EP0199207B1 - Montre-bracelet dont certaines de ses parties sont recouvertes d'un matériau extra-dur - Google Patents

Montre-bracelet dont certaines de ses parties sont recouvertes d'un matériau extra-dur Download PDF

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EP0199207B1
EP0199207B1 EP86104955A EP86104955A EP0199207B1 EP 0199207 B1 EP0199207 B1 EP 0199207B1 EP 86104955 A EP86104955 A EP 86104955A EP 86104955 A EP86104955 A EP 86104955A EP 0199207 B1 EP0199207 B1 EP 0199207B1
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EP
European Patent Office
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wrist watch
fact
platelet
case
crystal
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EP86104955A
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EP0199207A1 (fr
Inventor
Eric Loth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rado Uhren AG
Original Assignee
Rado Uhren AG
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Publication date
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    • 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
    • G04B39/00—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses
    • G04B39/02—Sealing crystals or glasses
    • 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
    • G04B37/00—Cases
    • G04B37/22—Materials or processes of manufacturing pocket watch or wrist watch cases

Definitions

  • the invention relates to a wristwatch comprising a box enclosing a movement, a crystal, fixing means exposed outside the watch for fixing the crystal to the box and a bracelet, some of the constituent parts of the watch -wristband being covered with a material which is difficult to scratch.
  • a watch case has already been proposed, the visible parts of the outer surface of which are exposed to contact with foreign bodies, for example the upper faces of the case in the case of a wristwatch, have an unalterable appearance, that is to say cannot be scratched on contact with such bodies, nor oxidize or tarnish on contact with air, so that it be possible to give these parts of the box a fine and neat appearance.
  • the cited patent proposes the use in a layer or in solid of a sintered hard metal based on a metal carbide, for example tungsten carbide or titanium carbide.
  • the teaching provided by the cited patent has since been applied to a very large quantity of timepieces by the applicant. The result is a product that is highly resistant to contact with foreign bodies, which was not the case for watch cases usually made of steel and which oxidize and scratch quickly.
  • the document CH-A 632 886 proposes a series of links each covered by a rectangular plate of hard metal and this in order to form a shielding highly resistant to aggression outside agents.
  • the metal shield made of metal carbide and whose degree of Vickers hardness (HV) is of the order of 1400, resists poorly some very hard agents, for example silica contained in dust or sand.
  • HV Vickers hardness
  • the watch case it would at least be necessary for the watch case to be made of a material whose hardness approaches that of diamond, as disclosed in US-A 3,931,704.
  • the watch case has a case back and a middle part.
  • This one-piece piece is made of sintered diamond particles.
  • the sintering of the diamond presents for the volume of material considered here great difficulties of realization so much the temperature and the sintering pressure must be high to obtain the desired box.
  • the deposit by DVD is a carbide having the hardness of the diamond (> 5000 HV).
  • Such a coating has the drawback of being not very resistant to impact.
  • this protection consists in producing these fixing means or this bracelet in part or in whole with a metal carbide which serves as a substrate for a wafer with which it is covered, said wafer having a hardness greater than 5000 HVo, 25.
  • the watch case as it appears in FIG. 1 includes a case-back 1 and a case-bezel 2 both made of steel.
  • the movement 3 of the watch is fitted from the top into a housing 4 of circular shape of the case back 1. It is held in place in this housing by a projection 5 of the case back 1, on which the thread 6 of the plate of the movement 3.
  • the dial 7 extends beyond the movement 3. It extends into a second housing 8, also of circular shape, of the case-back 1.
  • the case-bezel 2 is fitted around a cylindrical seat 9 of the case-back -carrure 1. It carries the horns 10 for fixing the bracelet. It rests on a flange 11 of the backband 1 and is held in place by four screws 12.
  • the box is sealed with a flat sapphire glass 13.
  • the edges 14 of the glass are bevelled.
  • the glass 13, rectangular, is held in place in a slide 15 formed in projections 16 of the middle part-bezel 2, located above the horns 10 and extending between them.
  • the other two sides of the box are covered by the glass 14, which, at these locations, extends to the edge of the box.
  • the tightness of the closure of the box is ensured by an annular lining 17 that the glass 13 compresses at the bottom of a groove formed by the internal cylindrical wall 18 of the middle part-bezel 2, the upper face 19 of the base part 1 and a flange 20.
  • the compressed gasket 17 also has the effect of preventing inadvertent sliding of the glass 13 in the slide 15. For this reason, the glass 13
  • this protection is provided first by a substrate 23 directly applied to the face 21, substrate made of a metal carbide such as tungsten carbide for example.
  • the metal carbide plate is fixed to the face 21 by gluing or welding. In the case of welding, it will be necessary to avoid a temperature exceeding 550 to 600 ° C.
  • other fixing methods could be envisaged, for example studs welded against the underside of the plate as described in the CH patent -A 632 886.
  • the metal carbide of the wafer 23 is covered with a material 22 which is also here in the form of a wafer and whose hardness is greater than 5000 HV O , 25 .
  • This material is constituted for example of polycrystalline diamond or polycrystalline cubic boron nitride (CBN) having a hardness equal to or greater than 8000 HV O, 25.
  • CBN polycrystalline cubic boron nitride
  • the assembly formed by the substrate 23 and the extra hard material 22 can be obtained commercially from suppliers which manufacture cutting tools and are known, for example, from General Electric Company under the registered trademark "CarboPax".
  • the extra hard layer 22 has a thickness of 0.2 mm or more. This is indeed an added layer afterwards and not a surface treatment.
  • the material 22 has a hardness greater than 8000 HV 0 , 25 which gives the watch case scratch-resistance properties still unknown to date.
  • this material is today inexpensive since it is commonly used in the industry where it is used for machining. It therefore avoids having to use a watch case made entirely of diamond, as was mentioned in the preamble to this description.
  • the means for fixing the crystal to the watch case which are exposed outside the watch are in the form of two slides 15 protected from abrasive agents by two plates 22 made a material with a hardness exceeding 5000 HV O, 25.
  • FIG. 2 Another embodiment of the invention is presented in FIG. 2 where said fixing means consist of a bezel 33 which entirely surrounds the glass 32.
  • This bezel is produced in the same way as the plates which have been mentioned above. , that is to say a cemented carbide substrate coated with a material whose hardness is greater than 5000 HV O, 25.
  • the attachment of this bezel to the body of the box, made of easily machinable material is made either by gluing or welding or by four studs 34 welded against the underside of the bezel.
  • Figure 3 is a section through part of a watch case made according to a third embodiment of the invention.
  • the glass 13 is fixed to the box body 25 by means of nails 26 which pass through the glass and are appropriately anchored in the body 25.
  • the main body 27 of the nail is made of steel for example, as well as the lower part 28 of his head.
  • the upper part of the head first comprises a layer of metal carbide 29 which serves as a substrate for a material 30, the hardness is greater than 5000 HV O , 25 and which can be polycrystalline diamond.
  • the fixing of the layer 29 on the lower part of the head 28 can be carried out by welding or by gluing.
  • FIG. 4 finally shows a fourth embodiment of the invention applied to the bracelet links with which the watch is fitted.
  • the figure is a cross section through one of its links.
  • This includes a body 37 made of stainless steel, but which could be made of any other machinable material.
  • Hinges 38 ensuring the articulation of the element shown to the neighboring elements are integral with the body 37. When worn, it is the upper face 39 which is exposed to an environment liable to scratch it. As it is practically the only visible face of the element shown, it suffices to protect this face by shielding according to the invention to make it insensitive to the risk of accidental contact with foreign bodies.
  • This shield comprises a substrate 40 made of metal carbide, which is surmounted by a material 41 with a hardness higher than 5000 HV O, 25. As in the previous examples, it may be a polycrystalline diamond or a polycrystalline boron nitride.
  • the substrate 40 is fixed to the body 37 by one of the means mentioned above.
  • the extra hard material (diamond) always rests on a substrate of metal carbide. This material is necessary because of its hardness and tenacity. Indeed, if the substrate was simply steel or brass, a shock applied to the upper diamond layer could break the latter by localized depression of the substrate. Likewise, if the substrate is hard, it must also be tenacious, that is to say that it is not very inclined to crack at the same time as it prevents the propagation of cracks which could exist. Both of these properties occur in tungsten carbide (WC).
  • WC tungsten carbide
  • the extra hard material rests on a substrate made of metal carbide which in turn rests on the part that is to be protected. In some cases, this part could be entirely made of metal carbide. This could be the case for example of the bracelet links which could be made entirely of metal carbide and on which the extra hard diamond shielding would be applied directly.

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Description

  • L'invention est relative à une montre-bracelet comportant une boîte enfermant un mouvement, une glace, des moyens de fixation exposés à l'extérieur de la montre pour fixer la glace sur la boîte et un bracelet, certaines des parties constitutives de la montre-bracelet étant recouvertes d'un matériau qui se raye difficilement.
  • Dans le brevet CH-A 517 963 (= US 3 242 664), on a déjà proposé une boîte de montre dont les parties de la surface extérieure, visibles, exposées au contact de corps étrangers, par exemple les faces supérieures de la boîte dans le cas d'une montre-bracelet, ont un aspect inaltérable, c'est-à-dire ne peuvent être rayées au contact de tels corps, ni s'oxyder ou se ternir au contact de l'air, de façon qu'il soit possible de donner à ces parties de la boîte une apparence fine et soignée. Pour parvenir à ce but, le brevet cité propose l'utilisation en couche ou en massif d'un métal dur fritté à base d'un carbure métallique, par exemple du carbure de tungstène ou du carbure de titane. L'enseignement apporté par le brevet cité a été appliqué depuis lors à une très grande quantité de pièces d'horlogerie par le demandeur. Il en résulte un produit fortement résistant au contact de corps étrangers, ce qui n'était pas le cas pour des boîtes de montre faites habituellement en acier et qui s'oxydent et se rayent rapidement.
  • En ce qui concerne le bracelet proprement dit de la montre-bracelet, le document CH-A 632 886 propose une série de maillons recouverts chacun par une plaquette rectangulaire en métal dur et cela dans le but de former un blindage fortement résistant à l'agression d'agents extérieurs.
  • Une proposition analogue est faite dans le document EP-A 0 127 111.
  • Malgré les améliorations considérables apportées par les solutions des deux brevets cités ci-dessus, il s'est avéré que le blindage métallique, fait en carbure métallique et dont le degré de dureté Vickers (HV) est de l'ordre de 1400, résiste mal à certains agents très durs, par exemple de la silice contenue dans des poussières ou encore du sable. Pour y être insensible, il faudrait au moins que la boîte de montre soit faite en matière dont la dureté s'approche de celle du diamant comme cela est exposé dans le brevet US-A 3 931 704.
  • Dans cet exposé, la boîte de montre comporte un fond et une carrure faits d'une pièce. Cette pièce monobloc est formée de particules de diamant fritté. Cependant le frittage du diamant présente pour le volume de matière considéré ici de grandes difficultés de réalisation tellement la température et la pression de frittage doivent être élevées pour obtenir la boîte voulue.
  • Il a été déjà proposé, pour des outils servant à l'usinage de métaux, tels des outils de coupe, de recouvrir un métal d'un double revêtement, le premier déposé par CVD et le second par PVD. Cela apparaît notamment dans le document DD 148 349. Le dépôt par DVD est un carbure présentant la dureté du diamant (>5000 HV). Il s'agit ici cependant de couches minces, de l'ordre de quelques micromètres seulement, l'utilisation de la couche déposée par CVD n'ayant d'autre but que d'améliorer l'ahérence de la couche déposée par PVD. Un tel revêtement présente l'inconvénient d'être peu résistant aux chocs.
  • Dans la montre-bracelet objet de la présente invention, on considère que les moyens de fixation de la glace à la boîte ainsi que le bracelet lui-même sont les entroits les plus sollicités par des contraintes extérieures agissant sur la montre. Ce sont donc ces endroit-là qu'il faut portéger avant tout. Cette protection consiste selon l'invention à réaliser ces moyens de fixation ou ce bracelet en partie ou en totalité avec un carbure métallique qui sert de substrat à une plaquette dont il est recouvert, ladite plaquette ayant une dureté supérieure à 5000 HVo,25.
  • L'invention va être décrite maintenant en s'appuyant sur plusieurs exemples de réalisation illustrés par des figures parmi lesquelles:
    • - la figure 1 est une coupe dans une partie d'une boîte de montre réalisée selon une première forme d'exécution de l'invention;
    • - la figure 2 est une vue de dessus d'une montre-bracelet réalisée selon une seconde forme d'exécution de l'invention;
    • - la figure 3 est une coupe dans une partie d'une boîte de montre réalisée selon une troisième forme d'exécution de l'invention; et
    • - la figure 4 est une coupe dans un maillon de bracelet dont est équipée la montre-bracelet selon l'invention.
  • La boîte de montre telle qu'elle apparaît en figure 1 comprend un fond-carrure 1 et une carrure-lunette 2 faits tous deux en acier.
  • Le mouvement 3 de la montre est emboîté depuis le haut dans un logement 4 de forme circulaire du fond-carrure 1. Il es maintenu en place dans ce logement par une saillie 5 du fond-carrure 1, sur laquelle repose le filet 6 de la platine du mouvement 3. Le cadran 7 déborde le mouvement 3. Il s'étend dans un second logement 8, également de forme circulaire, du fond-carrure 1. La carrure-lunette 2 est emboîtée autour d'une portée cylindrique 9 du fond-carrure 1. Elle porte les cornes 10 de fixation du bracelet. Elle repose sur un rebord 11 du fond-carrure 1 et elle est maintenue en place par quatre vis 12.
  • La boîte est fermée de façon étanche par un verre saphir 13, plat. Les bords 14 du verre sont biseautés. Le verre 13, rectangulaire, est maintenu en place dans une glissière 15 formée dans des saillies 16 de la carrure-lunette 2, situées au-dessus des cornes 10 et s'étendant entre celles-ci. Les deux autres côtés de la boîte sont recouverts par le verre 14, qui, à ces endroits, s'étend jusqu'au bord de la boîte.
  • L'étanchéité de la fermeture de la boîte est assurée par une garniture annulaire 17 que le verre 13 comprime au fond d'une gorge formée par la paroi cylindrique interne 18 de la carrure-lunette 2, la face supérieure 19 du fond-carrure 1 et un réhaut 20. La garniture comprimée 17 a également pour effet d'empêcher un glissement intempestif du verre 13 dans la glissière 15. Pour cette raison, le verre 13
  • doit être mis en place dans la glissière 15 avant de serrer les vis 12, lors de la fermeture de la boîte. Il ressort de la description précédente et du dessin que les seules parties de la boîte risquant d'être endommagées au contact de corps étrangers, sont les faces supérieures 21 des saillies 16, qui forment avec la carrure-lunette 2 les glissières 15. Pour conserver l'aspect de la boîte, il suffit donc de protéger les faces 21.
  • Comme on le voit au dessin et selon l'invention, cette protection est assurée d'abord par un substrat 23 directement appliqué sur la face 21, substrat réalisé en un carbure métallique comme du carbure de tungstène par exemple. La plaquette de carbure métallique est fixée sur la face 21 par collage ou soudage. Dans le cas du soudage, il faudra éviter une température dépassant 550 à 600°C. Cependant on pourrait envisager d'autres modes de fixation, par exemple des plots soudés contre la face inférieure de la plaquette comme cela a été décrit dans le brevet CH-A 632 886.
  • Toujours selon l'invention, le carbure métallique de la plaquette 23 est recouvert par un matériau 22 qui se présente ici également sous la forme d'une plaquette et dont la dureté est supérieure à 5000 HVO,25. Ce matériau est constitué par exemple de diamant polycristallin ou encore de nitrure de bore polycristallin cubique (CBN), dont la dureté est égale ou supérieure à 8000 HVO,25. L'ensemble formé par le substrat 23 et le matériau extra-dur 22 peut être obtenu dans le commerce auprès de fournisseurs qui fabriquent des outils de coupe et connus, par exemple, chez General Electric Company sous la marque déposée "CarboPax". Généralement, la couche extra-dure 22 présente une épaisseur égale ou supérieure à 0,2 mm. Il s'agit bien là d'une couche rapportée après-coup et non d'un traitement de surface.
  • Comme on l'a déjà dit, le matériau 22 présente une dureté supérieure à 8000 HVO,25 ce qui confère à la boîte de montre des propriétés d'inrayabilité encore inconnues à ce jour. De plus, ce matériau est aujourd'hui bon marché puisque d'usage courant dans l'industrie où on l'utilise pour l'usinage. Il évite donc d'avoir à mettre en oeuvre une boîte de montre faite entièrement en diamant, comme cela a été mentionné dans le préambule de cette description.
  • On rappellera ici que la dureté Vickers est définie par l'empreinte laissée par l'application d'une touche de diamant de forme pyramidale sur le matériau dont il s'agit de mesurer la dureté. On utilise pour cela un microduromètre où la force et le temps d'application de la touche de diamant sont réglables puis on mesure la longueur des diagonales de l'empreinte. Comme on a affaire ici à un matériau très dur, on limitera de préférence la force d'application de la touche à 0,25 kp pour éviter la cassure de ladite touche, ce qui donne l'explication du chiffre 0,25 porté en indice du symbole HV utilisé pour la mesure de degré Vickers (Hardness Vickers). Dans ces conditions, le tableau suivant donne la dureté Vickers (HVo,25) en fonction de la longueur de la diagonale mesurée en micromètre (Ilm):
    • 10 10 µm = 4630 HVO,25
    • 9 µm = 5700 HVO,25
    • 8 wm = 7240 HVO,25
    • 7 µm = 9460 HVo,25
  • En revendiquant comme limite inférieure une dureté de 5000 HVO,25, on est ainsi sûr d'y englober le diamant polycristallin ou le CBN car le tableau montre qu'une dureté de 8000 HVO,25 sera le résultat d'une lecture en tout cas inférieure à 9 µm.
  • Dans l'exemple présenté à la figure 1, les moyens de fixation de la glace à la boîte de montre qui sont exposés à l'extérieur de la montre se présentent sous la forme de deux glissières 15 protégées des agents abrasifs par deux plaquettes 22 réalisées en matériau dont la dureté dépasse 5000 HVO,25. Une autre forme d'exécution de l'invention est présentée en figure 2 où lesdits moyens de fixation consistent en une lunette 33 qui entoure entièrement la glace 32. Cette lunette est réalisée de la même façon que les plaquettes dont il a été question plus haut, c'est-à-dire en un substrat de carbure métallique recouvert par un matériau dont la dureté est supérieure à 5000 HVO,25. La fixation de cette lunette au corps de la boîte, fait en matière facilement usinable, est faite soit par collage ou soudage ou encore par quatre plots 34 soudés contre la face inférieure de la lunette.
  • La figure 3 est une coupe dans une partie d'une boîte de montre réalisée selon une troisième forme d'exécution de l'invention. Ici, la glace 13 est fixée au corps de boîte 25 par l'intermédiaire de clous 26 qui traversent la glace et sont ancrés de manière appropriée dans le corps 25. Le corps principal 27 du clou est réalisé en acier par exemple, ainsi que la partie inférieure 28 de sa tête. La partie supérieure de la tête comprend d'abord une couche de carbure métallique 29 qui sert de substrat à un matériau 30 sont la dureté est supérieure à 5000 HVO,25 et qui peut être du diamant polycristallin. La fixation de la couche 29 sur la partie inférieure de la tête 28 peut être réalisée par soudage ou par collage.
  • La figure 4 montre enfin une quatrième forme d'exécution de l'invention appliquée aux maillons de bracelet dont est équipée la montre. La figure est une coupe transversale à travers l'un de ses maillons. Celui-ci comprend un corps 37 en acier inoxydable, mais qui pourrait être fait en toute autre matière usinable. Des charnières 38 assurant l'articulation de l'élément représenté aux éléments voisins sont solidaires du corps 37. Au porter, c'est la face supérieure 39 qui est exposée à un environnement susceptible de la rayer. Comme c'est pratiquement la seule face visible de l'élément représenté, il suffit de protéger cette face par un blindage selon l'invention pour la rendre insensible au risque de contacts accidentels avec des corps étrangers. Ce blindage comprend un substrat 40 fait en carbure métallique, lequel est surmonté par un matériau 41 dont la dureté est supérieure à 5000 HVO,25. Comme dans les exemples précédents, il peut s'agir d'un diamant polycristallin ou d'un nitrure de bore polycristallin. Le substrat 40 est fixé au corps 37 par un des moyens mentionnés plus haut.
  • Il faut remarquer que dans les quatre formes d'exécution décrites ci-dessus, le matériau extra-dur (diamant) repose toujours sur un substrat de carbure métallique. Ce matériau est nécessaire de par sa dureté et sa ténacité. En effet, si le substrat était simplement de l'acier ou du laiton, un choc appliqué à la couche supérieure en diamant pourrait briser cette dernière par enfoncement localisé du substrat. De même, si le substrat est dur, il faut également qu'il soit tenace, c'est-à-dire qu'il soit peu enclin à se fissurer en même temps qu'il empêche la propagation des fissures qui pourraient exister. Ces propriétés se présentent l'une et l'autre dans le carbure de tungstène (WC).
  • Dans les exemples donnés, le matériau extra-dur repose sur un substrat fait en carbure métallique lequel repose à son tour sur la pièce qu'il s'agit de protéger. Dans certains cas, cette pièce pourrait être entièrement réalisée en carbure métallique. Ce pourrait être le cas par exemple des maillons de bracelet qui pourraient être réalisés entièrement en carbure métallique et sur lesquels serait appliqué directement le blindage extra-dur en diamant.
  • On notera pour terminer que les plaquettes rapportées, soit sur les moyens de fixation de la glace à la boîte, soit sur les maillons du bracelet peuvent être biseautés, comme cela apparaît aux figures 1 et 4. On utilisera pour cet usinage des procédés connus, par exemple l'électro-érosion ou encore l'attaque au laser.

Claims (8)

1. Montre-bracelet dont certaines des ses parties constitutives sont recouvertes d'un matériau qui se raye difficilement, comportant une boîte enfermant un mouvement (3), une glace (13, 32), des moyens de fixation (16, 26, 33) exposés à l'extérieur de la montre pour fixer la glace sur la boîte et un bracelet, caractérisée par le fait que lesdits moyens de fixation sont constitués en partie ou en totalité d'un carbure métallique qui sert de substrat (23, 29) à une plaquette (22, 30) dont il est recouvert, ladite plaquette ayant une dureté supérieure à 5000 HV c2s.
2. Montre-bracelet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de fixation sont des glissières (15) dans lesquelles est engagée la glace.
3. Montre-bracelet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de fixation consistent en une lunette (33) entourant la glace.
4. Montre-bracelet selon la revendication 1, ca- ratérisée par le fait que les moyens de fixation sont des clous (27) fixant la glace à la boîte.
5. Montre-bracelet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite plaquette est un diamant polycristallin.
6. Montre-barcelet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite plaquette est du nitrure de bore polycristallin.
7. Montre-bracelet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le bracelet est formé de maillons (37) constitués chacun en partie ou en totalité d'un carbure métallique (40) qui sert de substrat à une plaquette (41) dont il est recouvert, ladite plaque ayant une dureté supérieure à 5000 HV 0,25.
8. Montre-bracelet selon la revendication 1 ou la revendication 7, caractérisée par le fait que ladite plaquette a une épaisseur égale ou supérieure à 0,2 mm.
EP86104955A 1985-04-16 1986-04-10 Montre-bracelet dont certaines de ses parties sont recouvertes d'un matériau extra-dur Expired EP0199207B1 (fr)

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