EP1237058A1 - Utilisation d'un revêtement amagnétique pour recouvrir des pièces dans un mouvement d'horlogerie - Google Patents

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EP1237058A1
EP1237058A1 EP01200752A EP01200752A EP1237058A1 EP 1237058 A1 EP1237058 A1 EP 1237058A1 EP 01200752 A EP01200752 A EP 01200752A EP 01200752 A EP01200752 A EP 01200752A EP 1237058 A1 EP1237058 A1 EP 1237058A1
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magnetic
movement
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functional unit
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EP01200752A
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Inventor
Frédéric Leuba
Denis Burdet
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ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Original Assignee
ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Ebauchesfabrik ETA AG
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/008—Mounting, assembling of components

Definitions

  • the present invention relates to a movement for a timepiece comprising in particular a functional unit comprising magnetic masses, said functional unit being located within said movement and therefore surrounded at at least partially of non-magnetic blank parts covered with a finish coating.
  • the subject of this application concerns a timepiece of which said functional unit is a microgenerator.
  • non-magnetic material or “non-magnetic” material that is not ferromagnetic, that is not or that very weakly paramagnetic, and which will eventually show diamagnetism low.
  • close to the microgenerator is meant the entire region microgenerator device in which the magnetic flux of the masses magnetized has significant value.
  • the Applicant has found the existence of sources of magnetic disturbances at inside the watch movement. Indeed, the interest of such a timepiece increases when its energy consumption decreases, that is to say when by for example, the efficiency of the generator increases. Based on this observation, the Applicant has highlighted that not only ferromagnetic masses, such as rough parts or steel supplies, but also the presence thin layers of ferromagnetic coating on non-blank parts magnetic, located near the generator, exert on the latter a parasitic magnetic force thus reducing its efficiency.
  • the present invention therefore aims to improve the timepiece above by avoiding the drawbacks described above, in particular thanks to a simple and inexpensive manufacturing improvement.
  • the invention relates to a timepiece of the type indicated above, characterized by the fact that said top coating covering said blank parts located near said functional unit have essentially non-magnetic properties.
  • the various parts of the blank are covered with a non-magnetic nickel-based alloy ensuring effective protection against the risks of oxidation while ensuring an appearance very correct aesthetics. It should be noted that this type of alloy has excellent adhesion to the surface of the blank.
  • said first layer based on nickel is covered with a second metallic layer, in particular to modify the aesthetic aspect.
  • a gold-based alloy to give a golden color on the blank, which generally corresponds to a level of more luxurious timepiece finish.
  • the first layer based nickel also provides a diffusion barrier function, preventing gold from to diffuse in the mass of the blank.
  • FIG. 1 represents a view of the generator 1 comprising a rotor 2 having two flanges 3, only one of which is shown, arranged on either side of three flat coils 4 forming the stator and offset substantially by 120 degrees one relative to the other relative to the axis of the rotor 2, in the same plane orthogonal to this one.
  • a printed circuit 6 serves in particular as a support for the coils 4 and for an integrated circuit 7.
  • the power supply of the integrated circuit 7, with low energy consumption, is provided by the electric microgenerator 1 - consisting of the shaft assembly 8 of the rotor 2, flanges 3, magnets 5 and coils 4 - driven via a kinematic link 9 by a barrel device 10.
  • the passage of the magnets 5 near the coils 4 generates a substantially sinusoidal induced voltage across these coils 4.
  • the Applicant has shown during its research that the fact to use a conventional magnetic material for the realization of the coating of finishing the blank has a significant influence on the performance of the micro-generator. Surprisingly, the exclusive use of non-magnetic materials for the coating operates a significant reduction in magnetic disturbances, the magnetic coupling between the magnetized masses 5 and the coils 4 and therefore the efficiency of microgenerator 1 thus being increased.
  • the timepiece movement according to the invention thus comprises at least parts of the blank 11, 12 made of brass or any other suitable material having non-magnetic properties. Furthermore, in accordance with the invention, the blank is covered with a metal coating for protection against oxidation. For the above reasons, this metallic coating is also produced in a material having no magnetic properties, such as a non-magnetic alloy of nickel with phosphorus or tin. When the movement is intended to be mounted in a timepiece with high added value, an alloy can be used non-magnetic rhodium-based for coating said parts 11, 12 of the draft.
  • a covering comprising at least two layers of different materials. Indeed, if we want to make a movement with a golden finish on the blank, it should be applied to said parts 11, 12 of roughing a first treatment in order to cover them with a protective undercoat, generally made of nickel. We thus obtains a first layer of protection against oxidation which fills also a diffusion barrier function, preventing gold from diffusing into the mass of the blank.
  • this thin undercoat is made here of an alloy non-magnetic, preferably nickel-based, in accordance with the invention.

Abstract

La présente invention propose d'améliorer le rendement d'une microgénératrice (1) servant au fonctionnement d'une pièce d'horlogerie. Une telle microgénératrice fonctionne sur la base du phénomène d'induction électromagnétique, il est donc souhaitable de limiter autant que possible la présence à proximité de ladite génératrice de masses magnétiques. Or, les recherches effectuées ont révélé que le revêtement de finition recouvrant les parties de l'ébauche (11, 12) disposées à proximité de la microgénératrice freine cette dernière lorsqu'il est réalisé en un matériau magnétique, et en particulier ferromagnétique. Ainsi, il est proposé de sélectionner, pour la fabrication de l'ébauche et de son revêtement, exclusivement des matériaux amagnétiques. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un mouvement pour pièce d'horlogerie comportant notamment une unité fonctionnelle comprenant des masses aimantées, ladite unité fonctionnelle étant située au sein dudit mouvement et donc entourée au moins partiellement de parties d'ébauche non magnétiques recouvertes d'un revêtement de finition.
En particulier, l'objet de la présente demande concerne une pièce d'horlogerie dont ladite unité fonctionnelle est une microgénératrice.
Dans la suite de la présente demande, on entend par matériau "amagnétique" ou "non-magnétique" un matériau qui n'est pas ferromagnétique, qui n'est pas ou que très faiblement paramagnétique, et qui éventuellement présentera un diamagnétisme faible. De même, par "à proximité de la microgénératrice" on entend toute la région périphérique de la microgénératrice dans laquelle le flux magnétique des masses aimantées a une valeur significative.
Le principe de fonctionnement d'un tel mouvement d'horlogerie est décrit notamment dans les fascicules de brevet CH 597636 et EP 851322, dont l'enseignement est incorporé en référence dans la présente demande. Le brevet CH 597636, par exemple, décrit un mouvement de montre dans lequel un ressort entraíne, au travers d'un jeu d'engrenages, d'une part des aiguilles et d'autre part un générateur produisant un courant alternatif. Le générateur permet d'alimenter un circuit électronique comprenant notamment un oscillateur à quartz stabilisé et permettant de régler la marche du générateur et donc la marche des aiguilles. Une telle montre combine par conséquent les avantages d'une montre mécanique avec la précision d'une montre à quartz.
Cependant, en cherchant à développer un produit de ce type, la demanderesse a constaté l'existence de sources de perturbations magnétiques à l'intérieur du mouvement d'horlogerie. En effet, l'intérêt d'une telle pièce d'horlogerie augmente lorsque sa consommation d'énergie diminue, c'est-à-dire lorsque par exemple le rendement de la génératrice augmente. Partant de ce constat, la demanderesse a mis en évidence que non seulement des masses ferromagnétiques, telles des parties d'ébauche ou des fournitures en acier, mais également la présence de fines couches de revêtement ferromagnétique sur des parties d'ébauche non magnétiques, situées à proximité de la génératrice, exercent sur cette dernière une force magnétique parasite faisant ainsi diminuer son rendement.
La présente invention a donc pour but d'améliorer la pièce d'horlogerie susmentionnée en évitant les inconvénients décrits ci-dessus, notamment grâce à un perfectionnement simple et peu coûteux à la fabrication.
A cet effet, l'invention concerne une pièce d'horlogerie du type indiqué ci-avant, caractérisée par le fait que ledit revêtement de finition recouvrant lesdites parties d'ébauche situées à proximité de ladite unité fonctionnelle présente des propriétés essentiellement non magnétiques.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les diverses parties de l'ébauche sont recouvertes d'un alliage amagnétique à base de nickel assurant une protection efficace contre les risques d'oxydation tout en garantissant une apparence esthétique très correcte. Il est à noter que ce type d'alliages présente une excellente adhérence sur la surface de l'ébauche.
Dans une autre variante de réalisation, ladite première couche à base de nickel est recouverte d'une seconde couche métallique, notamment pour modifier l'aspect esthétique. On peut, par exemple, utiliser un alliage à base d'or pour donner une coloration dorée à l'ébauche, ce qui correspond généralement à un niveau de finition de la pièce d'horlogerie plus luxueux. Dans ce cas, la première couche à base de nickel assure en outre une fonction de barrière de diffusion, empêchant l'or de diffuser dans la masse de l'ébauche.
L'invention sera exposée plus en détail à l'aide de la description suivante d'un exemple d'exécution faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
  • la figure 1 est une vue de dessus simplifiée du mouvement partiellement monté d'une pièce d'horlogerie comportant une génératrice, et
  • la figure 2 est une vue en coupe transversale du mouvement selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 1 représente une vue de la génératrice 1 comprenant un rotor 2 ayant deux flasques 3, dont une seule est représentée, agencées de part et d'autre de trois bobines plates 4 formant le stator et décalées sensiblement de 120 degrés l'une par rapport à l'autre relativement à l'axe du rotor 2, dans un même plan orthogonal à celui-ci.
Six aimants 5 sont fixés radialement et à intervalles réguliers sur chaque flasque 3, en vis-à-vis des bobines 4. La polarité de deux aimants 5 consécutifs est opposée. En outre, deux aimants 5 en regard l'un de l'autre se présentent mutuellement des polarités opposées. Un circuit imprimé 6 sert de support notamment pour les bobines 4 et pour un circuit intégré 7.
L'alimentation du circuit intégré 7, à faible consommation d'énergie, est assurée par la microgénératrice électrique 1 - constituée de l'ensemble arbre 8 du rotor 2, flasques 3, aimants 5 et bobines 4 - entraínée via une liaison cinématique 9 par un dispositif à barillet 10. Le passage des aimants 5 à proximité des bobines 4 génère une tension induite substantiellement sinusoïdale aux bornes de ces bobines 4.
Sur la coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 représentée en figure 2 apparaissent des parties d'ébauche 11 et 12 en laiton. En particulier, l'arbre 8 du rotor 2 est monté à pivot dans deux pierres 13, 14, dont l'une est chassée dans un pont de rouage 11 et l'autre dans la platine 12 du mouvement. Il apparaít clairement de cette figure 2 que, du fait de leur proximité immédiate avec les aimants 5, lesdites parties d'ébauche 11, 12 sont partiellement baignées dans le champ magnétique de ces aimants.
La demanderesse a mis en évidence au cours de ses recherches que le fait d'utiliser un matériau magnétique conventionnel pour la réalisation du revêtement de finition de l'ébauche a une influence significative sur le rendement de la microgénératrice. Etonnamment, l'utilisation exclusive de matériaux non magnétiques pour le revêtement opère une diminution sensible des perturbations magnétiques, le couplage magnétique entre les masses aimantées 5 et les bobines 4 et donc le rendement de la microgénératrice 1 se trouvant ainsi augmentés.
Le mouvement d'horlogerie selon l'invention comporte ainsi au moins des parties de l'ébauche 11, 12 réalisées en laiton ou en tout autre matériau approprié présentant des propriétés non magnétiques. En outre, conformément à l'invention, l'ébauche est recouverte d'un revêtement métallique de protection contre l'oxydation. Pour les raisons précitées, ce revêtement métallique est également réalisé en un matériau ne présentant pas de propriétés magnétiques, tel qu'un alliage amagnétique de nickel avec du phosphore ou de l'étain. Lorsque le mouvement est destiné à être monté dans une pièce d'horlogerie à forte valeur ajoutée, on peut utiliser un alliage amagnétique à base de rhodium pour effectuer le revêtement desdites parties 11, 12 de l'ébauche.
Dans une variante de réalisation, il peut être souhaitable de réaliser un revêtement comportant au moins deux couches de matériaux différents. En effet, si on souhaite fabriquer un mouvement proposant une finition dorée de l'ébauche, il convient d'appliquer auxdites parties 11, 12 d'ébauche un premier traitement afin de les recouvrir d'une sous-couche de protection, généralement réalisée en nickel. On obtient ainsi une première couche de protection contre l'oxydation qui remplit également une fonction de barrière de diffusion, empêchant l'or de diffuser dans la masse de l'ébauche.
De manière surprenante, les recherches ont montré que même lorsque la couche apparente est en or ou en rhodium qui sont des matériaux non ferromagnétiques, la seule sous-couche à base de nickel magnétique diminue le rendement de la génératrice et donc la réserve de marche disponible pour la pièce d'horlogerie. C'est pourquoi cette fine sous-couche est constituée ici d'un alliage amagnétique préférentiellement à base de nickel, conformément à l'invention.
On peut notamment utiliser à cet effet un alliage à base de nickel et comprenant du phosphore, puisque pour certaines valeurs de sa composition l'alliage obtenu ne présente pas de propriétés magnétiques. On peut éventuellement recourir à l'utilisation d'autres métaux pour remplacer le nickel, tel que le palladium par exemple dont certains alliages présentent également des propriétés amagnétiques. La réalisation du revêtement de finition en tant que telle ne constituant pas le coeur de l'invention, elle ne sera pas développée plus en détail dans la présente demande. L'homme de l'art pourra notamment se référer au brevet US 6,099,624 divulguant des exemples d'alliages utilisés dans la fabrication de revêtements métalliques de protection, également utilisés à des fins esthétiques.
On peut imaginer de multiples applications, dans le domaine horloger, pour la sélection de matériaux non magnétiques pour recouvrir l'ébauche conformément à l'invention. En effet, on a décrit leur utilisation dans le cas d'une pièce d'horlogerie fonctionnant avec une microgénératrice, mais on peut également prévoir l'utilisation de tels matériaux dans tout autre type de pièce d'horlogerie présentant une sensibilité aux perturbations magnétiques. On peut en particulier mettre l'invention en oeuvre dans une pièce d'horlogerie dont l'unité fonctionnelle est une boussole, ou dans tout autre type de pièce d'horlogerie mettant en oeuvre des moyens interagissant avec un champ magnétique externe, notamment en vue de sa détection .

Claims (6)

  1. Mouvement pour pièce d'horlogerie comportant notamment une unité fonctionnelle (1) comprenant des masses aimantées (5), ladite unité fonctionnelle (1) étant entourée au moins partiellement de parties d'ébauche (11, 12) non magnétiques recouvertes d'un revêtement de finition caractérisé en ce que le revêtement de finition recouvrant lesdites parties d'ébauche (11, 12) situées à proximité de ladite unité fonctionnelle (1) présente des propriétés essentiellement non magnétiques.
  2. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement comporte au moins deux couches métalliques dont au moins celle qui se trouve directement au contact desdites parties d'ébauche (11, 12) contient du nickel en tant que constituant d'un alliage amagnétique.
  3. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite unité fonctionnelle (1) est une microgénératrice.
  4. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite microgénératrice (1) comporte un rotor (2) comprenant deux flasques (3) ayant chacune sensiblement la forme d'un disque et portant chacune, sur sa face en regard de l'autre flasque, un nombre pair de masses aimantées (5), ladite microgénératrice comportant en outre un module électronique (6) comportant au moins une bobine statorique (4) partiellement insérée entre les deux flasques (3) et en ce que ladite microgénératrice est au moins partiellement située dans un volume délimité par les projections orthogonales desdites parties d'ébauche (11, 12) amagnétiques.
  5. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite unité fonctionnelle permet de détecter la présence d'un champ magnétique externe.
  6. Mouvement pour pièce d'horlogerie selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite unité fonctionnelle assure la fonction d'une boussole.
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