EP0098795B1 - Pièce d'horlogerie et son procédé de fabrication - Google Patents

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EP0098795B1
EP0098795B1 EP83810233A EP83810233A EP0098795B1 EP 0098795 B1 EP0098795 B1 EP 0098795B1 EP 83810233 A EP83810233 A EP 83810233A EP 83810233 A EP83810233 A EP 83810233A EP 0098795 B1 EP0098795 B1 EP 0098795B1
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timepiece
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Paul Gogniat
Eric Loth
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Rado Uhren AG
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Rado Uhren AG
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    • G04B45/00—Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • G04B45/0076—Decoration of the case and of parts thereof, e.g. as a method of manufacture thereof

Definitions

  • the present invention relates to a timepiece, and it relates more particularly to new developments relating to transparent and visible elements from the outside of the part, such as for example glass.
  • Document EP-A 0 066 538 describes a watch in which the crystal is welded to the middle part by means of a layer of low-melting solder, which adheres to the crystal by means of a coating serving both a bonding layer and a solder masking layer.
  • the object of the present invention is to propose a timepiece of which a transparent element visible from the outside can be subjected to another element by a high temperature welding, and in which the transparent element is capable of receiving an outer decorative layer of hard material, as well as its manufacturing process.
  • the invention makes it possible to reach breaking loads when the coating is torn off greater than 147 x 106 N / m 2 (15 kg / m m 2 ) which become comparable to the tensile strength of the sapphire itself. even, which is between 186 and 490 x 10 6 N / m 2 (19 and 50 kg / mm 2 ) depending on the direction of the tensile force.
  • FIG. 1 there is shown a partial section of a sapphire crystal or mineral glass 1 forming a component of a timepiece according to the invention.
  • This glass 1 comprises in particular an adherent coating 2 ensuring the attachment of an outer decorative layer 3, and an adherent coating 4 ensuring the attachment of a layer of high temperature solder material 5.
  • the decorative layer 3 is made of a hard material, for example metallic, of the carbide or titanium nitride type which, in addition to their high hardness which allows them to retain a shiny appearance due to their non-scratchability, have shades very close to those of gold.
  • a hard material for example metallic, of the carbide or titanium nitride type which, in addition to their high hardness which allows them to retain a shiny appearance due to their non-scratchability, have shades very close to those of gold.
  • other materials could be used, and in particular carbides, borides or nitrides of metals such as tantalum, tungsten, chromium or other compounds having an adequate appearance and hardness.
  • the adherent coating 2 it may comprise a single layer adhering to the glass and ensuring a good bond with the decorative layer 3 or several layers 6, 7 having good cohesion between them, the bottom layer 6 adhering to the glass 1 and the outer layer 7 adhering to the decoration layer 3.
  • the layer 6 can be formed of aluminum oxide AI2 0 3 , the layer 7 being a layer of chromium and the decorative layer 3 being formed of titanium nitride.
  • the adherent coating may be formed of titanium oxide Ti0 2 , which is subsequently coated with nitride or titanium carbide TiN or TiC.
  • the adherent coating 4 may consist of one or more layers (8, 9, 10) superimposed on different materials.
  • the layer 8 ensuring the attachment of the coating on the ice 1 is constituted by aluminum oxide AI2 0 3
  • the layer 10 ensuring the attachment of the solder layer 5 is a layer of tungsten carbide
  • an intermediate layer 9 of tungsten provides the connection between the two layers 8 and 10.
  • oxides for the layer in contact with the ice has proved to be particularly advantageous.
  • high temperature solder material forming the layer 5 is meant a filler material capable of being applied in the solid state between the coating 4 and another element of the timepiece, then brought to melting at a temperature of the order of 550 ° C to 600 ° C or more, depending on the nature of the elements to be combined, so as to form a permanent bond between these elements after cooling.
  • Such materials are widely used and used for example for welding steel parts. Their breaking load is much higher than that of welding materials at low temperature, and most often greater than 588 x 10 6 N / m 2 (60 kg / mm 2 ). Their resistance to oxidation under normal conditions of use of a timepiece is also much higher.
  • FIG 2 there is shown in partial section a watch case 11 provided with a crystal 12 on which have been fixed an outer decorative layer 13 and an annular middle part 14 welded to the crystal 12 by means of a solder layer 15.
  • the glass has been prepared in accordance with the preceding explanations to allow the attachment of layers 13 and 15.
  • a base 16 is removably mounted under the middle 14 by means of screws 17.
  • the fixing by welding of the middle part 14 on the glass 12 can be obtained, after the production of the adherent coatings on this glass, by placing the welding material 15, which for example forms a frame of suitable dimensions, between the two parts to be assembled, then by placing the assembly thus formed in an induction furnace.
  • Figures 3 and 4 showing a coated glass according to the invention in top view, and they illustrate the cases where a decorative layer forms either an annular frame 18, or false bezel, on the periphery of the glass, which can be bevelled as in FIG. 1, either fancy patterns 19 intended, for example, to hide the elements for fixing the glass of FIGS. 5 and 6.
  • FIGS 5 and 6 there is shown respectively in partial section and in top view a watch case in which the crystal 28 is removably attached to a middle part 29 by means of fasteners 30, four in number for example, welded at high temperature under the crystal, and which have hooking surfaces 31 collaborating elastically with protuberances 32 of the inner surface of the middle part 29 to maintain the assembly.

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Description

  • La présente invention concerne une pièce d'horlogerie, et elle se rapporte plus particulièrement à de nouveaux développements relatifs à des éléments transparents et visibles de l'extérieur de la pièce, comme par exemple la glace.
  • Dans l'assemblage des éléments constitutifs de l'habillement des pièces d'horlogerie, l'un des problèmes les plus délicats à résoudre réside dans l'établissement d'une liaison entre les éléments transparents, le plus souvent en verre ou en saphir, avec d'autres éléments métalliques de la construction.
  • En ce qui concerne par exemple l'assemblage de la glace sur la carrure d'une boîte de montre, de nombreuses solutions ont déjà été proposées. Cet assemblage peut être réalisé par exemple au moyen d'organes de verrouillage mécaniques, du type des griffes, des glissières, des vis, ou encore par retenue dans un cran avec ou sans interposition d'un joint. Ces constructions sont le plus souvent lourdes et elles nécessitent des dispositions particulières au niveau de la glace ou de la carrure qui en accroissent les difficultés de fabrication. En outre, ce type de fixation de la glace implique que cette dernière présente une épaisseur suffisante.
  • Il a déjà été proposé également d'assujettir la glace par collage sur la carrure. Ce mode de liaison présente les désavantages d'une charge de rupture à la traction relativement faible, de l'ordre de 49 x 106 N/m2 (5 kg/mm2) au maximum, et d'une mauvaise tenue dans le temps, provoquée par des dégradations de la colle sous l'influence des conditions extérieures (transpiration, chocs thermiques, ultraviolets, etc..)
  • Une autre solution encore est décrite dans le brevet suisse 582909 ou le brevet japonais 56-96267. Elle consiste à utiliser pour l'assemblage de la glace à la carrure une couche intermédiaire de soudure à basse température de fusion, à base d'un alliage d'étain-plomb, d'or-indium ou d'or-étain. Des essais réalisés par la demanderesse montrent que l'adhérence de la couche de soudure sur le verre est de l'ordre de 59 x 106 N/m2 (6 kg/mm2). Le choix des matériaux de soudure est limité, et ils ont tendance à s'oxyder en cours d'utilisation. En outre, pour éviter que la soudure ne confère un aspect inesthétique à la partie inférieure de la glace, il est nécessaire de soumettre cette zone à diverses métallisations empêchant la diffusion de la soudure vers la glace.
  • Le document EP-A 0 066 538 décrit une montre dans laquelle la glace est soudée à la carrure par l'intermédiaire d'une couche de soudure à bas point de fusion, qui adhère à la glace par l'intermédiaire d'un revêtement servant à la fois de couche d'accrochage et de couche de masquage de la soudure.
  • C'est pourquoi, la présente invention a pour but de proposer une pièce d'horlogerie dont un élément transparent et visible de l'extérieur peut être assujetti à un autre élément par une soudure à haute température, et dans laquelle l'élément transparent est susceptible de recevoir une couche extérieure de décoration en matériau dur, ainsi que son procédé de fabrication.
  • A ce sujet, on notera qu'il est connu par le brevet CH-A-455856 de réaliser des revêtements de décoration et de protection sur des parties de montres, métalliques ou non. Pour la première fois, l'invention propose de réaliser des couches extérieures de matériau dur, pour masquer les liaisons par soudure à haute température établies l'invention.
  • Les avantages d'une telle disposition sont liés aux nouveaux effets esthétiques que l'on peut ainsi obtenir. En disposant des couches de décoration dures directement sur la surface extérieure d'une glace, on peut notamment lui conférer un aspect très surprenant, et une impression de profondeur inexploitée jusqu'ici. On peut par exemple donner l'illusion que la glace est entourée d'une lunette métallique de forme complexe, découpée, etc... Au moyen d'épargnes judicieuses formées lors de l'application du revêtement extérieur, ou en réalisant successivement des revêtements ne se recouvrant pas parfaitement, on peut même obtenir des effets de dégradés sur les bords du revêtement. Un autre avantage de la mise en oeuvre de revêtements durs extérieurs est qu'ils permettent de masquer d'éventuels défauts de surface de la glace, qui sont au contraire mis en évidence dans le cas de revêtements appliqués sous la glace et visibles au travers de celle-ci.
  • Ces objets sont réalisés selon l'invention en proposant de prévoir sur un élément transparent d'une pièce d'horlogerie des premier et second revêtements adhérents assurant respectivement l'accrochage d'une couche extérieure de décoration et d'une couche extérieure de matériau de soudure à haute température. De tels revêtements qui jusqu'alors n'avaient pas été proposés dans l'application décrite, sont déposés de préférence selon le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) qui permet d'obtenir d'excellents résultats.
  • En particulier, l'invention permet d'atteindre des charges de rupture à l'arrachement du revêtement supérieur à 147 x 106 N/m2 (15 kg/mm2) qui deviennent comparables à la résistance à la traction du saphir lui-même, qui est comprise entre 186 et 490 x 106 N/m2 (19 et 50 kg/mm2) selon la direction de l'effort de traction.
  • Il en résulte de nouvelles possibilités de construction, qui font également partie intégrante de l'invention, et qui permettent notamment d'utiliser la glace comme élément central de l'assemblage sur lequel viendront se fixer par exemple la carrure, les organes de liaison du bracelet ainsi que des éléments décoratifs ou des couches de décoration extérieures.
  • L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en référence aux dessins joints, parmi lesquels:
    • - la figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d'une glace de montre selon l'invention; et - les figures 2 à 6 sont des représentations schématiques d'éléments de pièces d'horlogerie selon divers modes de réalisation de l'invention.
  • Dans la figure 1 on a représenté une coupe partielle d'une glace 1 en saphir ou en verre minéral formant un élément constitutif d'une pièce d'horlogerie selon l'invention. Cette glace 1 comporte notamment un revêtement adhérent 2 assurant l'accrochage d'une couche extérieure de décoration 3, et un revêtement adhérent 4 assurant l'accrochage d'une couche de matériau de soudure à haute température 5.
  • La couche de décoration 3 est constituée d'un matériau dur, par exemple métallique, du type du carbure ou du nitrure de titane qui, outre leur grande dureté qui leur permet de conserver un aspect brillant en raison de leur caractère in- rayable, présentent des teintes très voisines de celles de l'or. Bien entendu, d'autres matériaux pourraient être utilisés, et en particulier des carbures, borures ou nitrures des métaux du type du tantale, du tungstène, du chrome ou d'autres composés présentant un aspect et une dureté adéquats. En ce qui concerne le revêtement adhérent 2, il peut comporter une seule couche adhérant à la glace et assurant une bonne liaison avec la couche de décoration 3 ou plusieurs couches 6, 7 présentant une bonne cohésion entre elles, la couche du dessous 6 adhérant à la glace 1 et la couche extérieure 7 adhérant à la couche de décoration 3. A titre d'exemple non limitatif, la couche 6 peut être formés d'oxyde d'aluminium AI2 03, la couche 7 étant une couche de chrome et la couche de décoration 3 étant formée de nitrure de titane. Selon une variante particulièrement appropriée, permettant la suppression de la couche intermédiaire 7, le revêtement adhérent peut être formé d'oxyde de titane Ti02, que l'on revêt ultérieurement de nitrure ou de carbure de titane TiN ou TiC.
  • De la même façon que pour le revêtement 2, le revêtement adhérent 4 peut être constitué d'une ou de plusieurs couches (8, 9,10) superposées de matériaux différents. Par exemple, la couche 8 assurant l'accrochage du revêtement sur la glace 1 est constituée par de l'oxyde d'aluminium AI2 03, la couche 10 assurant l'accrochage de la couche de soudure 5 est une couche de carbure de tungstène, tandis qu'une couche intermédiaire 9 de tungstène assure la liaison entre les deux couches 8 et 10. L'utilisation d'oxydes pour la couche en contact avec la glace s'est avérée particulièrement intéressante.
  • Par matériau de soudure à haute température formant la couche 5, on entend un matériau d'apport susceptible d'être appliqué à l'état solide entre le revêtement 4 et un autre élément de la pièce d'horlogerie, puis amenée à la fusion à une température de l'ordre de 550°C à 600°C ou plus, selon la nature des éléments à associer, de manière à former une liaison permanente entre ces éléments après refroidissement. De tels matériaux sont largement répandus et utilisés par exemple pour le soudage de pièces d'acier. Leur charge de rupture est bien supérieure à celle des matériaux de soudure à basse température, et le plus souvent supérieure à 588 x 106 N/m2 (60 kg/ mm2). Leur résistance à l'oxydation dans les conditions d'utilisation normales d'une pièce d'horlogerie est également bien supérieure.
  • Il s'est avéré que le procédé actuellement le mieux adapté au dépôt des revêtements adhérents 2 et 4, et qui permet d'obtenir des charges à la rupture de 98 et 147 x 106 N/m2 (10 kg/mm2 à 15 kg/mm2) et même davantage, est le procédé de dépôt chimique en phase vapeur, connu également sous la dénomination dépôt CVD. Ce procédé consiste à amener à la surface de la glace, maintenue à une température élevée, des matériaux en phase vapeur. Cette surface est alors le siège d'une réaction chimique conduisant à un dépôt de matière. En utilisant par exemple des masques permettant de ne soumettre qu'une partie de la surface de l'élément à revêtir à l'action des matériaux en phase vapeur, il est alors possible de conférer toute forme utile au revêtement obtenu, et de n'en recouvrir que les endroits que l'on désire protéger par une couche de décoration, ou lier par soudure à un autre élément de la pièce d'horologerie.
  • Bien entendu, il est possible de ne déposer par CVD qu'une partie du revêtement adhérent, et plus particulièrement sa couche en contact avec la glace, d'autres couches pouvant ultérieurement être déposées sur la première par d'autres méthodes comme par exemple par placage galvanique s'il s'agit de couches de cuivre ou de nickel.
  • On comprendra que sur la figure 1 les épaisseurs des différentes couches indiquées ont été fortement exagérées, des épaisseurs de quelques microns étant suffisantes en réalité pour les couches constituant les revêtements adhérents.
  • Dans la figure 2, on a représenté en coupe partielle une boîte de montre 11 munie d'une glace 12 sur laquelle ont été fixés une couche extérieure de décoration 13 et une carrure annulaire 14 soudée à la glace 12 par l'intermédiaire d'une couche de soudure 15. La glace a été préparée conformément aux explications précédentes pour permettre l'accrochage des couches 13 et 15. Un fond 16 est monté de façon amovible sous la carrure 14 par l'intermédiaire de vis 17. La fixation par soudage de la carrure 14 sur la glace 12 peut être obtenue, après la réalisation des revêtements adhérents sur cette glace, en disposant le matériau de soudure 15, qui forme par exemple un cadre aux dimensions adéquates, entre les deux pièces à assembler, puis en plaçant l'ensemble ainsi formé dans un four à induction.
  • Les figures 3 et 4 représentant une glace revêtue selon l'invention en vue de dessus, et elles illustrent les cas où une couche de décoration forme soit un cadre annulaire 18, ou fausse lunette, sur la périphérie de la glace, qui peut être biseautée comme dans la figure 1, soit des motifs de fantaisie 19 destinés par exemple à masquer les organes de fixation de la glace des figures 5 et 6.
  • Dans les figures 5 et 6 on a représenté respectivement en coupe partielle et en vue de dessus une boîte de montre dans laquelle la glace 28 est fixés de façon amovible à une carrure 29 au moyen d'organes de fixation 30, au nombre de quatre par exemple, soudés à haute température sous la glace, et qui comportent des surfaces d'accrochages 31 collaborant élastiquement avec des protubérances 32 de la surface intérieure de la carrure 29 pour maintenir l'assemblage.
  • Bien qu'elle ait été décrite en relation avec certains de ses mode de réalisation particuliers, la présente invention s'y trouve nullement limitée, mais elle est au contraire susceptible de faire l'objet de nombreuses modifications et variantes qui apparaîtront à l'homme du métier.

Claims (16)

1. Pièce d'horlogerie comportant notamment un premier élément transparent, visible de l'extérieur de la pièce, caractérisé en ce que ledit premier élément comporte, en combinaison, un premier revêtement adhérent appliqué sur une ou plusieurs parties de sa surface, une couche de matériau de soudure à haute température adhérant audit premier revêtement, un second revêtement adhérent, appliqué sur une autre partie de sa surface et une couche extérieure de décoration adhérant sur ledit second revêtement, ledit second revêtement et ladite couche extérieure de décoration étant placés de manière à masquer ledit premier revêtement et ladite couche de matériau de soudure.
2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins desdits revêtements est formé d'une couche unique de matériau adhérent simultanément à la surface de l'élément et à la couche de décoration ou de matériau de soudure.
3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins desdits revêtements est formé d'au moins deux couches superposées de matériaux différents liées l'une à l'autre, la couche de dessous adhérant à l'élément et la couche extérieure adhérant à la couche de décoration ou à la couche de matériau de soudure.
4. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée en ce que le revêtement comporte en outre au moins une couche intermédiaire assurant la liaison entre lesdites couches du dessous et extérieure.
5. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la couche du revêtement en contact avec l'élément est une couche d'oxyde.
6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couche d'oxyde est une couche de Ti02.
7. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche de décoration est une couche de nitrure ou de carbure de titane.
8. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que ledit premier revêtement comporte notamment une couche de tungstène recouverte par une couche de carbure de tungstène.
9. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la résistance à l'arrrachement du revêtement est supérieure ou égale à 98 x 106 N/m2 (10 kg/mm2).
10. Pièce d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisée en ce que la résistance à l'arrachement est supérieure ou égale à 147 x 106 N/m2 (15 kg/mm2).
11. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le premier élément est une glace.
12. Pièce d'horlogerie selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un deuxième élément assujetti au premier par l'intermédiaire de ladite couche de matériau de soudure.
13. Pièce d'horlogerie selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit deuxième élément est une carrure.
14. Pièce d'horlogerie selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit deuxième élément est un organe de fixation de la glace.
15. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier élément est réalisé en saphir.
16. Procédé de réalisation de la pièce d'horlogerie selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que au moins la couche du revêtement adhérent en contact avec le premier élément est déposé selon le procédé de dépôt chimique en phase vapeur.
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