CH720294A2 - Ensemble comprenant un spiral et un piton et pièce d'horlogerie comprenant un tel ensemble - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble comprenant un spiral (20) et un piton, ledit spiral (20) et ledit piton étant destinés à être assemblés l'un à l'autre, ledit spiral comportant au voisinage de son extrémité externe, un organe de butée (20.2), ledit piton comportant : – une structure d'arrêt agencée pour limiter tous les degrés de liberté de l'organe de butée (20.2) dans le plan dudit spiral en coopérant avec ledit organe de butée, et – au moins une structure déformable et occupant avant déformation un état permettant de disposer l'organe de butée (20.2) dans la structure d'arrêt, et apte à être déformée pour occuper un second état dans lequel les degrés de liberté de l'organe de butée (20.2) en dehors du plan du spiral, sont supprimés.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie et concerne plus particulièrement un ensemble comprenant un spiral et un piton, l'un et l'autre étant adaptés pour coopérer ensemble. L'invention concerne également un spiral assemblé audit piton.

Etat de la technique

[0002] Le résonateur d'une pièce d'horlogerie mécanique comprend, dans son mode de réalisation le plus courant, un balancier couplé à un spiral. Ce dernier assure le retour élastique du balancier et comprend, généralement, une extrémité centrale solidaire de l'arbre du balancier qui pivote, et une extrémité distale, solidaire d'un référentiel fixe. Toujours dans un cas classique, le référentiel est une pièce du bâti, appelée coq ou pont de balancier, et l'extrémité distale y est fixée par le biais d'un piton. Le piton peut également être disposé dans un porte-piton mobile, afin de régler la position du point d'attache externe du spiral.

[0003] Le spiral est généralement figé dans un trou du piton au moyen d'une goupille conique et, dans le travail soigné, pour que le spiral ne soit pas déformé, c'est-à-dire arqué dans le sens de sa hauteur par l'arrondi de la goupille, on pratique à celle-ci un plat qui appuie contre la lame du spiral et permet, en outre, avant de forcer la goupille, de bien orienter ladite lame dans le piton afin de ne pas être obligé de la tordre pour mettre le spiral à plat.

[0004] Cette manière de faire présente bien des inconvénients. En premier lieu, elle ne permet pas de réduire la taille du piton parce qu'il doit, d'une part, être assez gros pour recevoir le trou pour le spiral et, d'autre part, être fait en un métal ayant une résistance assez grande à la traction et dont la densité soit assez forte, sinon il ne supporte pas l'effort du goupillage du spiral. En outre, lorsqu'il s'agit de faibles spiraux pour petites pièces, il est difficile d'obtenir que la goupille ne dépasse que peu ou pas le piton, ce qui facilite grandement le centrage et la mise à plat du spiral parce qu'on peut alors le saisir près de son entrée dans le piton. Sachant encore que l'opération du centrage et de la mise à plat du spiral à la virole, comme aussi la mise au repère du piton par rapport au balancier, est d'autant plus facile que le piton est plus léger, il est donc de toute importance de chercher à éliminer toutes les causes qui obligent à le choisir gros et lourd comparé au spiral.

[0005] Si les spiraux ont historiquement été réalisés dans des alliages métalliques, ils sont actuellement également réalisés à base de silicium, afin notamment de réduire la sensibilité du résonateur aux champs magnétiques. Le silicium est un matériau certes élastique, mais fragile et cassant. De fait, il supporte mal les contraintes liées aux modes de fixation de l'art antérieur, typiquement, le goupillage mentionné ci-dessus.

[0006] Ainsi, les spiraux en silicium sont habituellement collés au piton ou pincés dans des systèmes relativement complexes. Toutefois, selon certaines règlementations, notamment celles qui définissent l'attribution du poinçon de Genève, il n'est pas autorisé d'assembler des éléments par collage.

[0007] La présente invention a pour but de proposer une méthode alternative, permettant de fixer l'extrémité externe de spiraux, notamment en silicium, sans appliquer de contraintes excessives sur le spiral et sans utiliser de collage.

Divulguation de l'invention

[0008] De façon plus précise, l'invention concerne un ensemble comprenant un spiral et un piton, ledit spiral et ledit piton étant destinés à être assemblés l'un à l'autre, ledit spiral comportant au voisinage de son extrémité externe, un organe de butée, ledit piton 10 comportant : – une zone de réception comprenant une structure d'arrêt agencée pour limiter ou bloquer tous les degrés de liberté de l'organe de butée dans le plan dudit spiral en coopérant avec ledit organe de butée, et – au moins une structure déformable et occupant avant déformation un état (par exemple un premier état) permettant de disposer, agencer ou loger l'organe de butée dans la structure d'arrêt, et apte à être déformée pour occuper un second état dans lequel les degrés de liberté de l'organe de butée en dehors du plan du spiral, sont supprimés ou bloqués.

[0009] Les degrés de libertés dans le plan du spiral peuvent comprendre deux translations perpendiculaires entre elles et comprises dans le plan du spiral, et une rotation autour d'un axe normal au plan du spiral. Les degrés de libertés en dehors du plan du spiral peuvent comprendre une translation selon un axe normal au plan du spiral, et deux rotations chacune autour d'un axe contenu dans le plan du spiral et perpendiculaire à l'axe de l'autre rotation.

[0010] L'ensemble selon l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, éventuellement en combinaison si elles sont compatibles entre elles : – la structure d'arrêt et l'organe de butée sont de formes complémentaires, – la structure d'arrêt est déformable élastiquement, – la structure d'arrêt est déformable plastiquement, – la structure d'arrêt et la structure déformable comprennent une pluralité de plots et la structure déformable comprend une pluralité de griffes, une griffe surmontant un plot, – la structure déformable est en or, – la structure déformable et la structure d'arrêt sont en or, – le piton est en or, – le spiral est à base de silicium, – l'organe de butée forme une croix avec le spiral, dans le plan du spiral.

[0011] L'invention concerne également une pièce d'horlogerie comprenant un ensemble comprenant un spiral et un piton, tel que susmentionné, dans lequel l'organe de butée dudit spiral est disposé dans ladite zone de réception dudit piton, ledit piton et ledit spiral étant solidarisés l'un à l'autre par déformation plastique de la structure déformable.

Brève description des dessins

[0012] D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel : – la figure 1 est une vue d'un piton faisant partir d'un ensemble spiral-piton selon un mode de réalisation particulier de l'invention, et – la figure 2 est une vue du même piton, avec un spiral adapté pour coopérer avec ce piton.

Mode de réalisation de l'invention

[0013] On a représenté sur la figure 1 un piton 10 destiné à faire partie d'un ensemble spiral-piton selon l'invention. Le piton 10 est destiné à être positionné dans un porte-piton ou dans un pont, non représenté.

[0014] Il comprend une base non circulaire 10.2, dans l'exemple il s'agit d'une base circulaire tronquée par deux bords parallèles. Cette géométrie permet d'indexer angulairement le piton 10 dans le porte-piton. D'autres solutions d'indexage sont possibles, par exemple en ménageant un logement à la base du porte-piton, qui peut coopérer avec une forme correspondante du porte-piton ou du pont.

[0015] Le piton 10 comporte une zone de réception 10.4 destinée à recevoir une portion voisine de l'extrémité extérieure du spiral 20. Cette zone de réception 10.4 est située du côté libre du piton 10, lorsque celui-ci est monté dans le porte-piton ou dans le coq.

[0016] La zone de réception 10.4 comprend une structure d'arrêt 10.6 agencée pour coopérer avec le spiral 20 pour limiter tous les degrés de liberté dans le plan dudit spiral, de la portion du spiral logée dans le piton 10. Cette structure d'arrêt 10.6 présente des butées physiques, aptes à coopérer avec le spiral.

[0017] Le spiral 20 comporte au voisinage de son extrémité externe, un organe de butée 20.2, conformé pour coopérer avec la structure d'arrêt 10.6, pour limiter tous les degrés de liberté dans le plan dudit spiral, de l'organe de butée 20.2.

[0018] Dans l'exemple illustré, la structure d'arrêt 10.6 et l'organe de butée 20.2 sont de formes complémentaires. Plus particulièrement, l'organe de butée 20.2 présente une barre 20.4 disposée transversalement par rapport à la dernière spire et elle forme une croix avec le spiral 20, dans le plan de ce dernier. Le piton 10 comporte, au niveau de la zone de réception 10.4, une pluralité de plots 10.8, définissant entre eux des gorges 10.10 qui forment une croix en creux, dans laquelle peut prendre place l'organe de butée 20.2 en croix du spiral. Le dimensionnement relatif de la structure d'arrêt 10.6 et de l'organe de butée 20.2 laisse un léger jeu permettant un positionnement sans effort, mais néanmoins précis. On peut prévoir typiquement un jeu de l'ordre de 0,02mm.

[0019] On peut prévoir différentes variantes pour assurer le positionnement de l'extrémité du spiral 20 sur le piton 10. Par exemple, l'organe de butée 20.2 peut être une cavité ou un logement formé dans le spiral 20 dans lequel peut prendre place une structure d'arrêt 10.6 en saillie par rapport à la surface de référence de la zone de réception 10.4 du piton 10. Un agencement inverse est également possible. On peut prévoir au moins deux couples d'éléments en creux/en saillie pour éviter une rotation de l'extrémité du spiral lors de son montage, ou prévoir des géométries non circulaires.

[0020] Alternativement, on peut également avoir un crantage sur le bord des gorges 10.10 définies par les plots 10.8, avec un crantage correspondant dans les parois verticales du spiral 20.

[0021] Le fait de limiter tous les degrés de liberté de l'extrémité du spiral dans le plan, permet de positionner précisément l'extrémité du spiral lors de son assemblage au piton 10, comme on le verra ci-dessous, y compris en maitrisant sa longueur active.

[0022] On relèvera que si la structure d'arrêt est dans le plan principal des spires du spiral, elle comporte une ouverture ou un passage permettant d'y disposer la dernière spire du spiral.

[0023] Ainsi, lorsque l'organe de butée 20.2 est positionné dans la zone de réception, en coopération avec la structure d'arrêt, il peut éventuellement en être retiré selon l'axe z. Toutefois, pour être utilisé, le spiral 20 doit être fixé et les degrés de libertés restants doivent être supprimés (notamment translation et flexion hors du plan).

[0024] Pour ce faire, le piton 10 comporte au moins une structure déformable 10.12, déformable plastiquement selon une première variante, et occupant avant déformation un état permettant de disposer l'organe de butée 20.2 dans la structure d'arrêt 10.6, et apte à être déformée pour occuper un second état dans lequel les degrés de liberté de l'organe de butée 20.2 en dehors du plan du spiral, sont supprimés.

[0025] La structure déformable 10.12 comporte des griffes ou ergots 10.14, aptes à être déformés par un rivoir ou équivalent et former des rivures enveloppant ou recouvrant au moins partiellement le spiral 20, tous les degrés de liberté de la portion comprenant l'organe de butée, étant alors supprimés.

[0026] Dans le mode de réalisation illustré au dessin, les griffes 10.14 sont chacune disposées sur un des plots 10.8 de la structure d'arrêt 10.6. Avantageusement, cette configuration permet d'avoir les griffes 10.14 au plus proche du spiral. Dans cette configuration, la hauteur de la structure d'arrêt 10.6 est sensiblement égale à la hauteur (dimension orthogonale au plan du spiral) du spiral. La hauteur de la structure d'arrêt 10.6 peut aussi être inférieure à celle du spiral, la base des griffes étant alors dans le plan du spiral.

[0027] On peut prévoir d'autres variantes, en fonction des géométries choisies pour la structure d'arrêt 10.6, dans lesquelles la structure déformable 10.12 surmonte la structure d'arrêt, autrement dit, la structure déformable est agencée sur la structure d'arrêt. Si les structures respectives sont formées de plusieurs éléments, éléments d'arrêt et éléments déformables, alors les éléments peuvent former un couple d'un élément d'arrêt avec un élément déformable, comme dans l'exemple illustré (un plot associé à une griffe). On pourrait également avoir plusieurs éléments déformables disposés sur une structure d'arrêt. Dans le cas où la structure d'arrêt est un doigt en saillie, et que la structure d'arrêt est une cavité formée dans le spiral, alors, la structure déformable peut être dissociée de la structure d'arrêt.

[0028] De manière préférée mais non limitative, le spiral est en silicium, ce qui permet de graver des formes diverses pour réaliser la structure d'arrêt. Le silicium étant fragile et pouvant être abimé par des compressions excessives, on peut avantageusement choisir de réaliser la structure déformable dans un matériau qui soit mou, c'est-à-dire déformable sans devoir appliquer une force importante sur le rivoir. La dureté du matériau dans lequel le piton est réalisé, est avantageusement inférieure à 250HV, plus avantageusement inférieure à 200HV. Le spiral en silicium peut présenter une nature cristalline quelconque, être monocristallin, de quelconque orientation cristalline, ou être polycristallin. Il peut être revêtu d'oxyde ou d'une autre couche de compensation thermique.

[0029] Ainsi, la structure déformable peut être en or ou en alliage d'or. D'autres matières peuvent convenir, comme des alliages à base de cuivre, des laitons, maillechorts et bronzes. La force exercée pour le rivetage du spiral limitée et on peut ainsi atténuer la contrainte subie par le spiral. La structure déformable peut être rapportée sur le piton 10 ou sur la structure d'arrêt. On peut aussi prévoir de réaliser la structure déformable et la structure d'arrêt en or, ou de réaliser l'ensemble du piton 10 en or.

[0030] La forme des griffes et leur section notamment, peut être choisie par l'homme du métier de manière à ajuster la force de rivetage nécessaire à leur déformation.

[0031] Dans une variante, on peut prévoir que la structure déformable soit déformable élastiquement. De manière similaire à ce qui a été décrit ci-dessus, la structure déformable est apte à occuper avant déformation un état permettant de disposer la butée dans la structure d'arrêt, et apte à être déformée pour occuper un second état dans lequel les degrés de liberté de l'organe de butée en dehors du plan du spiral, sont supprimés.

[0032] Pour maintenir la structure déformable dans l'état déformé, c'est-à-dire maintenir en place également l'extrémité du spiral dans le piton 10, un organe de verrouillage peut être fixé sur le piton 10, de manière à contraindre la structure déformable dans son état déformé. Par exemple, l'organe de verrouillage peut être un couvercle qui vient surmonter la structure déformable, le couvercle comprenant des languettes dotées d'un cran, qui vient coopérer avec une crémaillère disposée sur la paroi du piton 10. On peut ainsi ajuster le serrage et le maintien procuré par le couvercle, en ajustant la position selon l'axe z, du couvercle sur le piton 10.

[0033] Alternativement, la structure déformable élastiquement peut permettre un clipsage direct de l'organe de butée dans la structure déformable. En d'autres termes, l'engagement de l'organe de butée dans la structure déformable, entraine la déformation élastique de cette dernière. Quand l'organe de butée est positionné dans la structure d'arrêt, la structure déformable retrouve élastiquement son état non déformé, ce qui fournit un effet de clipsage du spiral.

[0034] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant un ensemble d'un spiral et d'un piton 10 tels que décrits ci-dessus, fixés l'un à l'autre. L'organe de butée du spiral est disposé dans la zone de réception dudit piton 10, ledit piton 10 et ledit spiral étant solidarisés l'un à l'autre par de la structure déformable. Dans le cas d'une structure déformable plastiquement, la structure étant déformée, les griffes forment des rivures enveloppant ou recouvrant au moins partiellement le spiral.

[0035] L'invention peut s'appliquer non seulement à des spiraux en silicium, mais plus généralement à des spiraux en matériaux cassant, comme des verres, de type Zerodur, ou des spiraux en matériaux composites, à base de nanotubes de carbone.

Claims (11)

1. Ensemble comprenant un spiral (20) et un piton (10), ledit spiral (20) et ledit piton (10) étant destinés à être assemblés l'un à l'autre, ledit spiral comportant au voisinage de son extrémité externe, un organe de butée (20.2), ledit piton (10) comportant – une structure d'arrêt (10.6) agencée pour bloquer tous les degrés de liberté de l'organe de butée (20.2) dans le plan dudit spiral en coopérant avec ledit organe de butée, et – au moins une structure déformable (10.12) et occupant avant déformation un état permettant de disposer l'organe de butée (20.2) dans la structure d'arrêt (10.6), et apte à être déformée pour occuper un second état dans lequel les degrés de liberté de l'organe de butée (20.2) en dehors du plan du spiral, sont bloqués.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'arrêt (10.6) et l'organe de butée (20.2) sont de formes complémentaires.

3. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure d'arrêt (10.6) est déformable élastiquement.

4. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la structure d'arrêt (10.6) est déformable plastiquement.

5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure d'arrêt (10.6) et la structure déformable (10.12) comprennent une pluralité de plots (10.8) et en ce que la structure déformable (10.12) comprend une pluralité de griffes (10.14), chaque griffe surmontant un plot.

6. Ensemble selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la structure déformable (10.12) est en or.

7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que la structure déformable (10.6) et la structure d'arrêt (10.12) sont en or ou en alliage d'or.

8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le piton (10) est en or ou en alliage d'or.

9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le spiral (20) est à base de silicium.

10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de butée (20.2) forme une croix avec le spiral, dans le plan du spiral.

11. Pièce d'horlogerie comprenant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel l'organe de butée (20.2) dudit spiral est disposé dans ladite zone de réception dudit piton (10), ledit piton (10) et ledit spiral étant solidarisés l'un à l'autre par déformation plastique de la structure déformable.