 et le contre-pivot 11 sont généralement à base de rubis et, à ce titre, peuvent être parfois appelés respectivement pierre 9 et pierre contre-pivot 11. Bien entendu, d'autres types de paliers peuvent être prévus tels qu'une crapaudine mais également d'autres types de matériaux que le rubis. Le palier 7 pourrait ainsi être tout ou partie formé d'une céramique et/ou un matériau à base de carbone. A bearing 7 generally comprises a body 8 in which is mounted a bearing 9 whose hole 10 receives the pivot 21 of the shaft 1. In the example of Figure 7, the bearing 7 further comprises a kitten 12 elastically mounted flat in the body 8 of the bearing 7 such as, for example, using a spring (not shown) sometimes called a lyre. The kitten 12 supports the bearing 9 and a counter-pivot 11 and can by its elastic assembly absorb the shocks received by the pivots 21 of the shaft 1. Such an arrangement is generally called a bumper bearing or parachute bearing. The bearing 9 and the counter-pivot 11 are generally based on ruby and, as such, can sometimes be called respectively stone 9 and counter-pivot stone 11. Of course, other types of bearings can be provided such as a crapaudine but also other types of materials than ruby. The bearing 7 could thus be wholly or partly formed from a ceramic and/or a carbon-based material.
[0020] À titre nullement limitatif dans les exemples des figures 8 et 9, l'arbre 1 horloger peut ainsi former un axe A de balancier 13, une tige B d'ancre 17, un arbre C de roue 18 dentée et/ou un arbre de barillet (non représenté) d'un mouvement 3 horloger. Un exemple d'arbre 1 horloger est représenté à la figure 2. Comme expliqué ci-dessus, l'arbre 1 horloger peut être utilisé pour le montage à rotation d'au moins un organe tel qu'un balancier 13, un spiral 14, un grand plateau 15, un petit plateau 16, une ancre 17, une roue dentée 18, un pignon 19 et/ou un ressort de barillet (non représenté) d'un mouvement 3 horloger. [0020] In no way limiting in the examples of Figures 8 and 9, the shaft 1 watchmaker can thus form a balance axis A 13, an anchor rod B 17, a toothed wheel shaft C 18 and / or a barrel arbor (not shown) of a watch movement 3. An example of a watchmaker's shaft 1 is represented in FIG. 2. As explained above, the watchmaker's shaft 1 can be used for the rotational mounting of at least one member such as a balance wheel 13, a hairspring 14, a large plate 15, a small plate 16, an anchor 17, a toothed wheel 18, a pinion 19 and/or a barrel spring (not shown) of a watch movement 3.
[0021] L'arbre 1 horloger peut ainsi comporter une portée, également appelée assise 22, destinée à recevoir l'organe, des tiges 23, un tigeron 24 et un pivot 21 à chacune de ses deux extrémités libres destiné à pivoter dans un palier 7 pour rendre mobile à rotation l'organe. Un tel arbre 1 est généralement formé à partir d'acier comme, par exemple, du type 20AP. [0021] The watchmaker's shaft 1 can thus comprise a bearing surface, also called seat 22, intended to receive the member, rods 23, a rod 24 and a pivot 21 at each of its two free ends intended to pivot in a bearing 7 to make the member rotatable. Such a shaft 1 is generally formed from steel such as, for example, type 20AP.
[0022] Bien entendu, d'autres géométries d'arbres peuvent être prévues suivant l'application et le nombre d'organes à recevoir. La portée 22 destinée à recevoir l'organe pourrait ainsi être formée par une autre partie de l'arbre 1. Ainsi, à titre nullement limitatif, la portée pourrait non pas être une assise 22 mais par une des tiges 23. De plus, d'autres types de matériaux que l'acier peuvent être envisagé. L'arbre 1 pourrait ainsi être tout ou partie formé d'une céramique et/ou un matériau à base de carbone (DLC ou diamant) et/ou tout autre matériau peu sensible aux champs magnétiques comme par exemple du disulfure de molybdène (MoS2) ou du disulfure de tungstène (WS2). [0022]Of course, other shaft geometries can be provided depending on the application and the number of members to be received. The bearing surface 22 intended to receive the member could thus be formed by another part of the shaft 1. Thus, in no way limiting, the bearing surface could not be a seat 22 but by one of the rods 23. In addition, d other types of materials than steel can be considered. The shaft 1 could thus be wholly or partly formed from a ceramic and/or a carbon-based material (DLC or diamond) and/or any other material that is not very sensitive to magnetic fields, such as molybdenum disulphide (MoS2) for example. or tungsten disulfide (WS2).
[0023] Selon l'invention, au moins un des deux pivots 21 comporte une structuration 25 de sa surface externe 26 afin de minimiser sa surface de contact avec le palier 7 et, plus particulièrement la paroi du trou 10 du coussinet 9. Avantageusement selon l'invention, la surface de contact de l'arbre 1 horloger avec le palier 7, tel que la paroi du trou 10 d'un coussinet 9, peut donc être modifiée afin d'ajuster les pertes d'énergie mécanique associées. Il est également recherché un effet de capillarité pour retenir l'huile ou le lubrifiant au niveau du pivot 21 grâce à la structuration 25. According to the invention, at least one of the two pivots 21 comprises a structuring 25 of its external surface 26 in order to minimize its contact surface with the bearing 7 and, more particularly the wall of the hole 10 of the bearing 9. Advantageously according to the invention, the contact surface of the clock shaft 1 with the bearing 7, such as the wall of the hole 10 of a bearing 9, can therefore be modified in order to adjust the associated mechanical energy losses. A capillarity effect is also sought to retain the oil or the lubricant at the level of the pivot 21 thanks to the structuring 25.
[0024] La structuration 25 peut comporter au moins un motif 27 en creux à la surface 26 externe du pivot 21 afin de modifier sélectivement la surface de contact de l'arbre 1 horloger avec le palier 7. Le motif 27 s'étend sur un secteur angulaire du pivot 21 et forme ainsi une empreinte ayant une largeur L, une profondeur et une longueur. Il faut ainsi comprendre qu'à partir d'un arbre 1 habituel avec un pivot 21 conique que la structuration 25 peut être obtenue de manière destructive, c'est-à-dire en creusant sélectivement le matériau du pivot 21 (rayonnement laser, attaque chimique, etc.), ou de manière additive, c'est-à-dire en déposant sélectivement un matériau sur le pivot 21 (dépôt électrolytique, dépôt physique en phase vapeur, etc.), afin de former chaque motif 27 en creux à la surface 26 externe du pivot 21. The structuring 25 may include at least one recessed pattern 27 on the outer surface 26 of the pivot 21 in order to selectively modify the contact surface of the watch shaft 1 with the bearing 7. The pattern 27 extends over a angular sector of the pivot 21 and thus forms an imprint having a width L, a depth and a length. It should thus be understood that from a usual shaft 1 with a conical pivot 21 that the structuring 25 can be obtained in a destructive manner, that is to say by selectively hollowing out the material of the pivot 21 (laser radiation, attack chemical, etc.), or in an additive way, that is to say by selectively depositing a material on the pivot 21 (electrolytic deposition, physical vapor deposition, etc.), in order to form each pattern 27 in hollow to the outer surface 26 of the pivot 21.
[0025] Que ce soit en surcouche ou dans le matériau de l'arbre 1, la structuration 25 représente, préférentiellement, entre 5 % et 50 % de la surface externe 5 du pivot 21 et, préférentiellement, 30 % afin de diminuer la surface de contact de l'arbre 1 horloger avec le palier 7. [0025] Whether as an overlay or in the material of the shaft 1, the structuring 25 preferably represents between 5% and 50% of the outer surface 5 of the pivot 21 and, preferably, 30% in order to reduce the surface of contact between shaft 1 of the watchmaker and bearing 7.
[0026] Le motif 27 en creux de la structuration 25 peut former au moins une rainure 27a afin de former un canal de circulation pour un lubrifiant à la surface 26 externe du pivot 21 et/ou au moins un évidement 27b afin de former un réservoir pour un lubrifiant à la surface 26 externe du pivot 21. En effet, les paliers 7 sont généralement lubrifiés notamment à l'aide d'un huilier 20 au niveau du coussinet 9. Ainsi, la structuration 25 permet également de maintenir un film plus uniforme de lubrifiant à la surface 26 externe du pivot 21. The recessed pattern 27 of the structuring 25 can form at least one groove 27a in order to form a circulation channel for a lubricant on the outer surface 26 of the pivot 21 and/or at least one recess 27b in order to form a reservoir for a lubricant on the outer surface 26 of the pivot 21. Indeed, the bearings 7 are generally lubricated in particular with the aid of an oiler 20 at the level of the bearing 9. Thus, the structuring 25 also makes it possible to maintain a more uniform film of lubricant to the outer surface 26 of the pivot 21.
[0027] Selon un premier mode de réalisation, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée uniquement à base d'au moins un évidement 27a afin de former des réservoirs distribués de manière homogène ou pas sur la surface 26 externe du pivot 21. À titre nullement limitatif, les figures 3a à 3c sont des exemples du premier mode de réalisation selon l'invention. À la première variante illustrée à la figure 3a, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'évidements 27a de sections sensiblement rectangulaires répartis tout autour de la surface 26 externe. Chaque évidement 27a est orienté sensiblement parallèlement par rapport à la longueur de l'arbre 1. À la deuxième variante illustrée à la figure 3b, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'évidements 27a de sections sensiblement circulaires répartis tout autour de la surface 26 externe. Enfin, dans une troisième variante illustrée à la figure 3c, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'évidements 27a de sections sensiblement rectangulaires répartis tout autour de la surface 26 externe. Chaque évidement 27a est orienté sensiblement perpendiculairement par rapport à la longueur de l'arbre 1. According to a first embodiment, the pivot 21 comprises a structuring 25 formed solely on the basis of at least one recess 27a in order to form reservoirs distributed homogeneously or not on the outer surface 26 of the pivot 21. As in no way limiting, FIGS. 3a to 3c are examples of the first embodiment according to the invention. In the first variant illustrated in Figure 3a, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of recesses 27a of substantially rectangular sections distributed all around the outer surface 26. Each recess 27a is oriented substantially parallel with respect to the length of the shaft 1. In the second variant illustrated in FIG. 3b, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of recesses 27a of substantially circular sections distributed all around the surface 26 external. Finally, in a third variant illustrated in FIG. 3c, the pivot 21 comprises a structure 25 formed by recesses 27a of substantially rectangular sections distributed all around the outer surface 26 . Each recess 27a is oriented substantially perpendicular to the length of the shaft 1.
[0028] Bien entendu, les variantes du premier mode de réalisation peuvent être combinées et/ou chaque évidement 27a peut être de géométrie différente aux autres et/ou les évidements 27a peuvent répartis de manière différente (densité différente pour une même surface, répartition différente notamment asymétrique, etc.) sur la surface 26 externe du pivot 21. Of course, the variants of the first embodiment can be combined and/or each recess 27a can have a different geometry to the others and/or the recesses 27a can be distributed differently (different density for the same surface, different distribution in particular asymmetrical, etc.) on the outer surface 26 of the pivot 21.
[0029] Selon un deuxième mode de réalisation, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée uniquement à base d'au moins une rainure 27b afin de former des canaux de circulation distribués de manière homogène ou pas sur la surface 26 externe du pivot 21. À titre nullement limitatif, les figures 4a à 4c et 5a à 5d sont des exemples du deuxième mode de réalisation selon l'invention. À la première variante illustrée à la figure 4a, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une rainure 27b sensiblement hélicoïdale sur la surface 26 externe. À la deuxième variante illustrée à la figure 4b, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une rainure 27b sensiblement hélicoïdale et de rainures 27b sensiblement verticales croisant la rainure 27b sensiblement hélicoïdale sur la surface 26 externe. Dans une troisième variante illustrée à la figure 4c, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une première rainure 27b sensiblement hélicoïdale et d'une deuxième rainure 27b sensiblement hélicoïdale croisant la première rainure 27b sensiblement hélicoïdale et s'enroulant de manière inverse à la première rainure 27b sensiblement hélicoïdale sur la surface 26 externe. According to a second embodiment, the pivot 21 comprises a structure 25 formed solely on the basis of at least one groove 27b in order to form circulation channels distributed homogeneously or not on the outer surface 26 of the pivot 21. By way of no limitation, FIGS. 4a to 4c and 5a to 5d are examples of the second embodiment according to the invention. In the first variant illustrated in FIG. 4a, the pivot 21 comprises a structure 25 formed by a substantially helical groove 27b on the external surface 26 . In the second variant illustrated in Figure 4b, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a substantially helical groove 27b and substantially vertical grooves 27b crossing the substantially helical groove 27b on the outer surface 26. In a third variant illustrated in FIG. 4c, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a first substantially helical groove 27b and a second substantially helical groove 27b crossing the first substantially helical groove 27b and winding in the opposite manner to the first substantially helical groove 27b on the outer surface 26.
[0030] À la quatrième variante illustrée à la figure 5a, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe. À la cinquième variante illustrée à la figure 5b, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée de rainures 27b en zigzag s'étendant sensiblement verticalement sur la surface 26 externe. Dans une sixième variante illustrée à la figure 5c, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe et d'une deuxième série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe croisant la première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe et s'étendant de manière décalée ou déphasée par rapport à la première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe. Dans une septième variante illustrée à la figure 5d, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une première série de rainures 27b en zigzag s'étendant sensiblement verticalement sur la surface 26 externe et d'une deuxième série de rainures 27b en zigzag s'étendant sensiblement verticalement sur la surface 26 externe croisant la première série de rainures 27b en zigzag s'étendant sensiblement verticalement sur la surface 26 externe et s'étendant de manière décalée ou déphasée par rapport à la première série de rainures 27b en zigzag s'étendant sensiblement verticalement sur la surface 26 externe. In the fourth variant illustrated in Figure 5a, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of grooves 27b zigzag around the outer surface 26. In the fifth variant illustrated in FIG. 5b, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of zigzag grooves 27b extending substantially vertically on the outer surface 26. In a sixth variant illustrated in Figure 5c, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a first series of grooves 27b in zigzag around the outer surface 26 and a second series of grooves 27b in zigzag around the surface 26 external intersecting the first series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26 and extending offset or out of phase with respect to the first series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26. In a seventh variant illustrated in Figure 5d, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a first series of zigzag grooves 27b extending substantially vertically on the outer surface 26 and a second series of zigzag grooves 27b s extending substantially vertically on the outer surface 26 intersecting the first series of zigzag grooves 27b extending substantially vertically on the outer surface 26 and extending offset or out of phase with respect to the first series of zigzag grooves 27b extending substantially vertically over the outer surface 26.
[0031] Bien entendu, les variantes du deuxième mode de réalisation peuvent être combinées et/ou chaque rainure 27b peut être de géométrie différente aux autres et/ou les rainures 27b peuvent répartis de manière différente (densité différente pour une même surface, répartition différente notamment asymétrique, etc.) sur la surface 26 externe du pivot 21. Of course, the variants of the second embodiment can be combined and/or each groove 27b can have a different geometry to the others and/or the grooves 27b can be distributed differently (different density for the same surface, different distribution in particular asymmetrical, etc.) on the outer surface 26 of the pivot 21.
[0032] Selon un troisième mode de réalisation, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée à base d'au moins un évidement 27a afin de former des réservoirs distribués de manière homogène ou pas sur la surface 26 externe du pivot 21 et à base d'au moins une rainure 27b afin de former des canaux de circulation distribués de manière homogène ou pas sur la surface 26 externe du pivot 21. À titre nullement limitatif, les figures 6a à 6d sont des exemples du troisième mode de réalisation selon l'invention. According to a third embodiment, the pivot 21 comprises a structure 25 formed based on at least one recess 27a in order to form reservoirs distributed homogeneously or not on the outer surface 26 of the pivot 21 and based on at least one groove 27b in order to form circulation channels distributed homogeneously or not on the outer surface 26 of the pivot 21. By way of no limitation, FIGS. 6a to 6d are examples of the third embodiment according to the invention .
[0033] À la première variante illustrée à la figure 6a, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe, d'une deuxième série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe croisant la première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe et s'étendant de manière décalée ou déphasée par rapport à la première série de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe, et d'évidements 27a de sections sensiblement circulaires répartis entre deux couples de première et deuxième séries de rainures 27b en zigzag croisées tout autour de la surface 26 externe. In the first variant illustrated in Figure 6a, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a first series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26, a second series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26 crossing the first series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26 and extending offset or out of phase with the first series of zigzag grooves 27b around the outer surface 26, and recesses 27a of substantially circular sections distributed between two pairs of first and second series of zigzag grooves 27b crossed all around the outer surface 26.
[0034] À la deuxième variante illustrée à la figure 6b, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée de rainures 27b en zigzag autour de la surface 26 externe et d'évidements 27a de sections sensiblement rectangulaires (s'étendant sensiblement parallèlement par rapport à la longueur de l'arbre 1) répartis entre deux rainures 27b en zigzag tout autour de la surface 26 externe. In the second variant illustrated in Figure 6b, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of zigzag grooves 27b around the outer surface 26 and recesses 27a of substantially rectangular sections (extending substantially parallel to the length of the shaft 1) distributed between two zigzag grooves 27b all around the outer surface 26.
[0035] Dans une troisième variante illustrée à la figure 6c, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une rainure 27b sensiblement hélicoïdale sur la surface 26 externe, de premiers évidements 27a de sections sensiblement rectangulaires (s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à la longueur de l'arbre 1) répartis autour des spires de la rainure 27b tout autour de la surface 26 externe et d deuxièmes évidements 27a de sections sensiblement rectangulaires (s'étendant sensiblement parallèlement par rapport à la longueur de l'arbre 1) répartis entre une spire de la rainure 27b et un premier évidement 27b afin de les faire communiquer ensemble. In a third variant illustrated in Figure 6c, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a substantially helical groove 27b on the outer surface 26, first recesses 27a of substantially rectangular sections (extending substantially perpendicular to to the length of the shaft 1) distributed around the turns of the groove 27b all around the outer surface 26 and second recesses 27a of substantially rectangular sections (extending substantially parallel to the length of the shaft 1) distributed between a turn of the groove 27b and a first recess 27b in order to make them communicate together.
[0036] À la quatrième variante illustrée à la figure 6d, le pivot 21 comporte une structuration 25 formée d'une rainure 27b sensiblement hélicoïdale sur la surface 26 externe et d'évidements 27a de sections sensiblement circulaires répartis autour des spires de la rainure 27b tout autour de la surface 26 externe. In the fourth variant illustrated in Figure 6d, the pivot 21 comprises a structure 25 formed of a substantially helical groove 27b on the outer surface 26 and recesses 27a of substantially circular sections distributed around the turns of the groove 27b all around the outer surface 26.
[0037] Bien entendu, les variantes du troisième mode de réalisation peuvent être combinées et/ou chaque évidement 27a peut être de géométrie différente aux autres et/ou les évidements 27a peuvent répartis de manière différente (densité différente pour une même surface, répartition différente notamment asymétrique, etc.) sur la surface 26 externe du pivot 21 et/ou chaque rainure 27b peut être de géométrie différente aux autres et/ou les rainures 27b peuvent répartis de manière différente (densité différente pour une même surface, répartition différente notamment asymétrique, etc.) sur la surface 26 externe du pivot 21. Of course, the variants of the third embodiment can be combined and/or each recess 27a can have a different geometry to the others and/or the recesses 27a can be distributed differently (different density for the same surface, different distribution in particular asymmetrical, etc.) on the outer surface 26 of the pivot 21 and/or each groove 27b can have a different geometry to the others and/or the grooves 27b can be distributed differently (different density for the same surface, different distribution, in particular asymmetrical , etc.) on the outer surface 26 of the pivot 21.
[0038] Quel que soit le mode de réalisation ou la variante de l'invention, la dimension maximale du contour du motif 27 à la surface du pivot 21 mesuré dans un plan perpendiculaire à l'axe du pivot 21, c'est-à-dire sensiblement la largeur L, est préférentiellement comprise entre 300 nm et 1 µm, c'est-à-dire, par exemple, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 475 nm, 500 nm, 525 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm. De plus, la structuration 25 peut comporter un rapport entre la largeur L et la profondeur comprise entre 5 et 20, c'est-à-dire si la largeur L de la structuration est égale à 500 nm, la profondeur de la structuration 25 est préférentiellement comprise entre 100 nm et 25 nm. Bien entendu, les dimensions de la largeur L, la profondeur et la longueur des motifs 27 peuvent être différentes de ces dimensions préférées sans sortir du cadre de l'invention. À titre nullement limitatif, la largeur L pourrait ainsi être supérieure à 1 µm sans sortir du cadre de l'invention. Whatever the embodiment or the variant of the invention, the maximum dimension of the contour of the pattern 27 on the surface of the pivot 21 measured in a plane perpendicular to the axis of the pivot 21, that is to to say substantially the width L, is preferably between 300 nm and 1 μm, that is to say, for example, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 475 nm, 500 nm, 525 nm, 550 nm, 600nm, 650nm, 700nm, 750nm, 800nm, 850nm, 900nm, 950nm. In addition, the structuring 25 can include a ratio between the width L and the depth of between 5 and 20, that is to say if the width L of the structuring is equal to 500 nm, the depth of the structuring 25 is preferably between 100 nm and 25 nm. Of course, the dimensions of the width L, the depth and the length of the patterns 27 can be different from these preferred dimensions without departing from the scope of the invention. In no way limiting, the width L could thus be greater than 1 μm without departing from the scope of the invention.
[0039] Bien entendu, chaque mode de réalisation et/ou variante peut avoir un pourcentage de couverture du pivot 21 et/ou une densité de structuration 25 et/ou une largeur L de motif 27 et/ou une profondeur de motif 27 propre(s) par rapport aux autres modes de réalisation et/ou variantes. Il peut également être envisagé que le pourcentage de couverture du pivot 21 et/ou la densité de structuration 25 et/ou la largeur L et/ou la profondeur de la structuration 25 évolue(nt) sur la surface externe 26 du pivot 21, par exemple, suivant la localisation sur le pivot 21. À titre nullement limitatif, il pourrait être envisagé que la structuration 25 diminue en densité et/ou en largeur L et/ou en profondeur au fur et à mesure que la surface 26 externe du pivot 21 s'éloigne de l'huilier 20 du coussinet 9, c'est-à-dire aussi bien vers la tige 23 que vers l'extrémité libre du pivot 21. Of course, each embodiment and/or variant may have a percentage coverage of the pivot 21 and/or a structuring density 25 and/or a pattern width L 27 and/or a pattern depth 27 of its own ( s) with respect to other embodiments and/or variants. It can also be envisaged that the percentage of coverage of the pivot 21 and/or the density of structuring 25 and/or the width L and/or the depth of the structuring 25 evolve(s) on the external surface 26 of the pivot 21, by example, depending on the location on the pivot 21. In no way limiting, it could be envisaged that the structuring 25 decreases in density and/or in width L and/or in depth as the outer surface 26 of the pivot 21 moves away from the oiler 20 of the bearing 9, that is to say both towards the rod 23 and towards the free end of the pivot 21.
[0040] Dans l'exemple particulier d'un axe A de balancier 13, l'invention pourrait apporter un avantage supplémentaire. En effet, il est constamment recherché de minimiser les écarts d'amplitude du balancier 13 (angle maximum du balancier 13 à chaque alternance) entre les positions horizontales (HH, HB) et verticales (VH, VG, VD, VB) de la pièce 2 d'horlogerie. Typiquement, il est en général recherché que les moments de frottement aux deux positions (HH, HB, VH, VG, VD, VB) soient identiques. [0040] In the particular example of an axis A of balance wheel 13, the invention could bring an additional advantage. Indeed, it is constantly sought to minimize the amplitude differences of the balance 13 (maximum angle of the balance 13 at each alternation) between the horizontal (HH, HB) and vertical (VH, VG, VD, VB) positions of the part 2 clocks. Typically, it is generally desired that the friction moments at the two positions (HH, HB, VH, VG, VD, VB) be identical.
[0041] Le moment de frottement à plat s'écrit : The flat friction moment is written:
[0042] Le moment de frottement au pendu s'écrit : Mpendu= µpenduPr (2) [0042] The hangman friction moment is written: Mpendu= µpenduPr (2)
[0043] Où: µ est le coefficient de frottement de la position; P est le poids de l'oscillateur; r1est le rayon externe de la surface de frottement à plat; r0est le rayon interne de la surface de frottement à plat; r est le rayon de l'axe au contact avec le coussinet au pendu.[0043] Where: µ is the coefficient of friction of the position; P is the weight of the oscillator; r1 is the outer radius of the flat friction surface; r0 is the inner radius of the flat friction surface; r is the radius of the axis in contact with the hangman bearing.
[0044] Pour minimiser les écarts, il est cherché d'obtenir: Mplat= Mpendu. (3) [0044] To minimize the differences, it is sought to obtain: Mplat= Mpendu. (3)
[0045] Ceci se traduit par l'égalité suivante : This results in the following equality:
[0046] Si soit un coefficient de frottement 33% plus faible en pendu, alors le moment de frottement au pendu sera sensiblement équivalent au moment de frottement à plat. La solution habituellement mise en oeuvre est de réaliser des plats sur les bouts de pivots 21 pour minimiser les amplitudes en positions horizontales, c'est-à-dire qu'on dégrade les amplitudes horizontales pour les rapprocher des valeurs d'amplitudes verticales. If either a 33% lower coefficient of friction when hanged, then the moment of friction when hanged will be substantially equivalent to the moment of friction when flat. The solution usually implemented is to make flats on the ends of pivots 21 to minimize the amplitudes in horizontal positions, that is to say that the horizontal amplitudes are degraded to bring them closer to the vertical amplitude values.
[0047] Avantageusement selon l'invention, au moins un des deux pivots 21 de l'axe A de balancier 13 comporte une structuration 25 de sa surface 26 externe au niveau de la base cylindrique du pivot 21 qui entre en contact avec le trou 10 du coussinet 9 afin de minimiser les frottements au pendu pour augmenter les amplitudes à au moins une des positions verticales. De manière inverse à la solution habituellement mise en oeuvre, la structuration 25 selon l'invention permet de garder une extrémité libre conique du pivot 21 et offre donc un gain en coefficient de frottement permettant au moment de frottement au pendu d'être sensiblement équivalent au moment de frottement à plat sans avoir à dégrader les amplitudes horizontales. On comprend donc que les amplitudes seront identiques entre les positions (écart entre plat et pendu faible ou nul comme précédemment) mais avec une performance chronométrique plus importante notamment par les amplitudes plus élevées obtenues quelles que soient les positions. Advantageously according to the invention, at least one of the two pivots 21 of the axis A of the balance 13 comprises a structuring 25 of its outer surface 26 at the level of the cylindrical base of the pivot 21 which comes into contact with the hole 10 of the pad 9 in order to minimize friction when hanging to increase the amplitudes in at least one of the vertical positions. Conversely to the solution usually implemented, the structuring 25 according to the invention makes it possible to keep a conical free end of the pivot 21 and therefore offers a gain in coefficient of friction allowing the moment of friction at the hangman to be substantially equivalent to the moment of flat friction without having to degrade the horizontal amplitudes. It is therefore understood that the amplitudes will be identical between the positions (difference between flat and hanging low or zero as previously) but with a greater chronometric performance in particular by the higher amplitudes obtained whatever the positions.
Claims (9)
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CH00819/19A CH716332B1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Clockwork shaft with structured pivot. |
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CH716332A1 CH716332A1 (en) | 2020-12-30 |
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CH00819/19A CH716332B1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Clockwork shaft with structured pivot. |
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EP3067757A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-14 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Microstructured tribological tank |
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2019
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