CH716669B1 - Method of manufacturing a balance pivot shaft. - Google Patents
Method of manufacturing a balance pivot shaft. Download PDFInfo
- Publication number
- CH716669B1 CH716669B1 CH01259/19A CH12592019A CH716669B1 CH 716669 B1 CH716669 B1 CH 716669B1 CH 01259/19 A CH01259/19 A CH 01259/19A CH 12592019 A CH12592019 A CH 12592019A CH 716669 B1 CH716669 B1 CH 716669B1
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- pivot shaft
- blank
- shaft
- mold
- pivots
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
- G04D3/0074—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment
- G04D3/0079—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment for gearwork components
- G04D3/0084—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment for gearwork components for axles, sleeves
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
- G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
- G04B17/063—Balance construction
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
- G04B43/007—Antimagnetic alloys
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps (12) pourvu de pivots (13) aux extrémités dudit corps (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : injection d'un alliage métallique en fusion dans un moule (1), refroidissement de l'alliage fondu pour obtenir une ébauche (10') d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche (10') de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.The invention relates to a method of manufacturing a balance pivot shaft for a watch movement, comprising a body (12) provided with pivots (13) at the ends of said body (12), characterized in that it comprises the steps following steps: injection of a molten metal alloy into a mold (1), cooling of the molten alloy to obtain a shaft blank (10') comprising at least one part of amorphous non-magnetic metal alloy, and termination of at at least a part of the blank (10') so as to obtain a pivot shaft having finished functional zones.
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
[0001] La présente invention concerne, de manière générale, le domaine des mouvements horlogers et en particulier celui des arbres de pivotement d'organes régulateurs tels que des balanciers. Plus précisément, la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'un tel arbre de pivotement, ainsi que sur un arbre de pivotement obtenu par un tel procédé. The present invention relates, in general, to the field of watch movements and in particular that of the pivot shafts of regulating members such as balances. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing such a pivot shaft, as well as to a pivot shaft obtained by such a method.
ART ANTÉRIEURPRIOR ART
[0002] La fabrication des arbres ou axes de pivotement horlogers, de type axe de balancier, consiste traditionnellement à réaliser une succession d'opérations permettant, à partir d'une barre de matière brute, de former un arbre ou axe ayant des caractéristiques dimensionnelles précises ainsi qu'une résistance mécanique suffisante au regard de l'application envisagée. De par leur forme générale de révolution, les arbres ou axes de pivotement horlogers sont réalisés de manière connue par des opérations de décolletage ou de tournage de précision, à partir d'une barre en acier martensitique au carbone. Ces opérations d'usinage permettent de définir des surfaces fonctionnelles, tels que dégagements, butées ou pivots, nécessaires d'une part au bon fonctionnement de l'axe et d'autre part à l'assemblage des différents composants comme l'assise de balancier, la portée du plateau ou la portée de la virole par exemple. [0002] The manufacture of watchmaking shafts or pivot axes, of the balance shaft type, traditionally consists of carrying out a succession of operations allowing, from a bar of raw material, to form a shaft or axis having dimensional characteristics precise as well as sufficient mechanical strength with regard to the intended application. Due to their general shape of revolution, horological shafts or pivot axes are made in known manner by precision turning or precision turning operations, from a martensitic carbon steel bar. These machining operations make it possible to define functional surfaces, such as clearances, stops or pivots, necessary on the one hand for the correct functioning of the axis and on the other hand for the assembly of the various components such as the balance seat. , the range of the plate or the range of the ferrule for example.
[0003] L'axe décolleté subit ensuite une opération d'ébavurage puis, une ou plusieurs opérations de traitement thermique comprenant au moins une trempe pour améliorer la dureté de l'axe et un revenu pour en améliorer la ténacité. Une opération de roulage des pivots, destinée à améliorer l'état de surface, la dureté et la précision géométrique, est généralement réalisée en cours ou en fin de fabrication. L'opération de roulage peut être assimilée à une opération de meulage et/ou de polissage des pivots. Pour améliorer les états de surface et éliminer les bavures, il est également possible d'entreprendre une étape de polissage vrac, de type tribofinition réalisée avant ou après le roulage. [0003] The turned pin then undergoes a deburring operation and then one or more heat treatment operations comprising at least quenching to improve the hardness of the pin and tempering to improve its toughness. A rolling operation of the pivots, intended to improve the surface condition, the hardness and the geometric precision, is generally carried out during or at the end of manufacture. The rolling operation can be likened to a grinding and/or polishing operation of the pivots. To improve the surface conditions and eliminate burrs, it is also possible to undertake a bulk polishing step, of the tribofinishing type carried out before or after rolling.
[0004] Les nuances d'aciers de décolletage utilisés dans la réalisation des axes de balancier sont généralement des aciers martensitiques au carbone incluant du plomb et des sulfures de manganèse pour améliorer leur usinabilité. L'acier portant la désignation commerciale 20AP est typiquement un de ces aciers. En plus d'être facilement usinable, cet acier peut présenter des caractéristiques mécaniques très intéressantes pour la réalisation d'axes de pivotement horlogers. En effet, la dureté Vickers des pivots réalisés dans un tel acier dépasse les 600 HV1 après traitements. [0004] The grades of free-cutting steels used in the production of the balance shafts are generally martensitic carbon steels including lead and manganese sulphides to improve their machinability. Steel bearing the trade designation 20AP is typically one of these steels. In addition to being easily machinable, this steel can have very interesting mechanical characteristics for the production of watchmaking pivot axes. Indeed, the Vickers hardness of pivots made of such steel exceeds 600 HV1 after treatment.
[0005] Les propriétés mécaniques élevées des aciers 20AP sont en adéquation avec les sollicitations rencontrées par les axes de pivotement lors de leur fonctionnement. L'axe de balancier, en particulier ses pivots situés en ses extrémités, doit pouvoir résister à des chocs équivalents à des forces soumises à plusieurs centaines de fois l'accélération de la pesanteur terrestre sans se rompre ni présenter de déformations permanentes. Ces forces sont notamment engendrées lorsque la serge, à savoir le volant d'inertie monté sur l'axe de balancier, présente une masse importante. [0005] The high mechanical properties of 20AP steels are in line with the stresses encountered by the pivot axes during their operation. The balance shaft, in particular its pivots located at its ends, must be able to withstand shocks equivalent to forces subjected to several hundred times the acceleration of Earth's gravity without breaking or exhibiting permanent deformations. These forces are generated in particular when the rim, namely the flywheel mounted on the balance shaft, has a large mass.
[0006] L'usure du contact entre le pivot d'un axe de balancier et la pierre de pivotement qui le maintient est fonction de nombreux paramètres chimiques, tels que la nature chimique des matériaux ou la lubrification utilisée, mais est également fonction de paramètres mécaniques tels que la dureté des éléments en contact, la géométrie du contact et les efforts exercés sur le contact. Ces paramètres mécaniques sont généralement quantifiés et vérifiés lors du calcul de la pression de Hertz au niveau du pivotement de l'axe. La pression maximum est proportionnelle à la racine carrée du module d'élasticité servant à déterminer la rigidité du contact. Ce module d'élasticité dépend du module d'Young des deux matériaux en contact. Il a donc été constaté qu'il était très intéressant de disposer d'alliages présentant un faible module d'Young et une haute limite élastique. Pour mémoire, un matériau présentant un faible module d'Young peut être qualifié de matériau plutôt souple ou flexible, alors qu'une haute limite élastique qualifie un matériau qui, soumis à une forte contrainte, présente une déformation réversible ou élastique à la suppression de cette contrainte. [0006] The wear of the contact between the pivot of a balance shaft and the pivot stone which holds it is a function of numerous chemical parameters, such as the chemical nature of the materials or the lubrication used, but is also a function of parameters mechanical such as the hardness of the elements in contact, the geometry of the contact and the forces exerted on the contact. These mechanical parameters are generally quantified and checked during the calculation of the Hertz pressure at the level of the pivoting of the axis. The maximum pressure is proportional to the square root of the modulus of elasticity used to determine the stiffness of the contact. This modulus of elasticity depends on the Young's modulus of the two materials in contact. It was therefore found that it was very advantageous to have alloys having a low Young's modulus and a high elastic limit. For the record, a material with a low Young's modulus can be qualified as a rather soft or flexible material, while a high elastic limit qualifies a material which, subjected to high stress, exhibits a reversible or elastic deformation upon removal of this constraint.
[0007] Parmi les matériaux présentant un faible module d'Young et une haute limite élastique, on connait les alliages métalliques amorphes appelés aussi „verres métalliques“ ou BMG qui est l'acronyme de „Bulk Metallic Glasses“ en anglais. Ces types d'alliages sont des alliages dotés d'une structure amorphe plutôt que cristalline. Un matériau amorphe est composé d'atomes qui ne respectent plus d'ordre à moyenne et grande distance. Ces matériaux se distinguent des matériaux cristallins qui sont dotés d'un réseau d'atomes présentant un arrangement très rigoureux. Les alliages métalliques amorphes sont par exemple obtenus, à partir de leur état fondu, au moyen d'un refroidissement extrêmement rapide. Une telle vitesse de refroidissement vise à priver les atomes du temps qu'il leur est normalement nécessaire pour passer d'une structure désordonnée, lorsque la matière est en fusion, à une structure cristalline, lorsque la matière est refroidie. [0007] Among the materials having a low Young's modulus and a high elastic limit, amorphous metallic alloys are known, also called “metallic glasses” or BMG which is the acronym for “Bulk Metallic Glasses” in English. These types of alloys are alloys with an amorphous structure rather than a crystalline one. An amorphous material is composed of atoms which no longer respect order at medium and long distances. These materials are distinguished from crystalline materials which are endowed with a lattice of atoms exhibiting a very rigorous arrangement. Amorphous metal alloys are for example obtained, from their molten state, by means of extremely rapid cooling. Such a cooling rate aims to deprive the atoms of the time it normally takes them to change from a disordered structure, when the material is molten, to a crystalline structure, when the material is cooled.
[0008] Le document US8079754B2 divulgue l'utilisation d'un alliage amorphe, en particulier de verre métallique, pour une pièce d'engrenage d'un mouvement horloger. Cette pièce d'engrenage est formée d'un pignon coaxial à un arbre, à l'extrémité duquel se trouve une roue dentée de plus grand diamètre que le pignon. L'arbre est constitué d'un métal cristallin contenant du cuivre, tel que le laiton, ou formé à partir d'un acier ou d'un autre métal cristallin. Le pignon et la roue dentée sont obtenus par moulage en disposant d'abord l'arbre dans un moule, puis en injectant dans ce dernier un alliage de type verre métallique. En fabriquant le pignon et la roue dentée par moulage à partir d'un alliage amorphe, ce document enseigne que la résistance à l'abrasion des parties dentées peut ainsi être améliorée et que cette pièce d'engrenage peu avantageusement être réalisée à faible coût du fait que la denture soit réalisée par moulage plutôt que par usinage. Ce document enseigne donc qu'il existe un réel intérêt pour la fabrication des pièces d'engrenage. [0008] The document US8079754B2 discloses the use of an amorphous alloy, in particular metallic glass, for a gear part of a watch movement. This gear piece is formed by a pinion coaxial with a shaft, at the end of which there is a toothed wheel of larger diameter than the pinion. The shaft is made of a crystalline metal containing copper, such as brass, or formed from a steel or other crystalline metal. The pinion and the toothed wheel are obtained by molding by first placing the shaft in a mold, then by injecting into the latter an alloy of the metallic glass type. By manufacturing the pinion and the toothed wheel by molding from an amorphous alloy, this document teaches that the abrasion resistance of the toothed parts can thus be improved and that this gear part can advantageously be produced at low cost of the that the teeth are produced by casting rather than by machining. This document therefore teaches that there is a real interest in the manufacture of gear parts.
[0009] Les documents CH713264, CH712718 et CH712720 font quant à eux référence à des axes de pivotement réalisés en matériau léger (Ti, Al ou Mg) ou en alliage de cuivre ou d'aluminium puis traités par un durcissement de surface. Ces documents enseignent que ces axes de pivotement sont notamment destinés à la réalisation d'axes de balancier et présentent l'avantage de pouvoir être aisément obtenus par usinage tout en étant réalisés à partir de matériaux amagnétiques afin de limiter leur sensibilité aux champs magnétiques. [0009] Documents CH713264, CH712718 and CH712720 meanwhile refer to pivot pins made of light material (Ti, Al or Mg) or of copper or aluminum alloy then treated by surface hardening. These documents teach that these pivot axes are in particular intended for the production of pendulum axes and have the advantage of being able to be easily obtained by machining while being made from non-magnetic materials in order to limit their sensitivity to magnetic fields.
[0010] De l'art antérieur, on constate que la fabrication d'arbres de pivotement de balancier pour mouvement horlogers demeure focalisée sur des procédés d'usinage parfaitement maîtrisés qui permettent d'obtenir des résultats de très haute qualité. Or, la satisfaction que procurent ces procédés empêche l'exploration de solutions alternatives innovantes conduisant à l'obtention de procédés encore plus performants, notamment sur le plan qualitatif ou économique du moins. [0010] From the prior art, it can be seen that the manufacture of balance pivot shafts for watch movements remains focused on perfectly controlled machining processes which make it possible to obtain very high quality results. However, the satisfaction provided by these processes prevents the exploration of innovative alternative solutions leading to obtaining even more efficient processes, in particular on the qualitative or economic level at least.
[0011] Par conséquent, il existe un intérêt de trouver une solution qui permette au moins en partie de résoudre les inconvénients précités en proposant un procédé de fabrication d'axes de balancier plus optimal. [0011] Consequently, there is an interest in finding a solution which makes it possible, at least in part, to resolve the aforementioned drawbacks by proposing a more optimal process for manufacturing balance shafts.
RÉSUMÉ DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0012] Dans ce but, le premier aspect de la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps pourvu de pivots aux extrémités dudit corps. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : injection d'un alliage métallique en fusion dans un moule, refroidissement de l'alliage fondu pour obtenir une ébauche d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.[0012] For this purpose, the first aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a balance pivot shaft for a watch movement, comprising a body provided with pivots at the ends of said body. This method is characterized in that it comprises the following steps: injection of a molten metal alloy into a mould, cooling of the molten alloy to obtain a shaft blank comprising at least one part of amorphous non-magnetic metal alloy, and termination of at least a part of the blank so as to obtain a pivot shaft having terminated functional areas.
[0013] Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier (appelé généralement axe de balancier par l'homme du métier) associe avantageusement une étape préalable de moulage suivie d'au moins une étape de terminaison dans une phase de finition. L'étape de moulage permet avantageusement d'obtenir une ébauche d'arbre de pivotement de balancier réalisée dans un matériau amorphe, tel qu'un verre métallique. Cette étape de moulage permet également d'obtenir des géométries qui sont d'obtention difficile voire impossible par usinage, et d'acquérir, au sein du matériau, des structures atomiques qui ne peuvent pas être obtenues autrement. En outre, cette ébauche présente non seulement des caractéristiques physiques recherchées en parfaite adéquation avec la fonction pour laquelle cet arbre de pivotement est destiné, mais permet également d'optimiser l'usinage en limitant ce dernier aux zones fonctionnelles nécessaire à un axe de balancier. L'enlèvement de matière par usinage s'en trouve minimisé et le temps d'usinage réduit à son strict minimum. Au final, ce procédé permet d'obtenir un arbre de pivotement de balancier terminé (en référence à l'étape de terminaison), qui bénéficie de caractéristiques physiques et mécaniques avantageuses tout en garantissant, aux zones fonctionnelles, des valeurs dimensionnelles de haute précision et des états de surface de grande qualité. [0013] According to the invention, the method of manufacturing a balance pivot shaft (generally called a balance shaft by those skilled in the art) advantageously combines a preliminary molding step followed by at least one termination step in a finishing phase. The molding step advantageously makes it possible to obtain a balance pivot shaft blank made of an amorphous material, such as a metallic glass. This molding step also makes it possible to obtain geometries which are difficult or even impossible to obtain by machining, and to acquire, within the material, atomic structures which cannot be obtained otherwise. In addition, this blank not only has desired physical characteristics in perfect harmony with the function for which this pivot shaft is intended, but also makes it possible to optimize machining by limiting the latter to the functional zones necessary for a balance shaft. The removal of material by machining is minimized and the machining time reduced to a strict minimum. In the end, this process makes it possible to obtain a finished balance pivot shaft (with reference to the finishing step), which benefits from advantageous physical and mechanical characteristics while guaranteeing, in the functional zones, dimensional values of high precision and high quality surface conditions.
[0014] Dans un mode de réalisation, l'étape de terminaison est précédée par une étape d'usinage de sorte que ce procédé permette également d'obtenir un arbre de pivotement de balancier usiné. [0014] In one embodiment, the termination step is preceded by a machining step so that this method also makes it possible to obtain a machined balance pivot shaft.
[0015] Dans un mode de réalisation, le refroidissement de l'ébauche est configuré pour que le corps présente en partie une structure amorphe, et en partie une structure semi-cristalline ou cristalline. [0015] In one embodiment, the cooling of the blank is configured so that the body has partly an amorphous structure, and partly a semi-crystalline or crystalline structure.
[0016] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape préparatoire de structuration dudit moule. In another embodiment, the method of the invention further comprises a preparatory step of structuring said mold.
[0017] En variante ou en complément à l'un quelconque de ces modes de réalisation, le procédé de l'invention pourrait comprendre une étape d'implantation ionique et/ou une étape de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots. As a variant or in addition to any one of these embodiments, the method of the invention could comprise an ion implantation step and/or a surface hardening step applied at least to the pivots.
[0018] Dans un autre mode de réalisation, l'ébauche ne constitue pas un volume de révolution. [0018] In another embodiment, the blank does not constitute a volume of revolution.
[0019] De préférence, l'injection de l'alliage métallique en fusion dans le moule se fait par au moins un canal d'alimentation du moule disposé en dehors desdites zones fonctionnelles. [0019]Preferably, the injection of the molten metal alloy into the mold takes place via at least one mold supply channel arranged outside said functional zones.
[0020] De façon préférentielle, lesdites zones fonctionnelles comprennent au moins en partie : au moins un desdits pivots, au moins une portée de l'arbre de pivotement, au moins un épaulement et/ou un chanfrein de l'arbre de pivotement. [0020]Preferably, said functional zones comprise at least in part: at least one of said pivots, at least one span of the pivot shaft, at least one shoulder and/or one chamfer of the pivot shaft.
[0021] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend une étape préalable de disposition d'une partie centrale du corps dans le moule avant l'injection, ladite partie centrale du corps étant pourvue desdits pivots en ses extrémités et étant constituée d'une structure cristalline. In another embodiment, the method of the invention comprises a prior step of placing a central part of the body in the mold before injection, said central part of the body being provided with said pivots at its ends and consisting of a crystalline structure.
[0022] Dans un second aspect non couvert par les revendications annexées, la divulgation pourrait porter sur un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps pourvu de pivots aux extrémités dudit corps, dans lequel ce procédé comprendrait les étapes suivantes : usinage d'un cylindre au moins en partie en alliage métallique amagnétique amorphe pour obtenir une ébauche d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.[0022] In a second aspect not covered by the appended claims, the disclosure could relate to a method of manufacturing a balance pivot shaft for a watch movement, comprising a body provided with pivots at the ends of said body, in which this process would include the following steps: machining a cylinder at least partly in amorphous non-magnetic metal alloy to obtain a shaft blank comprising at least one part in amorphous non-magnetic metal alloy, and termination of at least a part of the blank so as to obtain a pivot shaft having terminated functional areas.
[0023] Dans un dernier aspect, la présente invention a également pour objet un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger obtenu par le procédé selon l'un desdits aspects et selon l'un quelconque des modes de réalisation issu de la présente description ou selon l'une quelconque combinaison possible de ces modes de réalisation. In a final aspect, the present invention also relates to a balance pivot shaft for a watch movement obtained by the method according to one of said aspects and according to any one of the embodiments from the present description. or according to any possible combination of these embodiments.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
[0024] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre et qui présente différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les figures annexées dans lesquelles : la Fig. 1 est une représentation schématique d'un moule configuré pour l'obtention de l'ébauche d'un arbre de pivotement de balancier d'un mouvement horloger conformément à une des étapes du procédé de l'invention ; la Fig. 2 est une illustration schématique d'une ébauche issue du moule de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une illustration schématique de l'arbre de pivotement de balancier obtenu après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, de l'ébauche illustrée à la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une illustration comparative des profils d'un des pivots de l'arbre de pivotement de balancier obtenu avant et après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, du procédé de l'invention ; la Fig. 5 est une représentation schématique d'exemples d'alliages amorphes pouvant être utilisés comme alliage métallique injecté lors de l'étape d'injection du procédé de l'invention, et la Fig. 6 est une illustration, dans une vue en coupe verticale partielle, d'une variante de la Fig. 3 dans laquelle l'arbre de pivotement de balancier est formé par une partie centrale du corps préalablement disposée dans le moule avant l'étape d'injection.Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows and which presents various embodiments of the invention given by way of non-limiting examples and illustrated by the figures. annexes in which: Fig. 1 is a diagrammatic representation of a mold configured for obtaining the blank of a balance pivot shaft of a watch movement in accordance with one of the steps of the method of the invention; Fig. 2 is a schematic illustration of a blank from the mold of FIG. 1; Fig. 3 is a schematic illustration of the balance pivot shaft obtained after the step of machining, or at least finishing, the blank illustrated in FIG. 2; Fig. 4 is a comparative illustration of the profiles of one of the pivots of the balance pivot shaft obtained before and after the machining step, or at least the termination step, of the method of the invention; Fig. 5 is a schematic representation of examples of amorphous alloys that can be used as metal alloy injected during the injection step of the method of the invention, and Fig. 6 is an illustration, in a view in partial vertical section, of a variant of FIG. 3 in which the balance pivot shaft is formed by a central part of the body previously placed in the mold before the injection step.
DESCRIPTION DÉTAILLÉEDETAILED DESCRIPTION
[0025] Le mouvement horloger auquel fait référence l'arbre de pivotement du procédé de fabrication de la présente invention est typiquement celui d'une montre-bracelet. Toutefois, il pourrait néanmoins faire référence au mouvement d'une autre pièce d'horlogerie. L'arbre de pivotement de balancier est généralement connu sous la terminologie d'axe de balancier par l'homme du métier. Dans le présent exposé, on comprendra que ces deux appellations sont équivalentes et désignent le même élément au sein du mouvement de la pièce d'horlogerie. Ainsi, dans l'expression „axe de balancier, „le terme „axe“ désigne un objet matériel et ne doit donc pas être confondu avec une référence immatérielle telle qu'une ligne ou une droite d'une figure géométrique par exemple. The watch movement to which the pivot shaft of the manufacturing method of the present invention refers is typically that of a wristwatch. However, it could nevertheless refer to the movement of another timepiece. The balance pivot shaft is generally known by the balance pin terminology to those skilled in the art. In the present description, it will be understood that these two designations are equivalent and designate the same element within the movement of the timepiece. Thus, in the expression „axis of a pendulum, „the term „axis“ designates a material object and must therefore not be confused with an immaterial reference such as a line or a straight line of a geometric figure for example.
[0026] La Fig. 1 est une illustration d'un moule 1 pour un arbre de pivotement de balancier. Ce moule est illustré selon une coupe verticale qui laisse apparaitre deux parties 1a, 1b du moule dans lesquelles une ébauche 10' de l'arbre de pivotement de balancier s'y trouve encore logée. Il est à relever que le nombre de parties constitutives du moule 1 ne présente aucune importance particulière dans la compréhension de l'invention, mais dépend plutôt de la complexité et de la forme générale de l'ébauche 10' à obtenir par moulage. Tel qu'illustré de façon schématique à la Fig. 1, le moule 1 comprend au moins un canal d'alimentation 2, en l'occurrence deux canaux d'alimentation 2 destinés à l'injection dans le moule d'un alliage métallique en fusion. [0026] FIG. 1 is an illustration of a mold 1 for a balance pivot shaft. This mold is illustrated in a vertical section which reveals two parts 1a, 1b of the mold in which a blank 10' of the balance pivot shaft is still housed there. It should be noted that the number of constituent parts of the mold 1 is of no particular importance in understanding the invention, but rather depends on the complexity and the general shape of the blank 10' to be obtained by molding. As illustrated schematically in FIG. 1, the mold 1 comprises at least one supply channel 2, in this case two supply channels 2 intended for the injection into the mold of a molten metal alloy.
[0027] La Fig. 2 est une illustration de l'ébauche 10' de l'arbre de pivotement de balancier. Cette ébauche 10' correspond à la pièce obtenue à l'issue du démoulage. [0027] FIG. 2 is an illustration of the balance pivot shaft blank 10'. This blank 10' corresponds to the part obtained after demolding.
[0028] La Fig. 3 donne quant à elle une illustration de l'arbre 10 de pivotement de balancier après usinage, ou du moins après terminaison, d'au moins une partie de l'ébauche 10', conformément au procédé de l'invention qui va être à présent détaillé. [0028] FIG. 3 gives an illustration of the balance pivot shaft 10 after machining, or at least after completion, of at least part of the blank 10', in accordance with the method of the invention which will now be detailed.
[0029] Le procédé de fabrication de l'invention vise à obtenir un arbre, en particulier un arbre 10 de pivotement de balancier. Cet arbre 10 comprend un corps 12 pourvu de pivots 13 ou d'au moins une zone destinée au pivotement de l'arbre 10. Une telle zone de pivotement pourrait être par exemple une portée destinée à être en prise avec un roulement, tel qu'un roulement à billes. Les pivots 13, ou autres zones de pivotement, sont situés aux extrémités du corps 12. Le procédé comprend au moins les trois étapes suivantes : The manufacturing method of the invention aims to obtain a shaft, in particular a pivot shaft 10 of the balance. This shaft 10 comprises a body 12 provided with pivots 13 or with at least one zone intended for the pivoting of the shaft 10. Such a pivoting zone could for example be a bearing surface intended to be in engagement with a bearing, such as a ball bearing. The pivots 13, or other pivoting zones, are located at the ends of the body 12. The method comprises at least the following three steps:
[0030] La première étape consiste à injecter un alliage métallique en fusion dans le moule. L'injection de cet alliage sous-entend que ce dernier est introduit sous pression dans le moule. Toutefois, on pourrait également procéder à un coulage par gravité de l'alliage dans le moule. Lors de l'opération de moulage, l'alliage métallique est en fusion, c'est-à-dire qu'il se trouve dans un état liquide, du moins à une température située au-delà de celle de la transition vitreuse. Enfin, dans son état de fusion, l'alliage métallique peut être magnétique ou amagnétique. The first step is to inject a molten metal alloy into the mold. The injection of this alloy implies that the latter is introduced under pressure into the mould. However, the alloy could also be cast by gravity into the mould. During the molding operation, the metal alloy is molten, that is to say it is in a liquid state, at least at a temperature situated beyond that of the glass transition. Finally, in its molten state, the metal alloy can be magnetic or non-magnetic.
[0031] La seconde étape consiste à refroidir l'alliage fondu afin d'obtenir une ébauche 10' d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe. Le caractère amagnétique de l'alliage métallique qui constitue l'ébauche 10' vise à obtenir un arbre 10 de pivotement de balancier insensible aux champs magnétiques. Cette propriété permet avantageusement de garantir qu'aucune perturbation d'ordre magnétique ne pourra perturber ou influencer l'axe de balancier qu'est l'arbre 10 de pivotement. The second step consists in cooling the molten alloy in order to obtain a shaft blank 10' comprising at least one part made of amorphous non-magnetic metal alloy. The non-magnetic character of the metal alloy which constitutes the blank 10' aims to obtain a balance pivot pivot shaft 10 insensitive to magnetic fields. This property advantageously makes it possible to guarantee that no disturbance of a magnetic order will be able to disturb or influence the balance axis which is the pivot shaft 10 .
[0032] L'axe de balancier constitue l'élément central de l'organe régulateur dans un mouvement mécanique. Il importe donc que cet élément puisse garantir la précision et la marche du mouvement. Le caractère amorphe de l'alliage métallique qui constitue au moins une partie de l'ébauche 10 fait référence à une structure non cristalline, en particulier à une structure dans laquelle les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance, contrairement aux structures cristallines. [0032] The balance shaft constitutes the central element of the regulating member in a mechanical movement. It is therefore important that this element be able to guarantee the precision and rate of the movement. The amorphous character of the metal alloy which constitutes at least a part of the blank 10 refers to a non-crystalline structure, in particular to a structure in which the atoms do not respect any order at medium and long distance, contrary to the crystalline structures. .
[0033] La troisième étape consiste en la terminaison d'au moins une partie de l'ébauche 10' de sorte à obtenir un arbre 10 de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées (en référence à l'opération dite de terminaison). Dans un mode de réalisation, l'étape de terminaison est précédée par une étape d'usinage. Les zones fonctionnelles sont des portions de l'arbre, tels que les pivots 13, qui présentent une fonction particulièrement importante pour pouvoir assurer un fonctionnement précis de l'organe régulateur. Ces zones fonctionnelles, que l'on pourrait qualifier de zones de précision, doivent présenter des dimensions, des états de surface ainsi que des propriétés (tels que dureté, élasticité, résistance à la rupture, à l'usure et aux chocs, etc... ) particulières. Pour ces raisons, les zones fonctionnelles sont usinées, ou du moins terminées, après que l'ébauche 10' ait été obtenue par moulage. The third step consists of the termination of at least part of the blank 10 'so as to obtain a pivot shaft 10 having completed functional areas (in reference to the so-called termination operation). In one embodiment, the termination step is preceded by a machining step. The functional zones are portions of the shaft, such as the pivots 13, which have a particularly important function in order to be able to ensure precise operation of the regulating member. These functional zones, which could be described as precision zones, must have dimensions, surface states as well as properties (such as hardness, elasticity, resistance to breakage, wear and shock, etc. .. ) particular. For these reasons, the functional areas are machined, or at least finished, after the blank 10' has been obtained by molding.
[0034] La Fig. 4 donne une illustration comparative des profils A et B d'un des pivots 13 de l'arbre 10 de pivotement de balancier obtenu respectivement avant et après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, du procédé de l'invention. On remarque sur cette figure que la quantité de matière enlevée entre les profils A et B est avantageusement minime. Ceci permet d'optimiser les ressources en termes de quantité de matière nécessaire pour obtenir l'arbre 10 et en termes d'usinage, comparativement à l'obtention d'une telle pièce à partir d'une barre de matière brute. Pour passer du profil A au profil B, l'étape d'usinage fait référence à des méthodes d'usinage courantes, tels que tournage, décolletage ou reprise de décolletage au moyen d'outils de coupe, ou encore usinage laser par exemple. L'étape de terminaison fait référence à des opérations de finition tels que traitement de surfaces, rectification, roulage, polissage laser ou mécano-chimique, tribofinition ou polissage vrac. Les opérations de terminaison pourraient encore comprendre une opération d'implantation ionique. [0034] FIG. 4 gives a comparative illustration of the profiles A and B of one of the pivots 13 of the balance pivot shaft 10 obtained respectively before and after the machining step, or at least the termination step, of the method of the invention. Note in this figure that the amount of material removed between the profiles A and B is advantageously minimal. This makes it possible to optimize the resources in terms of quantity of material necessary to obtain the shaft 10 and in terms of machining, compared to obtaining such a part from a bar of raw material. To pass from profile A to profile B, the machining step refers to common machining methods, such as turning, bar turning or bar turning by means of cutting tools, or even laser machining for example. The finishing stage refers to finishing operations such as surface treatment, grinding, rolling, laser or mechanical-chemical polishing, tribofinishing or bulk polishing. Termination operations could further include an ion implantation operation.
[0035] De préférence, l'alliage métallique amagnétique de l'ébauche 10 comprend une base métallique formée d'au moins un métal parmi le cuivre, le zirconium, le fer le nickel et le hafnium. Ainsi, l'alliage métallique amorphe qui constitue au moins une partie de l'ébauche peut par exemple être un des alliages parmi les formules chimiques suivantes : les alliages base Cuivre - Zirconium (Cu64Zr36, Cu46Zr42Al7Y5, Cu46Zr54, CU50Zr45Ti5), les alliages de Zirconium divers (Zr2NixCu(1-x), Zr41Ti14Cu13Ni10Be22, Zr55Cu30Al10Ni5, Zr57Nb5Al10CU15,4Ni12,6ou Zr61Ti4Nb4Cu14Ni9Al9) les alliages de Titane - Cuivre - Nickel (Ti34CU47Ni8Zr11, Ti50Cu28Ni15Sn7), les alliages d'Aluminium - Yttrium - Fer (A185Y10Fe5, Al88Y9Fe5, Al88Y5Fe7) ou enfin les alliages de Magnésium - Cuivre (Mg53Cu37Nd10, Mg65Cu25Tb10). Preferably, the non-magnetic metal alloy of the blank 10 comprises a metal base formed of at least one metal from among copper, zirconium, iron, nickel and hafnium. Thus, the amorphous metal alloy which constitutes at least part of the blank can for example be one of the alloys from the following chemical formulas: Copper-Zirconium base alloys (Cu64Zr36, Cu46Zr42Al7Y5, Cu46Zr54, CU50Zr45Ti5), Zirconium alloys divers (Zr2NixCu(1-x), Zr41Ti14Cu13Ni10Be22, Zr55Cu30Al10Ni5, Zr57Nb5Al10CU15,4Ni12,6ou Zr61Ti4Nb4Cu14Ni9Al9) les alliages de Titane - Cuivre - Nickel (Ti34CU47Ni8Zr11, Ti50Cu28Ni15Sn7), les alliages d'Aluminium - Yttrium - Fer (A185Y10Fe5, Al88Y9Fe5, Al88Y5Fe7) or finally Magnesium - Copper alloys (Mg53Cu37Nd10, Mg65Cu25Tb10).
[0036] Comme autres exemples, tirés de l'ouvrage intitulé „Mechanical Properties and Déformation Behavior of Bulk Metallic Glasses“ (Dmitri V. Louzguine-Luzgin, Larissa V. Louzguina-Luzgina and Alexander Yu. Churyumov), on citera: AlLaCu; CuHfAl; CuHfTi; CuZrAg; CuZrAl; CuZrGa; CuZrTi; ZrCoAl; ZrFeAlCu; ZrCuNiAl; ZrAlNiPd; ZrAlCoCu; TiNiCuSn; PdCuSiP; NiNbTiZr; MgCuNiGd. [0036] As other examples, taken from the work entitled “Mechanical Properties and Deformation Behavior of Bulk Metallic Glasses” (Dmitri V. Louzguine-Luzgin, Larissa V. Louzguina-Luzgina and Alexander Yu. Churyumov), we can cite: AlLaCu; CuHfAl; CuHfTi; CuZrAg; CuZrAl; CuZrGa; CuZrTi; ZrCoAl; ZrFeAlCu; ZrCuNiAl; ZrAlNiPd; ZrAlCoCu; TiNiCuSn; PdCuSiP; NiNbTiZr; MgCuNiGd.
[0037] A titre d'exemple, l'alliage Zr57Cu20Al10Ni8Ti5, particulièrement intéressant car amagnétique et inoxydable, possède les caractéristiques suivantes à l'état amorphe: Densité : 6.6 Module d'Young : 64 GPa Limite élastique : 1560 N/mm<2> Limite à la rupture : 1650 N/mm<2> Dureté Vickers : 520 HV1000 Température de transition vitreuse : 650 K Température de cristallisation : 705 K.For example, the Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 alloy, which is particularly interesting because it is non-magnetic and stainless, has the following characteristics in the amorphous state: Density: 6.6 Young's modulus: 64 GPa Elastic limit: 1560 N/mm<2> Breaking strength: 1650 N/mm<2> Vickers hardness: 520 HV1000 Glass transition temperature: 650 K Crystallization temperature: 705 K.
[0038] D'autres alliages possibles sont encore indiqués à la Fig. 5, en particulier dans la zone Z ovale délimitée par un trait interrompu sur cette figure qui donne une représentation schématique d'exemples d'alliages amorphes connus pouvant être utilisés comme alliage métallique injecté lors de l'étape d'injection du procédé de l'invention. [0038] Other possible alloys are further indicated in FIG. 5, in particular in the oval zone Z delimited by a broken line in this figure which gives a schematic representation of examples of known amorphous alloys which can be used as metal alloy injected during the injection step of the process of invention.
[0039] Selon au moins un des modes de réalisation, l'étape d'injection de l'alliage métallique en fusion se fait dans un moule vide. According to at least one of the embodiments, the step of injecting the molten metal alloy is done in an empty mold.
[0040] De préférence, le corps 12 et les pivots 13 constituent un solide d'un seul tenant, en particulier un solide pouvant être intégralement obtenu par moulage, en dehors des opérations de terminaison incluant, le cas échéant, les opérations d'usinage. [0040] Preferably, the body 12 and the pivots 13 constitute a solid in one piece, in particular a solid which can be obtained entirely by molding, apart from the termination operations including, where appropriate, the machining operations. .
[0041] L'étape de refroidissement est au moins en partie obtenue par le contact de l'alliage métallique en fusion avec le moule dans lequel il est injecté. Ainsi, le refroidissement s'opère principalement au contact du moule. Ce refroidissement pourrait toutefois être accentué par une action additionnelle complémentaire. Par exemple, ce refroidissement pourrait être accentué par des conditions environnementales d'utilisation et/ou de stockage du moule à une température volontairement abaissée par rapport aux conditions usuelles. Dans ce cas, le moule pourrait alors être préalablement refroidi avant son utilisation afin d'accentuer le refroidissement de l'alliage une fois injecté. Dans un autre mode de réalisation, le moule pourrait également être doté ou au contact d'un circuit de refroidissement durant l'injection de l'alliage. Un tel circuit de refroidissement pourrait être obtenu au moyen d'un fluide caloporteur quelconque. The cooling step is at least partly obtained by the contact of the molten metal alloy with the mold into which it is injected. Thus, the cooling takes place mainly in contact with the mould. This cooling could however be accentuated by an additional complementary action. For example, this cooling could be accentuated by environmental conditions of use and/or storage of the mold at a deliberately lower temperature compared to the usual conditions. In this case, the mold could then be cooled beforehand before its use in order to accentuate the cooling of the alloy once injected. In another embodiment, the mold could also be provided with or in contact with a cooling circuit during the injection of the alloy. Such a cooling circuit could be obtained by means of any heat transfer fluid.
[0042] De préférence encore, l'étape de refroidissement de l'alliage vise à obtenir une ébauche 10 dont au moins les pivots 13 sont en alliage métallique amagnétique amorphe et possèdent donc une structure non cristalline. Preferably again, the step of cooling the alloy aims to obtain a blank 10 of which at least the pivots 13 are made of an amorphous non-magnetic metal alloy and therefore have a non-crystalline structure.
[0043] Dans un mode de réalisation avantageux, le refroidissement de l'ébauche 10 pourrait être configuré pour que le corps 12 présente en partie une structure amorphe et en partie une structure semi-cristalline ou cristalline. Par exemple, la structure amorphe pourrait être obtenue en surface de l'ébauche, alors qu'à coeur cette même ébauche pourrait avoir une structure semi-cristalline ou cristalline. De telles structures différentiées pour une même pièce pourraient être obtenues en agissant sur des paramètres tels que la vitesse de refroidissement de l'ébauche et/ou le choix des zones refroidies à des vitesses différentes. Avantageusement, il est ainsi possible d'obtenir, de façon relativement aisée, notamment grâce à l'étape de moulage, un solide d'un seul tenant pourvu de deux structures (atomiques) différentes. Ce solide fait en particulier référence à l'arbre 10 de pivotement de balancier qui peut ainsi acquérir des caractéristiques physico-mécaniques particulières par l'intermédiaire d'un procédé de fabrication relativement simple. In an advantageous embodiment, the cooling of the blank 10 could be configured so that the body 12 has partly an amorphous structure and partly a semi-crystalline or crystalline structure. For example, the amorphous structure could be obtained at the surface of the blank, whereas at the core this same blank could have a semi-crystalline or crystalline structure. Such differentiated structures for the same part could be obtained by acting on parameters such as the cooling rate of the blank and/or the choice of zones cooled at different rates. Advantageously, it is thus possible to obtain, relatively easily, in particular thanks to the molding step, a solid in one piece provided with two different (atomic) structures. This solid refers in particular to the balance pivot shaft 10 which can thus acquire particular physico-mechanical characteristics via a relatively simple manufacturing process.
[0044] Pour ce faire, on remarquera que ce procédé fait plus particulièrement référence à : l'injection d'un alliage métallique de type verre métallique (BMG), une étape de refroidissement spécifique configurée pour qu'au moins une partie de l'ébauche 10 puisse être amorphe et amagnétique, et une étape de terminaison d'au moins une partie de l'ébauche pour pouvoir garantir, aux zones fonctionnelles de l'arbre de pivotement, des caractéristiques courantes requises pour que cet arbre puisse être utilisé comme axe de balancier.To do this, it will be noted that this process refers more particularly to: the injection of a metallic alloy of metallic glass type (BMG), a specific cooling step configured so that at least part of the blank 10 can be amorphous and non-magnetic, and a step of terminating at least part of the blank in order to be able to guarantee, to the functional zones of the pivot shaft, the current characteristics required for this shaft to be able to be used as a balance shaft.
[0045] Dans un mode de réalisation préféré, l'étape de terminaison est précédée d'une étape d'usinage. In a preferred embodiment, the termination step is preceded by a machining step.
[0046] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape préparatoire de structuration du moule 1. Effectuée préalablement à l'étape d'injection, cette étape préparatoire pourrait par exemple consister à pouvoir obtenir, en surface de l'ébauche 10, des stries, des cavités ou tout autres lignes ou formes structurales qui marquent la surface de certaines parties, zones ou portions de l'ébauche. De telles formes structurales pouvant être destinées à favoriser l'assemblage (maintien) de l'arbre 10 de pivotement avec un ou plusieurs éléments d'assemblage ultérieur, tels que le plateau (ou double plateau), l'anneau de balancier ou l'ensemble spiral-virole. Typiquement, l'assemblage ultérieur de ces éléments à l'axe du balancier se fait par chassage. Ces formes structurales pourraient, en outre ou de façon alternative, constituer des réserves d'huile utiles à la lubrification. In another embodiment, the method of the invention further comprises a preparatory step for structuring the mold 1. Performed prior to the injection step, this preparatory step could for example consist of being able to obtain, by surface of the blank 10, ridges, cavities or any other lines or structural shapes which mark the surface of certain parts, zones or portions of the blank. Such structural shapes can be intended to promote the assembly (maintenance) of the pivot shaft 10 with one or more subsequent assembly elements, such as the plate (or double plate), the balance ring or the spiral-ferrule assembly. Typically, the subsequent assembly of these elements to the balance shaft is done by driving in. These structural shapes could, additionally or alternatively, constitute useful oil reserves for lubrication.
[0047] Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots. Ce durcissement pourrait par exemple être obtenu par un processus de revêtement de surface, typiquement un revêtement obtenu par un dépôt physique en phase vapeur connu sous l'acronyme PVD. Un tel processus consisterait en un dépôt métallique dur à partir d'une vapeur métallique ionisée. In one embodiment, the method further comprises a surface hardening step applied at least to the pivots. This hardening could for example be obtained by a surface coating process, typically a coating obtained by physical vapor deposition known by the acronym PVD. Such a process would consist of hard metal deposition from ionized metal vapor.
[0048] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape d'implantation ionique. Une telle étape consiste à implanter des ions d'un matériau additionnel dans au moins une partie de l'ébauche 10' ou de l'arbre 10 de pivotement de balancier, notamment pour en changer ses propriétés physiques. En particulier, cette implantation à l'avantage de prévenir la propagation de fissures et rend le matériau plus résistant à la rupture, à l'usure et à la corrosion. L'implantation ionique pourrait de préférence être mise en oeuvre par un bombardement d'au moins une surface de l'arbre 10 de pivotement, ou de son ébauche 10', avec des ions de carbone, d'azote et/ou d'oxygène. In another embodiment, the method of the invention further comprises an ion implantation step. Such a step consists of implanting ions of an additional material in at least part of the blank 10' or of the balance pivot shaft 10, in particular to change its physical properties. In particular, this implantation has the advantage of preventing the propagation of cracks and makes the material more resistant to breakage, wear and corrosion. The ion implantation could preferably be implemented by bombarding at least one surface of the pivot shaft 10, or of its blank 10', with ions of carbon, nitrogen and/or oxygen. .
[0049] Le procédé de l'invention pourrait également comprendre une étape de durcissement chimique de la surface, tel qu'une opération de cémentation typiquement. The method of the invention could also comprise a step of chemical hardening of the surface, such as a cementation operation typically.
[0050] Dans un mode de réalisation particulier, l'ébauche 10' pourrait ne pas constituer un volume de révolution. Une telle ébauche 10' constituerait donc un solide qui se différentierait d'un corps de révolution puisque ce dernier est, par définition, un volume que l'on obtient en faisant tourner une courbe bidimensionnelle (typiquement celle du profil du corps) autour d'un axe de rotation. On comprendra alors qu'il suffit que l'ébauche 10' possède une partie asymétrique quelconque pour qu'elle ne puisse plus être considérée comme étant un corps de révolution, au sens géométrique du terme. [0050] In a particular embodiment, the blank 10' could not constitute a volume of revolution. Such a blank 10' would therefore constitute a solid which would differ from a body of revolution since the latter is, by definition, a volume which is obtained by rotating a two-dimensional curve (typically that of the profile of the body) around an axis of rotation. It will then be understood that it is sufficient for the blank 10' to have any asymmetrical part for it to no longer be considered as being a body of revolution, in the geometric sense of the term.
[0051] Une telle partie asymétrique pourrait être comparable à la cheville ou rubis actionnant l'ancre de l'échappement et qui est solidaire du plateau (ou double plateau) chassé sur l'axe de balancier. Comme autre exemple de partie asymétrique possible on citera une incision ou une fente qui pourrait être ménagée dans l'axe de balancier, de manière similaire à celle parfois pratiquée dans la virole (chassée sur l'axe de balancier) pour y maintenir l'extrémité interne du spiral de balancier. Enfin on pourrait également considérer une cavité ou un trou (même borgne) agencé dans l'axe de balancier pour y loger une goupille par exemple. Avantageusement, on remarque que le procédé de l'invention, en particulier l'étape de moulage de l'ébauche 10', permettrait d'obtenir directement (à savoir sans nécessiter d'usinage ultérieur) une ébauche 10' possédant, dans son ensemble, une forme générale dépourvue d'axe de révolution. [0051] Such an asymmetrical part could be comparable to the peg or ruby actuating the anchor of the escapement and which is integral with the plate (or double plate) driven onto the balance staff. As another example of a possible asymmetrical part, we will cite an incision or a slot which could be made in the balance shaft, in a manner similar to that sometimes made in the ferrule (driven onto the balance shaft) to hold the end there. internal balance spring. Finally one could also consider a cavity or a hole (even blind) arranged in the balance shaft to accommodate a pin therein for example. Advantageously, it is noted that the process of the invention, in particular the step of molding the blank 10', would make it possible to obtain directly (namely without requiring subsequent machining) a blank 10' having, as a whole , a general shape devoid of an axis of revolution.
[0052] Dans un autre mode de réalisation possible, l'étape d'injection de l'alliage métallique en fusion dans le moule 1 pourrait se faire par au moins un canal d'alimentation 2 disposé en dehors des zones fonctionnelles de l'arbre 10 de pivotement de balancier. Avantageusement, cette caractéristique permettrait de préserver ces zones fonctionnelles de toute imperfection résultant du rattachement du canal d'alimentation à l'ébauche 10'. Alternativement, il pourrait néanmoins être possible de prévoir la disposition de tels canaux d'alimentation 2 au niveau de zones destinées à être usinées lors de l'étape d'usinage du procédé. In another possible embodiment, the step of injecting the molten metal alloy into the mold 1 could be done by at least one supply channel 2 arranged outside the functional areas of the shaft. 10 balance swivel. Advantageously, this characteristic would make it possible to preserve these functional zones from any imperfection resulting from the attachment of the supply channel to the blank 10'. Alternatively, it could nevertheless be possible to provide the arrangement of such supply channels 2 at the level of zones intended to be machined during the machining step of the process.
[0053] Typiquement et comme mieux illustré à la Fig. 3, les zones fonctionnelles de l'arbre 10 de pivotement de balancier comprennent au moins en partie : au moins un des pivots 13, au moins une portée 14 de l'arbre 10 de pivotement, au moins un épaulement 15 et/ou un chanfrein 16 de cet arbre 10. [0053] Typically and as best illustrated in FIG. 3, the functional zones of the balance pivot shaft 10 comprise at least in part: at least one of the pivots 13, at least one bearing surface 14 of the pivot shaft 10, at least one shoulder 15 and/or a chamfer 16 of this tree 10.
[0054] En référence à la Fig. 6, celle-ci illustre, dans une vue en coupe verticale partielle, une variante de la Fig. 3 conformément à un autre mode de réalisation du procédé de l'invention. Ce mode de réalisation intègre, au procédé de fabrication de l'arbre 10 de pivotement de balancier, une étape préalable de disposition d'une partie centrale 11 du corps 12 de l'arbre 10 dans la moule 1 avant l'étape d'injection. Comme représenté sur la Fig. 6, la partie centrale 11 du corps 12 est pourvue des pivots 13 en ses extrémités. De plus, cette partie centrale 11 est constituée d'une structure cristalline, à savoir d'un matériau non amorphe. De préférence, la structure cristalline du matériau qui constitue la partie centrale 11 est un acier de décolletage. Cet acier de décolletage est de préférence un acier martensitique au carbone incluant du plomb et généralement des sulfures de manganèse. Un tel acier est connu de l'homme du métier sous la terminologie d'acier 20AP. Cet acier présente l'avantage de se prêter facilement au décolletage. De plus, après traitements, tels que trempe et revenu, l'acier 20AP possède des propriétés mécaniques élevées, notamment en termes de résistance à l'usure et de dureté. Ces caractéristiques demeurent adéquates pour la réalisation d'axes de balancier. [0054] With reference to FIG. 6, this illustrates, in a view in partial vertical section, a variant of FIG. 3 in accordance with another embodiment of the method of the invention. This embodiment incorporates, in the manufacturing method of the balance pivot shaft 10, a preliminary step of placing a central part 11 of the body 12 of the shaft 10 in the mold 1 before the step of injection . As shown in FIG. 6, the central part 11 of the body 12 is provided with pivots 13 at its ends. Moreover, this central part 11 consists of a crystalline structure, namely of a non-amorphous material. Preferably, the crystalline structure of the material which constitutes the central part 11 is a free-cutting steel. This free-cutting steel is preferably a martensitic carbon steel including lead and generally manganese sulphides. Such a steel is known to those skilled in the art under the terminology of 20AP steel. This steel has the advantage of lending itself easily to bar turning. In addition, after treatments, such as quenching and tempering, 20AP steel has high mechanical properties, particularly in terms of wear resistance and hardness. These characteristics remain adequate for the production of balance shafts.
[0055] Ainsi, selon le mode de réalisation illustré au travers de la Fig. 6, le procédé de l'invention permet l'obtention d'un arbre 10 de pivotement de balancier qui est réalisé en deux parties indissociables que sont, d'une part, la partie centrale 11 et, d'autre part, le surmoulage 12' de cette partie centrale 11 qui, ensemble avec cette dernière constituent le corps 12 de l'axe de balancier. Avantageusement, ce mode de réalisation permettrait par exemple de s'affranchir des difficultés liées à la réalisation d'un trou de diamètre extrêmement petit et précis dans la partie externe du corps 12 pour garantir une insertion et une tenue de chaque pivot 13 dans le corps, notamment dans le cas où pivots 13 et corps 12 ne constituerait pas un seul et même solide. Vis-à-vis de ce cas, le présent mode de réalisation de l'invention permet également d'obtenir une amélioration globale de la concentricité entre pivots 13 et corps 12. [0055] Thus, according to the embodiment illustrated through FIG. 6, the method of the invention makes it possible to obtain a balance pivot shaft 10 which is produced in two inseparable parts which are, on the one hand, the central part 11 and, on the other hand, the overmolding 12 'of this central part 11 which, together with the latter constitute the body 12 of the balance shaft. Advantageously, this embodiment would make it possible, for example, to overcome the difficulties associated with making an extremely small and precise diameter hole in the outer part of the body 12 to guarantee insertion and holding of each pivot 13 in the body. , especially in the case where pivots 13 and body 12 do not constitute one and the same solid. Vis-à-vis this case, the present embodiment of the invention also makes it possible to obtain an overall improvement in the concentricity between pivots 13 and body 12.
[0056] Avantageusement encore, le mode de réalisation illustré par la Fig. 6 permet d'obtenir facilement, à savoir sans usinage de trous pour l'agencement des pivots dans le corps, un arbre 10 de pivotement de balancier qui, d'une part, bénéficie des qualités de l'acier (tel que l'acier 20AP) pour les pivots et qui, d'autre part, est quasiment insensible aux champs magnétiques. En effet, la sensibilité aux champs magnétiques d'un tel arbre 10 est négligeable puisqu'il bénéficie également des qualités de l'alliage métallique amagnétique amorphe donné par le surmoulage 12', lequel surmoulage demeure la masse la plus importante de l'arbre 10. [0056]Also advantageously, the embodiment illustrated by FIG. 6 makes it easy to obtain, namely without machining holes for the arrangement of the pivots in the body, a balance pivot shaft 10 which, on the one hand, benefits from the qualities of steel (such as steel 20AP) for the pivots and which, on the other hand, is almost insensitive to magnetic fields. Indeed, the sensitivity to magnetic fields of such a shaft 10 is negligible since it also benefits from the qualities of the amorphous non-magnetic metal alloy given by the molding 12 ', which molding remains the largest mass of the shaft 10 .
[0057] Dans un second aspect non couvert par les revendications, la divulgation pourrait porter sur un procédé de fabrication d'un arbre 10 de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps 12 pourvu de pivots 13 aux extrémités dudit corps 12, dans lequel ce procédé comprendrait les étapes suivantes : usinage d'un cylindre au moins en partie en alliage métallique amagnétique amorphe pour obtenir une ébauche 10' d'arbre 10 comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche 10' de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.[0057] In a second aspect not covered by the claims, the disclosure could relate to a method of manufacturing a balance pivot shaft 10 for a watch movement, comprising a body 12 provided with pivots 13 at the ends of said body 12, wherein said method would comprise the following steps: machining a cylinder at least partly in amorphous non-magnetic metal alloy to obtain a blank 10' of shaft 10 comprising at least one part in amorphous non-magnetic metal alloy, and termination of at least a part of the blank 10' so as to obtain a pivot shaft having completed functional zones.
[0058] Le procédé selon cet aspect pourrait en outre comprendre au moins une étape ou caractéristique déjà décrite dans la présente description qui conduirait à une variante ou à un mode de réalisation compatible avec le procédé de ce second aspect. A titre d'exemple, ce procédé pourrait en outre comprendre une étape d'implantation ionique et/ou de traitement ou de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots 13. De plus, le procédé selon ce second aspect pourrait également comprendre une quelconque combinaison possible des modes de réalisation décrits dans la présente description. The method according to this aspect could also comprise at least one step or characteristic already described in the present description which would lead to a variant or to an embodiment compatible with the method of this second aspect. By way of example, this method could also comprise a step of ion implantation and/or surface treatment or hardening applied at least to the pivots 13. In addition, the method according to this second aspect could also comprise any combination possible of the embodiments described in this description.
[0059] Dans un dernier aspect, l'invention porte encore sur un arbre 10 de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, obtenu par le procédé de fabrication de cet arbre selon l'un quelconque des modes de réalisation issu de la présente description ou selon l'une quelconque combinaison possible de ces modes de réalisation. Le procédé précité fait notamment référence au procédé décrit selon l'un quelconque desdits aspects. In a final aspect, the invention also relates to a balance pivot shaft 10 for a watch movement, obtained by the method of manufacturing this shaft according to any one of the embodiments taken from the present description or according to any possible combination of these embodiments. The aforementioned method refers in particular to the method described according to any one of said aspects.
[0060] Bien que les objets de la présente invention aient été décrits en référence à des exemples spécifiques, diverses modifications et/ou améliorations évidentes pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits sans s'écarter de l'esprit et de l'étendue de l'invention telle que définie par les revendications. Although the objects of the present invention have been described with reference to specific examples, various obvious modifications and/or improvements could be made to the described embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the claims.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01259/19A CH716669B1 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Method of manufacturing a balance pivot shaft. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01259/19A CH716669B1 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Method of manufacturing a balance pivot shaft. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH716669A1 CH716669A1 (en) | 2021-04-15 |
CH716669B1 true CH716669B1 (en) | 2023-02-15 |
Family
ID=68158840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH01259/19A CH716669B1 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Method of manufacturing a balance pivot shaft. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH716669B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022223478A1 (en) | 2021-04-20 | 2022-10-27 | Acrotec R&D Sa | Method for manufacturing a timepiece pivot pin and timepiece pivot pin obtained by said method |
EP4327162A1 (en) | 2021-04-20 | 2024-02-28 | Acrotec R&D SA | Method for manufacturing a pivot staff of the timepiece type |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4450080B2 (en) * | 2008-02-01 | 2010-04-14 | セイコーエプソン株式会社 | Watch gear and watch gear manufacturing method |
CH703346A2 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-30 | Swatch Group Res & Dev Ltd | Escapement system for use in timepiece, has rod including arms for receiving pallets, where part of system and pallet assembly are made of material that is partially amorphous and comprises metallic element |
EP2466394A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-20 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Capsule for a scientific instrument |
EP3170579A1 (en) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Method for manufacturing a part from amorphous metal |
CH712718B1 (en) * | 2016-07-19 | 2020-12-15 | Nivarox Sa | Pivot pin for clockwork movement. |
EP3796102B1 (en) * | 2017-12-22 | 2022-04-20 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Method for manufacturing a balance for a timepiece |
CH714594A1 (en) * | 2018-01-26 | 2019-07-31 | Richemont Int Sa | Pivoting axis of a regulating organ of mechanical watchmaking movement. |
-
2019
- 2019-10-03 CH CH01259/19A patent/CH716669B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH716669A1 (en) | 2021-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3743538B1 (en) | Pivoting pin of a regulator and manufacturing method therefor | |
EP2757424B1 (en) | Part for clockwork | |
EP3584640A1 (en) | Timepiece oscillator | |
EP3273303A1 (en) | Part for clock movement | |
CH716669B1 (en) | Method of manufacturing a balance pivot shaft. | |
EP3273307A1 (en) | Part for clock movement | |
EP3273306A1 (en) | Part for clock movement | |
CH707504A2 (en) | Metal pivoting axle e.g. non-magnetic balance axle, for clockwork movement of watch, has pivot arranged at end, where axle is made of metal e.g. titanium and titanium alloy, in order to limit sensitivity of pivoting axle to magnetic fields | |
EP3273304B1 (en) | Part for clock movement | |
CH712719B1 (en) | Watch component for watch movement. | |
CH712718A2 (en) | Pivot axis for watch movement. | |
EP3273305B1 (en) | Part for clock movement | |
EP3800511B1 (en) | Pivoting shaft for a regulating organ | |
CH710107A2 (en) | mechanical component, movement, timepiece and method of manufacturing the mechanical component. | |
EP4327162A1 (en) | Method for manufacturing a pivot staff of the timepiece type | |
EP3940112A1 (en) | Method for improving a material for timepiece | |
CH718549A2 (en) | Watch component and method of manufacturing such a watch component. | |
EP3339968A1 (en) | Part for clock movement | |
CH718551A2 (en) | Process for manufacturing a watchmaker's type pivot pin. | |
CH718550A2 (en) | Watchmaking pivot pin and method of manufacturing such a watchmaking pivot pin. | |
CH707505B1 (en) | Metal pivot pin for watch movement and method of manufacturing such a pin. | |
EP4327164A1 (en) | Timepiece component and method for manufacturing such a timepiece component | |
WO2022223478A1 (en) | Method for manufacturing a timepiece pivot pin and timepiece pivot pin obtained by said method | |
CH716664A2 (en) | Non-magnetic and hard watch component, in particular the pivot axis of a regulating organ. | |
CH718939A1 (en) | Pivot axis of a pivoting component of a watch movement. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PK | Correction |
Free format text: CHANGEMENT DE REGISTRE EXAMEN QUANT AU FOND |