EP2585882B1 - Systeme antichoc de piece d'horlogerie - Google Patents

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EP2585882B1
EP2585882B1 EP11729944.6A EP11729944A EP2585882B1 EP 2585882 B1 EP2585882 B1 EP 2585882B1 EP 11729944 A EP11729944 A EP 11729944A EP 2585882 B1 EP2585882 B1 EP 2585882B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pivot
shock
amorphous
timepiece
metal
Prior art date
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Active
Application number
EP11729944.6A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP2585882A1 (fr
Inventor
Jean-Luc Helfer
Yves Winkler
Michel Willemin
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.)
Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swatch Group Research and Development SA filed Critical Swatch Group Research and Development SA
Publication of EP2585882A1 publication Critical patent/EP2585882A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2585882B1 publication Critical patent/EP2585882B1/fr
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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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/02—Shock-damping bearings
    • 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
    • G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/02—Shock-damping bearings
    • G04B31/04—Shock-damping bearings with jewel hole and cap jewel

Definitions

  • the present invention relates to a shock-absorbing bearing for an axis of a mobile part of a timepiece.
  • the axle comprises a tigeron extended by a pivot and the bearing comprises a support, said support being provided with a housing provided to receive a suspended pivot system in which the tigeron is inserted.
  • the technical field of the invention is the technical field of fine mechanics.
  • the present invention relates to bearings for timepieces, and more particularly of the type allowing shock absorption.
  • Manufacturers of mechanical watches have for a long time designed many devices making it possible to absorb the energy resulting from an impact, in particular from a side impact, by the axis by abutting against a wall of the hole in the base unit that it crosses, while allowing a momentary movement of the tigeron before it is returned to its rest position under the action of a spring.
  • the figures 1 and 2 illustrate a so-called inverted double cone device which is currently used in timepieces on the market.
  • the kitten 20 is held in a housing 6 of the support 1 by a spring 10 which comprises in this example of radial extensions 9 compressing the counter-pivot stone 5.
  • the housing 6 comprises two spans 7, 7a in the form of inverted cones on which are supported complementary spans 8, 8a of the kitten 20, said spans to be performed with a very large precision.
  • the pierced stone 4, the counter-pivot stone 5 and the axis of the balance move and the spring 10 acts alone to return the balance axis 3 to its initial position.
  • the spring 10 is dimensioned to have a limit of movement so that beyond this limit, the axis of the balance comes into contact with stops allowing said axis to absorb the shock, which the pins of the axis do not can do under penalty of breaking.
  • the spring 10 cooperates with the complementary inclined planes 7, 7a; 8, 8a to recenter the kitten 20.
  • Such bearings have, for example, been sold under the brand Incabloc®.
  • These springs can be made of phynox or brass and are made by traditional cutting means.
  • shock-absorbing bearings in which the spring, the drilled stone and the counter-pivot stone form a whole.
  • the advantage of these shock absorbing bearings is that they are less expensive.
  • the document US 3'942'848 describes a shock-absorbing bearing comprising an annular body intended to be driven into a bridge or a plate.
  • a spring formed to define a conical housing is secured to the body.
  • This housing forms a slider inside which a conical pivot of the balance engages.
  • the pivoting conditions are unfavorable, the metal-to-metal pivoting causing significant friction.
  • a crapaudine type bearing according to this document US 3,942,848 cooperating with a conical pivot is ill-suited for a quality timepiece, the positioning of the balance being imprecise.
  • the springs used in these shock-absorbing bearings are made of crystalline metal.
  • the use of crystalline metals for these springs can cause some problems.
  • crystalline metals are characterized by weak mechanical properties such as limited elastic deformation which can lead to plastic deformation if the shocks are too high. This is amplified by the fact that current springs cannot be designed with complex shapes and hence the elastic deformation of current springs is very close to the elastic limit.
  • the movement of the stones and of the balance can be of great amplitude and, consequently, a plastic, that is to say permanent deformation of the spring can occur.
  • the spring becomes less effective in absorbing shocks and re-centering the axis of the balance in its rest position because it no longer returns to its original shape and therefore loses elasticity.
  • This permanent deformation can also occur during the handling of said springs during their installation, when they are removed to operate the lubrication or during touch-up or after-sales service operations.
  • shock-absorbing bearings in which the spring, the drilled stone and the counter-pivot stone form a whole.
  • the advantage of these shock absorbing bearings is that they are less expensive.
  • the document US 3,942,848 describes a shock-absorbing bearing comprising an annular body intended to be driven into a bridge or a plate.
  • a spring formed to define a conical housing is secured to the body.
  • This housing forms a slider inside which a conical pivot of the balance engages.
  • the pivoting conditions are unfavorable, the metal-to-metal pivoting causing significant friction.
  • a crapaudine type bearing according to this document US 3,942,848 cooperating with a conical pivot is ill-suited for a quality timepiece, the positioning of the balance being imprecise.
  • a shock-absorbing bearing for a timepiece comprises a pivot member comprising at least one elastic arm and a central portion comprising a hole inside which a pivot is intended to be in contact, formed integrally in a pellet of a monocrystalline material.
  • the fact of using a spring formed to define a conical housing has the drawback of having a radial play which depends on the play or on the axial displacement.
  • the conical shape of the spring allows, in normal times to maintain the axis of the wheel. But when the springs deform, the spring moves axially and radially. However, when the spring moves axially, the conical shape of the spring implies that a radial displacement is also present. It is then observed that the greater the axial displacement, the greater the radial play.
  • the object of the invention is to alleviate the drawbacks of the prior art by proposing to provide an anti-shock system for a timepiece which is more resistant to shocks and which allows better positioning of the axis of the damped wheel.
  • the invention relates to a shock-absorbing bearing as defined by claim 1.
  • This shock-absorbing system for a timepiece is characterized in that said pivot system is designed to absorb, at least in part, the shocks suffered. by the timepiece mobile and in that the pivot system is formed in one piece made of a completely amorphous metal alloy, and in that said pivot system is a pellet comprising an annular part, a central part and elastic arms connecting the central part to the annular part, the central part comprising a recess so that the pivot which is engaged therein can rotate freely therein.
  • a first advantage of the present invention is that it enables the anti-shock systems to withstand shocks better. Indeed, amorphous metals have more interesting elastic characteristics.
  • the elastic limit ⁇ e is increased, which makes it possible to increase the ratio ⁇ e / E so that the material sees the stress beyond which it does not resume its initial shape. The pivot system can then be subjected to a greater stress before being plastically deformed and the part can thus undergo greater impacts without the shock absorber system losing its effectiveness.
  • Another advantage of the present invention is that it allows pivot systems to be produced. Indeed, as the amorphous metal is able to withstand higher stresses before plastically deforming, it is possible to produce springs of smaller dimensions without losing resistance.
  • said pivot system is made of a completely amorphous material.
  • said metal alloy comprises at least one metal element of the precious type or one of its alloys.
  • said precious metallic element comprises gold, platinum, palladium, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, iridium or osmium.
  • said pivot system is a pellet comprising an annular part, a central part and elastic arms connecting the central part to the annular part, the central part comprising a recess so that the pivot which therein is engaged can turn freely.
  • the recess consists of a cylindrical portion having at its end a rounded convex portion.
  • amorphous metal is very easy to shape and allows the manufacture of parts with complicated shapes with greater precision. This is due to the particular characteristics of the amorphous metal which can soften while remaining amorphous for a certain time in a given temperature range [T g - T x ] specific to each alloy. It is thus possible to shape it under a relatively low stress and at a low temperature, allowing the use of a simplified process such as hot forming, while reproducing very precisely fine geometries because the viscosity of the The alloy strongly decreases as a function of the temperature in said temperature interval [T g - T x ]. Therefore, it becomes possible to realize complex and precise pivot systems but simply.
  • the present invention proceeds from the general inventive idea which consists in providing a shock-absorbing system having greater reliability and offering better positioning using a metal alloy at least partially amorphous.
  • the damper bearing 101, 102 is shown on figure 3 ; the latter illustrates a part 100 of a timepiece provided with bearings according to the invention.
  • the timepiece represented in the figure 3 comprises a frame comprising a support 103 in which a lower bearing 101 and an upper bearing 102 are mounted. These bearings 101, 102 are mounted in holes made in said support 103.
  • a wheel 105 which may for example be a balance, is pivotally mounted in the bearings. This wheel 105 has an axle 120 provided at its two ends with tigerons 121 carrying pivots 122.
  • the upper bearing 102 comprises an annular part 127 in the form of a disc 131 having a peripheral wall 128.
  • This annular part also comprises a rim 129 located on the surface of the disc and contiguous to the wall.
  • This annular part 127 is pierced with a central hole 130.
  • the bearing 102 further comprises a pivot means 126 'disposed in the housing formed by the peripheral wall 128 and the rim 129.
  • the pivot means 126' is placed. on the rim 129 at its periphery so as to be suspended.
  • This pivoting means 126 ′ can for example be force-engaged or glued to the annular part 127.
  • the lower bearing 101 is of identical design to the upper bearing 102, that is to say it comprises an annular part 124 in the form of a disc having a peripheral wall. This annular part also comprises a rim located on the surface of the disc and contiguous to the wall. This annular part 124 is pierced with a central hole 125.
  • the bearing 102 further comprises a pivoting means 126 disposed in the housing formed by the peripheral wall and the rim. This way of pivot 126 can be engaged for example by force or glued to the annular part 124.
  • the dimensions of the lower bearing 101 will be smaller than those of the upper bearing 102 in order to show that the size of the bearing is easily adjustable and can be adapted to needs, here by reducing its size for example.
  • the dimensions of the upper bearing 102 and of the lower bearing 101 may be identical.
  • the lower 101 or upper 102 bearing can be arranged so that the pivot means 126, 126 'is driven directly into the support 103.
  • Said bearing 101, 102 further comprises a part 200 in the form of a ring which serves to maintain the pivoting means 126, 126 'and a part 201 in the form of a disc having a peripheral rim 202 and pierced in its center with a hole 125, 130.
  • This part 201 in the form of pierced disc is used to serve as a stopper and its rim 202 is used to provide a suspended system.
  • the pivoting means 126, 126 ' is thus held radially by the walls of the hole made in the support 103 and axially by the annular part 200 and the part in the form of a drilled disc 201.
  • the pivot means 126, 126 ', visible at the figure 4 are in the form of pellets comprising a solid annular portion 126a, a central portion 126b provided with a blind cylindrical recess 126c and elastic arms 126d.
  • the blind cylindrical recess 126c has a diameter chosen so that the pivot 122 which is engaged therein can rotate freely therein with a minimum of travel.
  • the arms 126d are wound in a spiral so that they connect the central portion 126b to the annular portion 126a.
  • the pivoting means 126, 126 ′ comprise three arms.
  • the pivot means 126 'of the upper bearing 102 is mounted in the annular part 127 of said upper bearing 102.
  • the pivot means 126 of the lower bearing 103 is mounted in the annular part 124 of said lower bearing 103. Both annular pieces 127, 124 are then mounted in the hole of the support 103 in sequence so as to allow the insertion of the wheel on its axis.
  • the wheel is therefore mounted to pivot while being engaged at its pivots 122 in the non-traversing cylindrical recesses 126c of the pivot means 126, 126 'and at the level of its pins 121 in the areas provided for the support 103.
  • the wheel 105 In the event of an impact, the wheel 105 is subjected to a force which is proportional to the acceleration experienced. This force is transmitted to the bearings by means of the pivots 122. The effect of this force is to deform the elastic arms 126d of the pivoting means 126, 126 'until the axis of the wheel comes to bear, by means of its shanks 121, against the wall of the holes in the annular pieces 127, 124. The wheel is then stopped and blocked by a part of its axis having dimensions much larger than those of the pivots 122 so as not to damage the tigerons 121. As this part has dimensions much larger than those of the pivots, it is able to to undergo much greater constraints without harmful consequences for the mobile.
  • the elastic arms are dimensioned so that the rods 121 come into contact with the annular parts when the acceleration reaches approximately 500g.
  • the pivoting means 126, 126 ' are formed by three curved arms 126d whose attachment points, respectively to the annular part 126a and to the central part 126b, are angularly offset by 120 degrees. It is obvious that the elastic function could be provided with a different number of arms, or with other shapes.
  • pivot means 126, 126 ′ comprise a conical recess so that the end of the tigeron can be inserted therein allowing an amplitude difference between the different positions of the watch to be reduced to a minimum.
  • This conical recess known from the patent EP 2 142 965 consists of a trapezoidal or cylindrical portion having at its end a convex rounded portion.
  • the pivoting means 126, 126 ' are made of an amorphous or at least partially amorphous material.
  • a material is used comprising at least one metallic element.
  • the material will be a metal alloy that is at least partially amorphous or even totally amorphous.
  • at least partially amorphous material it will be understood that the material is capable of at least partially solidifying in the amorphous phase, that is to say that it is capable of losing at least locally all of its crystalline structure.
  • the advantage of these amorphous metal alloys comes from the fact that, during their manufacture, the atoms composing these amorphous materials do not arrange themselves according to a particular structure as is the case for crystalline materials.
  • the elastic limit ⁇ e is different.
  • An amorphous metal is thus differentiated by an elastic limit ⁇ e higher than that of the crystalline metal by a factor of about two to three. This allows amorphous metals to be able to undergo a higher stress before reaching the elastic limit ⁇ e .
  • Such pivot means 126, 126 have the advantage of having higher strength and durability over their crystalline metal counterparts.
  • pivot point 126, 126 ' As the elastic limit of an amorphous metal is higher than that of a crystalline metal by a factor of about two to three, making it possible to withstand higher stresses, it is possible to consider reducing the dimensions of said means. pivot point 126, 126 '. Indeed, as the pivoting means of shock absorber systems made of amorphous metal can withstand a greater stress without being plastically deformed, it is then possible, at equivalent stress, to reduce the dimensions of the pivot means 126, 126 'relative to a crystalline metal.
  • pivoting means 126, 126 ' several methods can be envisaged. It can be envisaged to produce the pivoting means 126, 126 'by using the properties of amorphous metals.
  • the hot forming of the metal or amorphous alloy therefore makes it possible to produce complex and precise parts but also good reproducibility of the part, which is a significant advantage for mass production such as that of the pivoting means 126, 126 'of systems. damper.
  • casting is used.
  • This process consists in casting the alloy obtained by melting the metal elements in a mold having the shape of the final part. Once the mold when filled, the latter is cooled rapidly to a temperature below T g in order to avoid crystallization of the alloy and thus to obtain pivoting means made of amorphous or partially amorphous metal.
  • T g temperature below T g
  • the advantage of casting an amorphous metal over casting a crystalline metal is that it is more precise.
  • the solidification shrinkage is very low for an amorphous metal, less than 1% compared to that of crystalline metals which is 5 to 7%.
  • the processes used for the amorphous metal therefore allow the production of precise parts, which is advantageous for the production of the pivot means with smaller dimensions. This precision is combined with a very high reproducibility of the process, making it easy to produce parts in series.

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Description

  • La présente invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe d'un mobile d'une pièce d'horlogerie. L'axe comprend un tigeron prolongé d'un pivot et le palier comporte un support, ledit support étant pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot suspendu dans lequel le tigeron est inséré.
  • Le domaine technique de l'invention est le domaine technique de la mécanique fine.
    • ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
  • La présente invention concerne des paliers pour pièces d'horlogerie, et plus particulièrement du type permettant d'amortir les chocs. Les constructeurs de montres mécaniques ont conçu depuis longtemps de nombreux dispositifs permettant de faire absorber l'énergie résultant d'un choc, notamment d'un choc latéral, par l'axe en venant buter contre une paroi du trou du bloc de base qu'elle traverse, tout en permettant un déplacement momentané du tigeron avant qu'il ne soit ramené à sa position de repos sous l'action d'un ressort.
  • Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif, dit à double cône inversé qui est actuellement utilisé dans des pièces d'horlogerie se trouvant sur le marché.
  • Un support 1, dont la base comporte un trou 2 pour le passage de l'axe de balancier 3 terminé par un tigeron 3a, permet de positionner un chaton 20 dans lequel sont immobilisées une pierre percée 4 traversée par le tigeron 3a et une pierre contre-pivot 5. Le chaton 20 est maintenu dans un logement 6 du support 1 par un ressort 10 qui comprend dans cet exemple des extensions radiales 9 comprimant la pierre contre-pivot 5. Le logement 6 comporte deux portées 7, 7a en forme de cônes inversés sur lesquelles prennent appui des portées complémentaires 8, 8a du chaton 20, lesdites portées devant être exécutées avec une très grande précision. En cas de choc axial, la pierre percée 4, la pierre contre-pivot 5 et l'axe du balancier se déplacent et le ressort 10 agit seul pour ramener l'axe de balancier 3 dans sa position initiale. Le ressort 10 est dimensionné pour avoir une limite de déplacement de sorte qu'au delà de cette limite, l'axe du balancier arrive en contact avec des butées permettant audit axe d'absorber le choc, ce que les tigerons de l'axe ne peuvent faire sous peine de casser. En cas de choc latéral, c'est-à-dire lorsque l'extrémité du tigeron déséquilibre le chaton 20 hors de son plan de repos, le ressort 10 coopère avec les plans inclinés complémentaires 7, 7a ; 8, 8a pour recentrer le chaton 20. De tels paliers ont, par exemple été vendus sous la marque Incabloc®. Ces ressorts peuvent être réalisés en phynox ou laiton et sont fabriqués par des moyens traditionnels de découpage.
  • Il est également connu des paliers amortisseurs de chocs dans lesquels le ressort, la pierre percée et la pierre contre-pivot forment un tout. L'avantage de ces paliers amortisseurs de chocs est d'être moins coûteux.
  • Ainsi, le document US 3'942'848 décrit un palier amortisseur de chocs comportant un corps annulaire destiné à être chassé dans un pont ou une platine. Un ressort formé pour définir un logement conique est fixé sur le corps. Ce logement forme une crapaudine à l'intérieur de laquelle un pivot conique du balancier vient s'engager. Dans une telle construction, les conditions de pivotement sont peu favorables, le pivotement métal sur métal engendrant des frottements importants. Par ailleurs, un palier de type crapaudine selon ce document US 3,942,848 , coopérant avec un pivot conique est mal adapté pour une pièce d'horlogerie de qualité, le positionnement du balancier étant peu précis.
  • Par ailleurs, les ressorts utilisés dans ces paliers amortisseurs de chocs sont en métal cristallin. Or, l'utilisation de métaux cristallins pour ces ressorts peut entraîner certains problèmes. Effectivement, les métaux cristallins se caractérisent par des propriétés mécaniques faibles telle qu'une déformation élastique limitée pouvant entraîner une déformation plastique si les chocs sont trop élevés. Cela est amplifié par le fait que les ressorts actuels ne peuvent pas être conçus avec des formes complexes et, de ce fait, la déformation élastique des ressorts actuels est très proche de la limite élastique.
  • Ainsi, si un choc trop important est appliqué sur la pièce d'horlogerie, le déplacement des pierres et du balancier peut être de grande amplitude et, par conséquent, une déformation plastique c'est-à-dire permanente du ressort peut se produire. Le ressort devient moins efficace pour amortir les chocs et recentrer l'axe du balancier dans sa position de repos car il ne reprend plus sa forme d'origine et perd donc en élasticité.
  • Cette déformation permanente peut également se produire lors de la manipulation desdits ressorts lors de leur mise en place, lorsqu'ils sont retirés pour opérer la lubrification ou lors des opérations de retouche ou de service après vente.
  • Il est également connu des paliers amortisseurs de chocs dans lesquels le ressort, la pierre percée et la pierre contre-pivot forment un tout. L'avantage de ces paliers amortisseurs de chocs est d'être moins coûteux.
  • Ainsi, le document US 3,942,848 décrit un palier amortisseur de chocs comportant un corps annulaire destiné à être chassé dans un pont ou une platine. Un ressort formé pour définir un logement conique est fixé sur le corps. Ce logement forme une crapaudine à l'intérieur de laquelle un pivot conique du balancier vient s'engager. Dans une telle construction, les conditions de pivotement sont peu favorables, le pivotement métal sur métal engendrant des frottements importants. Par ailleurs, un palier de type crapaudine selon ce document US 3,942,848 , coopérant avec un pivot conique est mal adapté pour une pièce d'horlogerie de qualité, le positionnement du balancier étant peu précis.
  • On connait également du document EP 2 015 147 un palier amortisseur de chocs pour pièce d'horlogerie. Il comporte un organe de pivotement comprenant au moins un bras élastique et une portion centrale comportant un trou à l'intérieur duquel est destiné à être en contact un pivot, formés d'une seule pièce dans une pastille en un matériau monocristallin.
  • Par ailleurs, le fait d'utiliser un ressort formé pour définir un logement conique présente l'inconvénient d'avoir un jeu radial qui dépend du jeu ou du déplacement axial. En effet, la forme conique du ressort permet, en temps normal de bien maintenir l'axe de la roue. Mais lorsque les ressorts se déforment, le ressort se déplace axialement et radialement. Or, quand le ressort se déplace axialement, la forme conique du ressort implique qu'un déplacement radial est aussi présent. On constate alors que plus le déplacement axial est important et plus le jeu radial est important.
  • Il est connu du document EP 1 696 153 d'utiliser du métal amorphe pour les pièces d'engrenage en horlogerie.
    • RESUME DE L'INVENTION
  • L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant de fournir un système antichoc de pièce d'horlogerie qui résiste mieux aux chocs et qui permet un meilleur positionnement de l'axe de la roue amortie.
  • A cet effet, l'invention concerne un palier amortisseur de chocs tel que défini par la revendication 1. Ce système antichoc de pièce d'horlogerie se caractérise en ce que ledit système pivot est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d'horlogerie et en ce que le système pivot est formé d'une seule pièce réalisée en un alliage métallique totalement amorphe, et en ce que ledit système pivot est une pastille comprenant une partie annulaire, une partie centrale et des bras élastiques reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant un évidement de manière à ce que le pivot qui y est engagé puisse y tourner librement.
  • Un premier avantage de la présente invention est de permettre aux systèmes antichocs de mieux supporter les chocs. En effet, les métaux amorphes ont des caractéristiques élastiques plus intéressantes. La limite élastique σe est augmentée, ce qui permet d'augmenter le rapport σe/E de sorte que le matériau voit la contrainte au-delà de laquelle il ne reprend pas sa forme initiale augmenter. Le système pivot peut alors subir une plus forte contrainte avant de se déformer plastiquement et la pièce peut ainsi subir des chocs plus importants sans que le système antichoc ne perde en efficacité.
  • Un autre avantage de la présente invention est de permettre de réaliser des systèmes pivot. En effet, comme le métal amorphe est capable de supporter des contraintes plus élevées avant de se déformer plastiquement, il est possible de réaliser des ressorts de plus faibles dimensions sans perdre en résistance.
  • Des modes de réalisation avantageux de ces systèmes pivot font l'objet des revendications dépendantes.
  • Dans un premier mode de réalisation avantageux, ledit système pivot est réalisé en matériau totalement amorphe.
  • Dans un deuxième mode de réalisation avantageux, ledit alliage métallique comprend au moins un élément métallique du type précieux ou un de ses alliages.
  • Dans un troisième mode de réalisation avantageux, ledit élément métallique précieux comporte de l'or, du platine, du palladium, du rhénium, du ruthénium, du rhodium, de l'argent, de l'iridium ou de l'osmium.
  • Dans un autre mode de réalisation avantageux, ledit système pivot est une pastille comprenant une partie annulaire, une partie centrale et des bras élastiques reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant un évidement de manière à ce que le pivot qui y est engagé puisse y tourner librement.
  • Dans un autre mode de réalisation avantageux, l'évidement consiste en une portion cylindrique ayant à son extrémité une portion arrondie convexe.
  • Un des avantages de ces modes de réalisation est de permettre de réaliser des systèmes pivot de formes plus complexes. En effet, le métal amorphe est très facile à mettre en forme et permet la fabrication de pièces aux formes compliquées avec une plus grande précision. Ceci est dû aux caractéristiques particulières du métal amorphe qui peut se ramollir tout en restant amorphe durant un certain temps dans un intervalle de température [Tg - Tx] donné propre à chaque alliage. Il est ainsi possible de le mettre en forme sous une contrainte relativement faible et à une température peu élevée permettant alors l'utilisation d'un procédé simplifié tel que le formage à chaud, tout en reproduisant très précisément des géométries fines car la viscosité de l'alliage diminue fortement en fonction de la température dans ledit intervalle de température [Tg - Tx]. Par conséquent, il devient possible de réaliser des systèmes pivot complexes et précis mais simplement.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • Les buts, avantages et caractéristiques du système antichoc selon la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante d'au moins une forme de réalisation de l'invention donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés sur lesquels :
    • les figures 1 et 2 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d'horlogerie selon l'art antérieur;
    • les figures 3 à 5 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d'horlogerie selon l'invention;
    DESCRIPTION DETAILLEE
  • La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à procurer un système amortisseur de choc ayant une plus grande fiabilité et proposant un meilleur positionnement à l'aide d'un alliage métallique au moins partiellement amorphe.
  • Le palier amortisseur 101, 102 est représenté à la figure 3 ; celle-ci illustre une partie 100 de pièce d'horlogerie munie de paliers selon l'invention.
  • La pièce d'horlogerie représentée à la figure 3 comprend un bâti comprenant un support 103 dans lequel un palier inférieur 101 et un palier supérieur 102 sont montés. Ces paliers 101, 102 sont montés dans des trous pratiqués dans ledit support 103. Une roue 105, pouvant par exemple être un balancier, est montée en pivotement dans les paliers. Cette roue 105 comporte un axe 120 muni à ses deux extrémités de tigerons 121 portant des pivots 122.
  • Le palier supérieur 102 comprend une pièce annulaire 127 se présentant sous la forme d'un disque 131 ayant une paroi périphérique 128. Cette pièce annulaire comprend également un rebord 129 localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 127 est percée d'un trou central 130. Le palier 102 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126' disposé dans le logement formé par la paroi périphérique 128 et le rebord 129. Le moyen de pivotement 126' est posé sur le rebord 129 au niveau de sa périphérie de sorte à être suspendu. Ce moyen de pivotement 126' peut par exemple être engagé à force ou collé à la pièce annulaire 127.
  • Le palier inférieur 101 est de conception identique au palier supérieur 102 c'est-à-dire qu'il comprend une pièce annulaire 124 se présentant sous la forme d'un disque ayant une paroi périphérique. Cette pièce annulaire comprend également un rebord localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 124 est percée d'un trou central 125. Le palier 102 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126 disposé dans le logement formé par la paroi périphérique et le rebord. Ce moyen de pivotement 126 peut être engagé par exemple à force ou collé à la pièce annulaire 124. Dans le présent exemple, les dimensions du palier inférieur 101 seront plus faibles que celles du palier supérieur 102 afin de montrer que la taille du palier est facilement modulable et peut être adaptée aux besoins, ici en réduisant sa taille par exemple. Bien entendu, les dimensions du palier supérieur 102 et du palier inférieur 101 peuvent être identiques.
  • Toutefois, le palier inférieur 101 ou supérieur 102 peut être agencé de sorte que le moyen de pivotement 126, 126' soit directement chassé dans le support 103. Ledit palier 101, 102 comprend en outre une pièce 200 se présentant sous la forme d'un anneau qui sert au maintient des moyens de pivotement 126, 126' et une pièce 201 se présentant sous la forme d'un disque ayant un rebord périphérique 202 et percée en son centre d'un trou 125, 130. Cette pièce 201 en forme de disque percée est utilisée pour servir de butée et son rebord 202 est utilisé pour assurer un système suspendu. Le moyen de pivotement 126, 126' est ainsi maintenu de façon radiale par les parois du trou réalisé dans le support 103 et de façon axiale par la pièce annulaire 200 et la pièce en forme de disque percé 201.
  • Les moyens de pivotement 126, 126', visibles à la figure 4 se présentent sous forme de pastilles comprenant une partie annulaire pleine 126a, une partie centrale 126b munie d'un évidement cylindrique non traversant 126c et de bras élastiques 126d. L'évidement cylindrique non traversant 126c a un diamètre choisi de manière à ce que le pivot 122 qui y est engagé puisse y tourner librement avec un minimum de débattement. Les bras 126d sont enroulés en spirale de sorte qu'ils relient la portion centrale 126b à la partie annulaire126a. Préférentiellement, les moyens de pivotement 126, 126' comprennent trois bras. Le moyen de pivotement 126' du palier supérieur 102 est monté dans la pièce annulaire127 dudit palier supérieur 102. Le moyen de pivotement 126 du palier inférieur 103 est monté dans la pièce annulaire 124 dudit palier inférieur 103. Les deux pièces annulaires 127, 124 sont ensuite montées dans le trou du support 103 en séquence de manière à permettre l'insertion de la roue sur son axe.
  • La roue est donc montée pivotante en étant engagée au niveau de ses pivots 122 dans les évidements cylindriques non traversant 126c des moyens de pivotement 126, 126' et au niveau de ses tigerons 121 dans les zones prévues du support 103.
  • En cas de choc, la roue 105 est soumise à une force qui est proportionnelle à l'accélération subie. Cette force est transmise aux paliers par l'intermédiaire des pivots 122. L'effet de cette force est de déformer les bras élastiques 126d des moyens de pivotement 126, 126' jusqu'à ce que l'axe de la roue vienne prendre appui, par l'intermédiaire de ses tigerons 121, contre la paroi des trous des pièces annulaires 127,124. La roue est alors stoppée et bloquée par une partie de son axe ayant des dimensions beaucoup plus grandes que celles des pivots 122 permettant de ne pas endommager les tigerons 121. Comme cette partie a des dimensions beaucoup plus grandes que celles des pivots, elle est capable de subir des contraintes bien plus importantes sans conséquence néfaste pour le mobile.
  • De façon préférentielle, les bras élastiques sont dimensionnés de manière à ce que les tigerons 121 entrent en contact avec les pièces annulaires lorsque l'accélération atteint environ 500g.
  • De façon préférentielle, les moyens de pivotement 126, 126' sont formés par trois bras recourbés 126d dont les points d'attache, respectivement à la partie annulaire 126a et à la partie centrale 126b, sont décalés angulairement de 120 degrés. Il est bien évident que la fonction élastique pourrait être assurée avec un nombre différent de bras, ou avec d'autres formes.
  • On pourra également comprendre que les moyens de pivotement 126, 126' comprennent un évidement conique afin que l'extrémité du tigeron puisse s'y insérer permettant d'avoir un écart d'amplitude entre les différentes positions de la montre réduit au minimum. Cet évidement conique connu du brevet EP 2 142 965 consiste en une portion trapézoïdale ou cylindrique ayant à son extrémité, une portion arrondie convexe.
  • Avantageusement, les moyens de pivotement 126, 126' sont réalisés en un matériau amorphe ou au moins partiellement amorphe. En particulier, on utilise un matériau comprenant au moins un élément métallique. Préférentiellement, le matériau sera un alliage métallique au moins partiellement amorphe voir totalement amorphe. On comprendra par matériau au moins partiellement amorphe que le matériau est apte à se solidifier au moins partiellement en phase amorphe, c'est-à-dire qu'il est apte à perdre au moins localement toute sa structure cristalline.
  • En effet, l'avantage de ces alliages métalliques amorphes vient du fait que, lors de leur fabrication, les atomes composant ces matériaux amorphes ne s'arrangent pas selon une structure particulière comme c'est le cas pour les matériaux cristallins. Ainsi, même si le module d'Young E d'un métal cristallin et d'un métal amorphe est identique, la limite élastique σe est différente. Un métal amorphe se différencie ainsi par une limite élastique σe plus élevée que celle du métal cristallin d'un facteur d'environ deux à trois. Cela permet aux métaux amorphes de pouvoir subir une plus forte contrainte avant d'arriver à la limite élastique σe.
  • De tels moyens de pivotement 126, 126' ont l'avantage d'avoir une résistance et une longévité plus élevées par rapport à leurs équivalents en métal cristallin.
  • Par ailleurs, comme la limite élastique d'un métal amorphe est plus élevée que celle d'un métal cristallin d'un facteur d'environ deux à trois permettant de résister à des contraintes plus élevées, il est envisageable de réduire les dimensions desdits moyens de pivotement 126, 126'. En effet, comme les moyens de pivotement de systèmes d'antichoc en métal amorphe peuvent supporter une plus forte contrainte sans se déformer plastiquement, il est alors possible, à contrainte équivalente, de réduire les dimensions des moyens de pivotement 126, 126' par rapport à un métal cristallin.
  • Pour réaliser ces moyens de pivotement 126, 126', plusieurs méthodes sont envisageables. Il peut être envisagé de réaliser les moyens de pivotement 126, 126' en utilisant les propriétés des métaux amorphes. En effet, le métal amorphe présente une grande facilité dans la mise en forme permettant la fabrication de pièces aux formes compliquées avec une plus grande précision. Ceci est dû aux caractéristiques particulières du métal amorphe qui peut se ramollir tout en restant amorphe durant un certain temps dans un intervalle de température [Tg - Tx] donné propre à chaque alliage (par exemple pour un alliage Zr41.24Ti13.77Cu12.7Ni12.7Be22.7, Tg=350°C et Tx=460°C). Il est ainsi possible de les mettre en forme sous une contrainte relativement faible et à une température peu élevée permettant alors l'utilisation d'un procédé simplifié tel que le formage à chaud. L'utilisation d'un tel matériau permet en outre de reproduire très précisément des géométries fines car la viscosité de l'alliage diminue fortement en fonction de la température dans l'intervalle de température [Tg - Tx] et l'alliage épouse ainsi tous les détails du négatif. Par exemple, pour un matériau à base de platine, la mise en forme se fait aux alentours de 300°C pour une viscosité atteignant 103 Pa.s pour une contrainte de 1MPa, au lieu d'une viscosité de 1012 Pa.s à la température Tg.
  • Un procédé utilisé est le formage à chaud d'une préforme amorphe. Cette préforme est obtenue par fusion dans un four des éléments métalliques constituant l'alliage amorphe. Cette fusion est faite sous atmosphère contrôlée avec pour but d'obtenir une contamination de l'alliage en oxygène aussi faible que possible. Une fois ces éléments fondus, ils sont coulés sous forme de produits semi-fini, puis refroidis rapidement afin de conserver l'état ou la phase au moins partiellement amorphe. Une fois la préforme obtenue, le formage à chaud est effectué dans le but d'obtenir une pièce définitive. Ce formage à chaud est réalisé par pressage dans une gamme de températures comprise entre la température de transition vitreuse Tg du matériau amorphe et la température de cristallisation Tx dudit matériau amorphe durant un temps déterminé pour conserver une structure totalement ou partiellement amorphe. Le but est alors de conserver les propriétés élastiques caractéristiques des métaux amorphes. Les différentes étapes de mise en forme définitive des moyens de pivotement sont alors :
    1. a) Chauffage des matrices du moule ayant la forme négative des moyens de pivotement 126, 126' jusqu'à une température choisie,
    2. b) Introduction de la préforme en métal amorphe entre les matrices chaudes,
    3. c) Application d'une force de fermeture sur les matrices afin de répliquer la géométrie de ces dernières sur la préforme en métal amorphe,
    4. d) Attente durant un temps maximal choisi,
    5. e) Refroidissement rapide du ressort en dessous de Tg de sorte que le matériau garde sa phase au moins partiellement amorphe,
    6. f) Ouverture des matrices,
    7. g) Sortie des moyens de pivotement 126, 126' des matrices.
  • Le formage à chaud du métal ou alliage amorphe permet donc de réaliser des pièces complexes et précises mais aussi une bonne reproductibilité de la pièce ce qui est un avantage conséquent pour la fabrication en grande série comme celle des moyens de pivotements 126, 126' de systèmes amortisseur.
  • Selon une variante de ce procédé, la coulée est utilisée. Ce procédé consiste à couler l'alliage obtenu par fusion des éléments métalliques dans un moule possédant la forme de la pièce définitive. Une fois le moule rempli, celui-ci est refroidi rapidement jusqu'à une température inférieure à Tg afin d'éviter la cristallisation de l'alliage et ainsi obtenir des moyens de pivotement en métal amorphe ou partiellement amorphe. L'avantage de la coulée d'un métal amorphe par rapport à la coulée d'un métal cristallin est d'être plus précise. Le retrait de solidification est très faible pour un métal amorphe, moins de 1% par rapport à celui des métaux cristallins qui est de 5 à 7%.
  • Les procédés utilisés pour le métal amorphe permettent donc la réalisation de pièces précises ce qui est avantageux pour la réalisation des moyens de pivotement avec de plus faibles dimensions. Cette précision est combinée avec une très forte reproductibilité du procédé permettant de réaliser facilement des pièces en série.
  • On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées.

Claims (4)

  1. Palier amortisseur de chocs pour un axe (120) d'un mobile d'une pièce d'horlogerie, ledit axe comprenant un tigeron (121) prolongé d'un pivot (122), ledit palier comportant un support (102, 103) étant pourvu d'un logement prévu pour recevoir un système pivot (126, 126') suspendu dans lequel le tigeron est inséré, ledit système pivot (126,126') étant agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d'horlogerie et le système pivot (126, 126') étant formé d'une seule pièce réalisée en un alliage métallique totalement amorphe, et ledit système pivot étant une pastille comprenant une partie annulaire (126a), une partie centrale (126b) et des bras élastiques (126d) reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant un évidement (126c) de manière à ce que le pivot qui y est engagé puisse y tourner librement.
  2. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit alliage métallique comprend au moins un élément métallique du type précieux ou un de ses alliages.
  3. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément métallique précieux comporte de l'or, du platine, du palladium, du rhénium, du ruthénium, du rhodium, de l'argent, de l'iridium ou de l'osmium.
  4. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (126c) consiste en une portion cylindrique ayant à son extrémité une portion arrondie convexe.
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