EP4386486A1 - Ressort-spiral pour mécanisme résonateur d'horlogerie muni de moyens d'ajustement de la flexibilité et matériaux associés - Google Patents

Ressort-spiral pour mécanisme résonateur d'horlogerie muni de moyens d'ajustement de la flexibilité et matériaux associés Download PDF

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EP4386486A1
EP4386486A1 EP22213757.2A EP22213757A EP4386486A1 EP 4386486 A1 EP4386486 A1 EP 4386486A1 EP 22213757 A EP22213757 A EP 22213757A EP 4386486 A1 EP4386486 A1 EP 4386486A1
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EP
European Patent Office
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ribbon
elastic element
spiral spring
flexibility
spring according
Prior art date
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Pending
Application number
EP22213757.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Cusin
Gianni Di Domenico
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Omega SA
Original Assignee
Omega SA
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Publication date
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    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • G04B17/325—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring in a fixed position, e.g. using a block
    • G—PHYSICS
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    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/04—Adjusting the beat of the pendulum, balance, or the like, e.g. putting into beat
    • G04B18/06—Adjusting the beat of the pendulum, balance, or the like, e.g. putting into beat by setting the collet or the stud of a hairspring
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    • 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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/08—Component parts or constructional details

Definitions

  • the invention relates to a spiral spring for a watch resonator mechanism, the spiral spring being provided with means for adjusting the flexibility of said spiral spring.
  • the invention also relates to a watch resonator mechanism provided with such a spiral spring.
  • the sprung balance constitutes the time base of the watch. It is also called a resonator mechanism or regulating organ.
  • the balance spring must generally be adjustable to improve the accuracy of a watch.
  • we use means for adjusting the flexibility of the spiral spring such as a racket to modify the effective length of the spring.
  • its flexibility is modified to adjust the running precision of the watch.
  • the effect of a traditional snowshoe to adjust gait remains limited, and it is not always effective in making the adjustment sufficiently precise, of the order of a few seconds or a few tens of seconds per day.
  • adjustment means comprising one or more screws arranged in the rim of the balance wheel.
  • screws By acting on the screws, we modify the inertia of the balance, which has the effect of modifying its course.
  • the adjustment means comprising an elastic element arranged in series with a wound flexible ribbon.
  • the elastic element is subjected to a variable prestress to modify its flexibility, and thus to be able to adjust the operation of the regulating member.
  • the prestressing means By acting on the prestressing means, the force or torque applied to the elastic element is modified, which results in a modification of the flexibility of the assembly comprising the elastic element and the ribbon.
  • the elastic element placed in series with the ribbon provides additional flexibility to the ribbon, which combines with that of the ribbon.
  • This spiral spring is in particular designed as a single piece, and coming from the same material, for example silicon, to facilitate its production.
  • the elastic element needs to be connected to the plate via a fixed support to be able to produce the prestress on the elastic element.
  • the aim of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks cited above by proposing a spiral spring provided with effective and precise adjustment means, configured in particular to be able to be permanently assembled to the plate of a watch movement.
  • the invention relates to a spiral spring for a watch resonator mechanism, the spiral spring comprising a flexible ribbon wound on itself in several turns, the ribbon having a predefined flexibility, the spiral spring comprising means for adjusting its flexibility, the adjustment means comprising an elastic element arranged in series with the ribbon, the elastic element connecting one end of said ribbon to a fixed support, so as to add additional flexibility to the ribbon, elastic element preferably having a flexibility lower than that of the ribbon, the adjustment means comprising prestressing means to apply a variable force or torque on the element elastic without modifying the position of the end of the ribbon, so as to vary only the flexibility of the elastic element.
  • the invention is remarkable in that the elastic element and the ribbon are distinct and assembled together by assembly means.
  • the ribbon and the elastic element can be manufactured independently of each other, and connected by assembly means. It is therefore possible to choose different materials for the flexible ribbon and for the elastic element. For example, we can choose a more robust first material for the elastic element, in order to be able to use assembly means more resistant than glue.
  • assembly methods such as driving or screwing can be used to assemble the elastic element to a pin, without the risk of it deteriorating or breaking.
  • a less resistant material can be used for the ribbon of the spiral spring, such as silicon or silicon oxide, this material having other advantageous properties, in particular non-magnetic properties.
  • glue can be used to assemble the flexible ribbon to the elastic element, because the assembly junction between the ribbon and the elastic element is not subject to the prestressing means.
  • the elastic element is formed of a first material supporting assembly means generating stresses induced in the first material, such as driving or screwing.
  • the prestressing means are formed from the first material.
  • the first material is to be chosen from metals or metal alloys, such as nickel silver, Cube2, steel or nickel-based alloys (Ni, NiP, NiW). , or materials for LIGA type processes, such as Ni-based alloys, CuNiSn-based alloys, or a maraging type steel.
  • metals or metal alloys such as nickel silver, Cube2, steel or nickel-based alloys (Ni, NiP, NiW).
  • Ni, NiP, NiW nickel-based alloys
  • materials for LIGA type processes such as Ni-based alloys, CuNiSn-based alloys, or a maraging type steel.
  • the ribbon is formed of a second material different from the first material, for example comprising silicon or silicon oxide, preferably entirely.
  • the second material is of the Nivarox CT ® type or of the Nivachron ® type.
  • the ribbon and the elastic element are assembled by gluing as assembly means.
  • the elastic element is arranged at an external end of the ribbon.
  • the elastic element comprises a flexible guide provided with at least one flexible blade, preferably two uncrossed blades, and a rigid movable part to which the ribbon is connected.
  • the torque or the force is continuously adjustable by the prestressing means.
  • the prestressing means comprise a secondary flexible blade connected to the elastic element.
  • the prestressing means comprise a lever for adjusting the variable force or torque.
  • the elastic element is arranged in series in the extension of the ribbon.
  • the spiral spring extends substantially in a plane.
  • the adjustment means are actuable when the spiral spring is mounted on a plate of a watch movement.
  • the invention also relates to a rotary resonator mechanism, in particular for a watch movement, comprising an oscillating mass and such a spiral spring.
  • the elastic element is assembled with at least one eyebolt, for example by driving or screwing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a resonator mechanism or regulating member 1 arranged in a clock movement 10.
  • the clock movement 10 comprises a plate 21, an inertial mass, an elastic return element of the inertial mass configured to make it oscillate, and a balance bridge 22.
  • the regulating member 1 further comprises an annular balance 23 as inertial mass, a balance shaft 24 and a spiral spring 25 as elastic return element.
  • the plate 21 is provided with a housing 26 for receiving the regulating member 1, in which the balance 23, the spiral spring 25, the balance bridge 22 are superimposed from the bottom upwards.
  • the balance shaft 24 is centered in the housing 26 and passes through the center of the balance 22, the spiral spring 25 and the balance bridge 22.
  • the balance shaft 24 is held by two anti-shock bearings 28 arranged at both ends of the balance shaft 24 A first bearing is arranged at the bottom of the housing 26, and the second bearing 28 is arranged above the housing 26, and is held by the balance bridge 22, the balance bridge 22 passing through the top of the housing 26. the central axis of the housing 26.
  • the balance bridge 22 is provided with a through hole in which the second bearing 28 is held.
  • the spiral spring 25 preferably extends substantially in a plane.
  • the spiral spring 25 comprises a flexible ribbon 2 wound on itself in several turns, the ribbon 2 having a predefined flexibility.
  • the internal end 9 of the ribbon 2 is made from material or assembled to a support 3.
  • the support 3 has a substantially triangular shape, and is threaded around the shaft of the balance 23.
  • the spiral spring 25 further comprises means for adjusting its flexibility.
  • the adjustment means can be activated by a user when the regulating member is mounted on the plate of the clock movement.
  • the adjustment means comprise an elastic element 5 arranged in series with the ribbon 2, the elastic element 5 connecting one end 4, 9 of said ribbon 2 to a fixed support 17, and secured to one of the ends 4, 9 of the ribbon 2.
  • the elastic element 5 is integral with the external end 4 of the ribbon 2.
  • the internal end 9 of the ribbon 2 is assembled to a support 3 of an oscillating mass of the resonator.
  • the elastic element 5 is a different element from the ribbon 2.
  • the fixed support 17 is fixed relative to the plate 21.
  • the elastic element 5 adds additional flexibility to that of the ribbon 2.
  • the elastic element 5 preferably has a lower flexibility than that of the ribbon 2.
  • the elastic element 5 is here arranged in the extension of the ribbon 2.
  • the elastic element 5 of the spiral spring 25 comprises a flexible blade guide comprising at least one flexible blade.
  • the guidance here comprises two uncrossed flexible blades 11, 12 and a rigid part 18.
  • the flexible blades 11, 12 are joined, on the one hand laterally to a fixed support 17, and on the other hand to the rigid part 18 by approaching one from the other.
  • the flexible blades 11, 12 move away from the rigid part 18 to the fixed support 17.
  • the external end 4 of the ribbon 2 is joined to the rigid part 18.
  • the fixed support 17 is immobile relative to to movement 10.
  • the fixed support 17 has an L shape, a first branch 46 of the L serving as a connection with the flexible blades 11, 12, the second branch 47 of the L being oriented on the side opposite the guide with uncrossed blades to be able to be assembled with clockwork movement 10.
  • the means for adjusting the spiral spring 25 further comprise prestressing means 6 for applying a variable force or torque to the elastic element 5.
  • prestressing means 6 for applying a variable force or torque to the elastic element 5.
  • the prestressing means 6 comprise a secondary flexible blade 19, arranged on an opposite side of the rigid part 18 in the extension of the guide with uncrossed blades.
  • the secondary flexible blade 19 is arranged tangentially to the ribbon 2, at the external end 4.
  • the secondary flexible blade 19 is connected at the other end to a curved lever 14 partially bypassing the ribbon 2.
  • the lever 14 is connected, in addition to the secondary flexible blade 19, to a semi-rigid structure 27 linked to the fixed support 17.
  • the semi-rigid structure 27 is partially deformed when the lever 14 is actuated by force or torque.
  • the force or torque is exerted on the free end 32 of the lever 14.
  • the lever 14 of the preloading means 6 transmits the variable force or torque to the elastic element 5 via the secondary flexible blade 19 and the semi-rigid structure 27, so as to modify the flexibility of the spiral spring 25.
  • the elastic element 5 and the ribbon 2 are distinct, and are assembled to one another by assembly means.
  • the assembly means are, for example, glue.
  • the elastic element 5 is formed of a first material supporting assembly processes generating stresses induced in the first material, such as driving or screwing.
  • Driving is a process in which a first part is at least partly force-fitted into a housing of a second part, and is held by friction in the housing.
  • the housing squeezes the part of the first piece.
  • Screwdriving is a process in which two parts are held together using a screw, which partially passes through the first and second parts to hold them together.
  • the first material is preferably to be chosen from metals or metal alloys, such as nickel silver, Cube2, steel, nickel or nickel-based alloys, for example nickel phosphorus NiP or tungsten-nickel.
  • NiW, or materials for LIGA type processes such as alloys based on Ni, based on Co, based on CuNiSn, or a maraging type steel.
  • An example of a cobalt-based spring alloy is Phynox®
  • a maraging steel is Durnico®
  • a CuNiSn alloy is ToughMet® .
  • Such materials can withstand the stresses induced by assembly processes, such as driving or screwing.
  • the flexible ribbon 2 is formed of a second material different from the first material.
  • the ribbon 2 is in one piece, or even made of the same material.
  • the second material comprises mainly silicon or silicon oxide, preferably entirely.
  • the flexible ribbon 2 has the non-magnetic properties of silicon.
  • the second material is of the Nivarox CT ® type or of the Nivachron ® type, which are well known to those skilled in the art of watchmaking.
  • the prestressing means 6 are also formed from the first material.
  • the prestressing means 6 and the elastic element 5 are more resistant and can be assembled by processes such as driving or screwing.
  • the first eyebolt has a housing allowing the free end to be embedded therein.
  • the ribbon 2 and the elastic element 5 are assembled together at a junction 13 by gluing.
  • the external end 4 of the ribbon 2 is glued to the rigid part 18 of the flexible blade guide of the elastic element 5 at the junction 13.
  • the rigid part 18 comprises for example a housing in which the external end 4 of the ribbon 2, which is held in place by gluing.
  • the second material for example silicon or silicon oxide, being more fragile than the first material, the external end 4 cannot be embedded in the housing.
  • the bonding is sufficient, because it is not subject to the force or the torque produced by the prestressing means 6, which is exerted only on the elastic element 5.
  • the elastic element 5 and the ribbon 2 are manufactured with different processes depending on the two materials.
  • the elastic element 5 and/or the prestressing means 6 are produced, for example by a wire erosion process, by a laser machining process or a laser-water jet coupling, or even by a process of LIGA type lithography.
  • the ribbon 2 formed in the second material is for example produced by a deep reactive ion etching process of the DRIE type, in particular to obtain a silicon hairspring.
  • the process is preferably a deep reactive ion etching process of the DRIE type.
  • a first eyebolt 34 and a second eyebolt 35 are shown, which are for example arranged substantially symmetrically with respect to the balance shaft 24.
  • the first eyebolt 34 cooperates with the free end 15 of the lever 14, and the second eyebolt 35 cooperates with the second branch 47 of the fixed support 17.
  • the second eyebolt 35 comprises a housing in which the second branch 47 is inserted and held by force by friction or by embedding.
  • the second branch 47 is held in the second eyebolt 35 by means of a screw, not shown in the figures.
  • the two eyebolts 34, 35 are arranged on either side of the prestressing means 6 and the elastic element 5.
  • the two eyebolts 34, 35 are rigidly linked to the lever 14 and to the fixed support 17.
  • the first 34 and the second peg 35 are respectively integral with the lever 14 and the fixed support 17.
  • the assembly of the pegs and the spiral spring 25 is for example carried out by bonding, brazing, welding, by deformation of metallic glass, or by mechanical fixing.
  • the movement of the first eyebolt 34 relative to the second eyebolt 35 modifies the flexibility of the elastic element 5, because the movement exerts a more or less significant force or torque on the lever 14 of the prestressing means 6, so that the flexibility of the elastic element 5 varies, and thus the flexibility of the entire spiral spring 25.
  • An adjustment device makes it possible to move the first stud 34 relative to the second stud 35 to modify the torque or the force applied to the flexible element 5.

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Abstract

L'invention concerne un ressort-spiral, notamment pour un mécanisme résonateur d'horlogerie, le ressort-spiral (1) comprenant un ruban flexible (2) enroulé sur lui-même selon plusieurs spires, le ruban (2) ayant une flexibilité prédéfinie, le ressort-spiral (1) comportant des moyens d'ajustement de sa flexibilité, les moyens d'ajustement comportant un élément élastique (5) en contact direct avec le ruban (2), l'élément élastique (5) ayant de préférence une flexibilité inférieure à celle du ruban (2), les moyens d'ajustement comportant des moyens de précontrainte (6) pour appliquer une force ou un couple variable sur l'élément élastique (5), de manière à faire varier la flexibilité de l'élément élastique (5), l'élément élastique (5) et le ruban (2) étant distincts et assemblés l'un à l'autre par des moyens d'assemblage.L'invention concerne aussi un mécanisme résonateur d'horlogerie comprenant un tel ressort-spiral (1).

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention se rapporte à un ressort-spiral pour un mécanisme résonateur d'horlogerie, le ressort-spiral étant muni de moyens de réglage de la flexibilité dudit ressort-spiral. L'invention se rapporte également à un mécanisme résonateur d'horlogerie muni d'un tel ressort-spiral.
    • Arrière-plan technologique
  • La plupart des montres mécaniques actuelles sont munie d'un balancier-spiral et d'un mécanisme d'échappement à ancre suisse. Le balancier-spiral constitue la base de temps de la montre. On l'appelle aussi mécanisme résonateur ou organe réglant.
  • L'échappement, quant à lui, remplit deux fonctions principales:
    • entretenir les va-et-vient du résonateur ;
    • compter ces va-et-vient.
  • Pour constituer un résonateur mécanique, il faut un élément inertiel, un guidage et un élément de rappel élastique. Traditionnellement, un ressort spiral joue le rôle d'élément de rappel élastique pour l'élément inertiel que constitue un balancier. Ce balancier est guidé en rotation par des pivots qui tournent dans des paliers lisses en rubis.
  • Le ressort-spiral de balancier doit généralement pouvoir être réglé pour améliorer la précision d'une montre. A cette fin, on utilise des moyens de réglages de la flexibilité du ressort-spiral, telle une raquette pour modifier la longueur effective du ressort. Ainsi, on modifie sa flexibilité pour ajuster la précision de marche de la montre. Toutefois, l'effet d'une raquette traditionnelle pour ajuster la marche reste limitée, et elle n'est pas toujours efficace pour rendre le réglage suffisamment précis, de l'ordre de quelques secondes ou quelques dizaines de secondes par jour.
  • Pour un ajustement de la marche plus fin, il existe des moyens de réglage comprenant une ou plusieurs vis agencées dans la serge du balancier. En agissant sur les vis, on modifie l'inertie du balancier, qui a comme effet de modifier sa marche.
  • Cependant, ce mode de réglage n'est pas facile à effectuer, et ne permet quand même pas d'obtenir une finesse du réglage suffisante de la marche de l'oscillateur.
  • Pour améliorer la finesse de réglage, il a été proposé dans une précédente demande ( EP22177059.7 ), d'ajouter des moyens d'ajustement de la flexibilité d'un ressort-spiral, les moyens d'ajustement comprenant un élément élastique agencé en série d'un ruban flexible enroulé. L'élément élastique est soumis à une précontrainte variable pour modifier sa flexibilité, et ainsi pour pourvoir ajuster la marche de l'organe réglant.
  • En agissant sur les moyens de précontrainte, on modifie la force ou le couple appliqué sur l'élément élastique, ce qui entraîne une modification de la flexibilité de l'ensemble comprenant l'élément élastique et le ruban. En effet, l'élément élastique mis en série avec le ruban apporte une flexibilité supplémentaire au ruban, qui se combine à celle du ruban. Ainsi, lorsque les moyens de précontrainte appliquent une force ou un couple variable sur l'élément élastique, ils modifient la flexibilité de l'élément élastique et donc de l'ensemble comprenant le ruban sans modifier la flexibilité du ruban, dont l'extrémité garde la même position, quel que soit la force ou le couple variable appliqué sur l'élément élastique.
  • Ce ressort-spiral est notamment prévu monobloc, et venant d'une même matière, par exemple du silicium, pour faciliter sa production.
  • Pour l'assemblage du ressort-spiral monobloc dans le mouvement, il est généralement prévu de coller certaines parties du ressort spiral à la platine ou un pont de platine, notamment sur un ou plusieurs pitons. En particulier, l'élément élastique nécessite d'être relié à la platine par l'intermédiaire d'un support fixe pour pourvoir produire la précontrainte sur l'élément élastique.
  • Cependant, à long terme, une telle précontrainte risque d'engendrer une déformation de la colle reliant le support fixe au piton, qui peut aboutir à un défaut de réglage des moyens d'ajustement, voire à une désolidarisation du support fixe au piton.
  • Les autres méthodes d'assemblage, par exemple le chassage ou le vissage, ne peuvent être utilisées avec certains matériaux, tel le silicium, qui est un matériau plus fragile, et donc cassant. En effet, les contraintes induites dans le matériau par le chassage ou le vissage fragilisent, voire cassent directement l'élément élastique avec un tel matériau.
    • Résumé de l'invention
  • Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients cités précédemment en proposant un ressort spiral muni de moyens de réglages efficaces et précis, configurés en particulier pour pouvoir être assemblés durablement à la platine d'un mouvement d'horlogerie.
  • A cet effet, l'invention se rapporte à un ressort-spiral pour un mécanisme résonateur d'horlogerie, le ressort-spiral comprenant un ruban flexible enroulé sur lui-même selon plusieurs spires, le ruban ayant une flexibilité prédéfinie, le ressort-spiral comportant des moyens d'ajustement de sa flexibilité, les moyens d'ajustement comportant un élément élastique agencé en série du ruban, l'élément élastique reliant une extrémité dudit ruban à un support fixe, de manière à ajouter une flexibilité supplémentaire au ruban, l'élément élastique ayant de préférence une flexibilité inférieure à celle du ruban, les moyens d'ajustement comportant des moyens de précontrainte pour appliquer une force ou un couple variable sur l'élément élastique sans modifier la position de l'extrémité du ruban, de manière à faire varier uniquement la flexibilité de l'élément élastique.
  • L'invention est remarquable en ce que l'élément élastique et le ruban sont distincts et assemblés l'un à l'autre par des moyens d'assem blage.
  • Grâce à l'invention, on peut fabriquer le ruban et l'élément élastique indépendamment l'un de l'autre, et les relier par des moyens d'assemblage. Il est donc possible de choisir des matériaux différents pour le ruban flexible et pour l'élément élastique. Par exemple, on peut choisir un premier matériau plus robuste pour l'élément élastique, afin de pouvoir utiliser des moyens d'assemblage plus résistants que la colle.
  • Ainsi, on peut utiliser des méthodes d'assemblage tels que le chassage ou de vissage pour assembler l'élément élastique à un piton, sans qu'il risque de se détériorer ou se casser. De plus, on évite d'utiliser de la colle qui produit un assemblage moins durable.
  • A contrario, on peut utiliser un matériau moins résistant pour le ruban du ressort-spiral, tel que du silicium ou de l'oxyde de silicium, ce matériau présentant d'autres propriétés avantageuses, notamment des propriétés amagnétiques.
  • Dans ce cas, on peut utiliser de la colle pour assembler le ruban flexible à l'élément élastique, car la jonction d'assemblage entre le ruban et l'élément élastique n'est pas soumise aux moyens de précontrainte.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément élastique est formé d'un premier matériau supportant des moyens d'assemblage engendrant des contraintes induites dans le premier matériau, tels que le chassage ou le vissage.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, les moyens de précontrainte sont formés du premier matériau.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le premier matériau est à choisir parmi des métaux ou des alliages de métaux, tels le maillechort, le Cube2, l'acier ou des alliages à base de nickel (Ni, NiP, NiW), ou des matériaux pour des procédés de type LIGA, tels que des alliages à base de Ni, à base de CuNiSn, ou un acier de type maraging.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le ruban est formé d'un deuxième matériau différent du premier matériau, par exemple comportant du silicium ou de l'oxyde de silicium, de préférence en totalité.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le deuxième matériau est de type Nivarox CT® ou de type Nivachron®.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le ruban et l'élément élastique sont assemblés par collage comme moyens d'assemblage.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément élastique est agencé à une extrémité externe du ruban.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément élastique comprend un guidage flexible muni d'au moins une lame flexible, de préférence deux lames décroisées, et d'une partie rigide mobile sur laquelle est raccordé le ruban.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le couple ou la force est ajustable de manière continue par les moyens de précontrainte.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, les moyens de précontrainte comprennent une lame flexible secondaire reliée à l'élément élastique.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, les moyens de précontrainte comprennent un levier pour ajuster la force ou le couple variable.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément élastique est agencé en série dans le prolongement du ruban.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le ressort-spiral s'étend sensiblement dans un plan.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, les moyens d'ajustement sont actionnables lorsque le ressort-spiral est monté sur une platine d'un mouvement d'horlogerie.
  • L'invention se rapporte également à un mécanisme résonateur rotatif, notamment pour un mouvement horloger, comportant une masse oscillante et un tel ressort-spiral.
  • Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, l'élément élastique est assemblé à au moins un piton, par exemple par chassage ou vissage.
    • Brève description des figures
  • Les buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de plusieurs formes de réalisation données uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une partie d'un organe réglant comprenant un ressort-spiral selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe réglant étant agencé dans un mouvement d'horlogerie, et
    • la figure 2 représente schématiquement une vue de dessus du ressort-spiral de l'organe réglant.de la figure 1.
    Description détaillée de l'invention
  • La figures 1 montre une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un mécanisme résonateur ou organe réglant 1 agencé dans un mouvement d'horlogerie 10. Le mouvement d'horlogerie 10 comprend une platine 21, une masse inertielle, un élément de rappel élastique de la masse inertielle configuré pour la faire osciller, et un pont de balancier 22.
  • L'organe réglant 1 comprend en outre un balancier 23 annulaire comme masse inertielle, un arbre de balancier 24 et un ressort-spiral 25 comme élément de rappel élastique.
  • La platine 21 est pourvue d'un logement 26 pour recevoir l'organe réglant 1, dans lequel sont superposés du fond vers le haut, le balancier 23, le ressort-spiral 25, le pont de balancier 22. L'arbre de balancier 24 est centré dans le logement 26 et traverse le centre du balancier 22, du ressort-spiral 25 et du pont de balancier 22. L'arbre de balancier 24 est maintenu par deux paliers antichocs 28 agencés aux deux extrémités de l'arbre de balancier 24. Un premier palier est agencé au fond du logement 26, et le second palier 28 est agencé au-dessus du logement 26, et est maintenu par le pont de balancier 22, le pont de balancier 22 traversant le haut du logement 26 en passant par l'axe central du logement 26. Le pont de balancier 22 est doté d'un trou traversant dans lequel le deuxième palier 28 est maintenu.
  • Représenté sur les figures 1 et 2, le ressort-spiral 25 s'étend de préférence sensiblement dans un plan. Le ressort-spiral 25 comprend un ruban flexible 2 enroulé sur lui-même selon plusieurs spires, le ruban 2 ayant une flexibilité prédéfinie. L'extrémité interne 9 du ruban 2 est venue de matière ou assemblée à un support 3. Le support 3 a une forme sensiblement triangulaire, et est enfilé autour de l'arbre du balancier 23.
  • Le ressort-spiral 25 comporte en outre des moyens d'ajustement de sa flexibilité. Par exemple, les moyens d'ajustement sont notamment actionnables par un utilisateur lorsque l'organe réglant est monté sur la platine du mouvement d'horlogerie.
  • Les moyens d'ajustement comportent un élément élastique 5 agencé en série du ruban 2, l'élément élastique 5 reliant une extrémité 4, 9 dudit ruban 2 à un support fixe 17, et solidaire d'une des extrémités 4, 9 du ruban 2. L'élément élastique 5 est solidaire de l'extrémité externe 4 du ruban 2. L'extrémité interne 9 du ruban 2 est assemblée à un support 3 d'une masse oscillante du résonateur. L'élément élastique 5 est un élément différent du ruban 2. Le support fixe 17 est fixe par rapport à la platine 21.
  • L'élément élastique 5 ajoute une flexibilité supplémentaire à celle du ruban 2. L'élément élastique 5 a de préférence une flexibilité inférieure à celle du ruban 2. L'élément élastique 5 est ici agencé dans le prolongement du ruban 2.
  • L'élément élastique 5 du ressort-spiral 25 comprend un guidage à lames flexibles comprenant au moins une lame flexible. Le guidage comprend ici deux lames flexibles décroisées 11, 12 et une partie rigide 18. Les lames flexibles 11, 12 sont jointes, d'une part latéralement à un support fixe 17, et d'autre part à la partie rigide 18 en se rapprochant l'une de l'autre. Ainsi, de préférence, les lames flexibles 11, 12 s'éloignent depuis la partie rigide 18 jusqu'au support fixe 17. L'extrémité externe 4 du ruban 2 est jointe à la partie rigide 18. Le support fixe 17 est immobile par rapport au mouvement 10. Le support fixe 17 a une forme de L, une première branche 46 du L servant de liaison avec les lames flexibles 11, 12, la deuxième branche 47 du L étant orientée du côté opposé au guidage à lames décroisées pour pouvoir être assemblée au mouvement d'horlogerie 10.
  • Les moyens d'ajustement du ressort-spiral 25 comportent en outre des moyens de précontrainte 6 pour appliquer une force ou un couple variable sur l'élément élastique 5. Ainsi, on peut ajuster la flexibilité du ressort-spiral. Le couple ou la force est ajustable de manière continue par les moyens de précontrainte 6. Autrement dit, le couple ou la force n'est pas restreinte à des valeurs ponctuelles. Ainsi, on peut ajuster la flexibilité de l'élément élastique 5 avec une grande précision.
  • Les moyens de précontrainte 6 comportent une lame flexible secondaire 19, agencée sur un côté opposé de la partie rigide 18 dans le prolongement du guidage à lames décroisées. La lame flexible secondaire 19 est disposée tangentiellement au ruban 2, à l'extrémité externe 4.
  • La lame flexible secondaire 19 est reliée par l'autre extrémité à un levier courbe 14 contournant en partie le ruban 2. Le levier 14 est relié, en plus de la lame flexible secondaire 19, à une structure semi-rigide 27 liée au support fixe 17. La structure semi-rigide 27 se déforme en partie lorsque le levier 14 est actionné par la force ou le couple.
  • La force ou le couple est exercé sur l'extrémité libre 32 du levier 14. Ainsi, le levier 14 des moyens de précontrainte 6 transmet la force ou le couple variable à l'élément élastique 5 par l'intermédiaire de la lame flexible secondaire 19 et de la structure semi-rigide 27, de manière à modifier la flexibilité du ressort-spiral 25.
  • Selon l'invention, l'élément élastique 5 et le ruban 2 sont distincts, et sont assemblés l'un à l'autre par des moyens d'assemblage. Les moyens d'assemblage sont par exemple de la colle.
  • De préférence, l'élément élastique 5 est formé d'un premier matériau supportant des procédés d'assemblage engendrant des contraintes induites dans le premier matériau, tels que le chassage ou le vissage.
  • Le chassage est un procédé dans lequel une première pièce est au moins en partie emboîtée à force dans un logement d'une deuxième pièce, et est maintenue par friction dans le logement. Autrement dit, le logement serre la partie de la première pièce.
  • Le vissage est un procédé dans lequel deux pièces sont maintenues assemblées grâce à une vis, qui traverse en partie la première et la deuxième pièce pour les maintenir ensemble.
  • Le premier matériau est de préférence à choisir parmi des métaux ou des alliages de métaux, tels le maillechort, le Cube2, l'acier, le nickel ou des alliages à base de nickel, par exemple le phosphore de nickel NiP ou le tungstène-nickel NiW, ou des matériaux pour des procédés de type LIGA, tels que des alliages à base de Ni, à base de Co, à base de CuNiSn, ou un acier de type maraging. Un exemple d'alliage ressort à base de cobalt est le phynox®, un acier maraging est le Durnico®, et un alliage de CuNiSn est le ToughMet®.
  • De tels matériaux peuvent supporter les contraintes induites par des procédés d'assemblage, tels que le chassage ou le vissage.
  • De préférence, le ruban flexible 2 est formé d'un deuxième matériau différent du premier matériau.
  • De préférence, le ruban 2 est monobloc, voire formé d'une même matière. Par exemple, le deuxième matériau comporte majoritairement du silicium ou de l'oxyde de silicium, de préférence en totalité. Ainsi, le ruban flexible 2 a les propriétés amagnétiques du silicium. Alternativement, le deuxième matériau est de type Nivarox CT® ou de type Nivachron®, qui sont bien connus de l'homme du métier dans l'horlogerie.
  • Dans un exemple particulier, les moyens de précontrainte 6 sont également formés du premier matériau. Ainsi, les moyens de précontrainte 6 et l'élément élastique 5 sont plus résistants et peuvent être assemblés par des procédés tels que le chassage ou le vissage.
  • Ces moyens d'assemblage supportent mieux la force ou le couple produit par les moyens de précontrainte 6.
  • Il en est de même avec l'extrémité libre 15 du levier 14, qui coopère avec le premier piton 34. Le premier piton comporte un logement permettant d'y enchâsser l'extrémité libre.
  • Le ruban 2 et l'élément élastique 5 sont assemblés l'un à l'autre à une jonction 13 par collage. L'extrémité externe 4 du ruban 2 est collée à la partie rigide 18 du guidage à lames flexibles de l'élément élastique 5 à la jonction 13. La partie rigide 18 comporte par exemple un logement dans lequel est insérée l'extrémité externe 4 du ruban 2, qui est maintenue grâce au collage.
  • Le deuxième matériau, par exemple le silicium ou l'oxyde de silicium, étant plus fragile que le premier matériau, l'extrémité externe 4 ne peut être enchâssée dans le logement.
  • Dans cette situation, le collage est suffisant, car il n'est pas soumis à la force ou au couple produit par les moyens de précontrainte 6, qui s'exerce uniquement sur l'élément élastique 5.
  • L'élément élastique 5 et le ruban 2 sont fabriqués avec des procédés différents selon les deux matériaux.
  • L'élément élastique 5 et/ou les moyens de précontrainte 6 sont produits, par exemple par un procédé d'érosion à fil, par un procédé d'usinage laser ou un couplage laser-jet d'eau, ou encore par un procédé de lithographie de type LIGA.
  • Le ruban 2 formé dans le deuxième matériau est par exemple produit par un procédé de gravure ionique réactive profonde de type DRIE, notamment pour obtenir un spiral en silicium.
  • Dans la variante du ressort-spiral en un matériau identique, par exemple en silicium, le procédé est de préférence un procédé de gravure ionique réactive profonde de type DRIE.
  • Pour pouvoir modifier la force ou le couple variable sur le ressort-spiral 25, en particulier sur l'élément élastique 5 on a représenté un premier piton 34 et un deuxième piton 35, qui sont par exemple agencés de manière sensiblement symétrique par rapport à l'arbre du balancier 24.
  • Le premier piton 34 coopère avec l'extrémité libre 15 du levier 14, et le deuxième piton 35 coopère avec la deuxième branche 47 du support fixe 17.
  • Le deuxième piton 35 comporte un logement dans lequel la deuxième branche 47 est insérée et maintenue à force par friction ou par enchâssement.
  • Alternativement, la deuxième branche 47 est maintenue dans le deuxième piton 35 au moyen d'une vis, non représentée sur les figures.
  • Les deux pitons 34, 35 sont agencés de part et d'autre des moyens de précontrainte 6 et de l'élément élastique 5. En outre, les deux pitons 34, 35 sont rigidement liés au levier 14 et au support fixe 17. Autrement dit, le premier 34 et le deuxième piton 35 sont respectivement solidaires du levier 14 et du support fixe 17. L'assemblage des pitons et du ressort spiral 25 est par exemple opéré par collage, brasage, soudage, par déformation de verre métallique, ou par une fixation mécanique.
  • Le déplacement du premier piton 34 par rapport au deuxième piton 35 modifie la flexibilité de l'élément élastique 5, car le déplacement exerce une force ou couple plus ou moins important sur le levier 14 des moyens de précontrainte 6, de sorte que la flexibilité de l'élément élastique 5 varie, et ainsi la flexibilité du ressort-spiral 25 entier.
  • Un dispositif de réglage, non représenté sur les figures, et qui ne fait pas partie de l'invention, permet de déplacer le premier piton 34 par rapport au deuxième piton 35 pour modifier le couple ou la force appliquée sur l'élément flexible 5.
  • Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

  1. Ressort-spiral, notamment pour mécanisme résonateur d'horlogerie, le ressort-spiral (25) comprenant un ruban (2) flexible enroulé sur lui-même selon plusieurs spires, le ruban (2) ayant une flexibilité prédéfinie, le ressort-spiral (25) comportant des moyens d'ajustement de sa flexibilité, les moyens d'ajustement comportant un élément élastique (5) agencé en série du ruban (2), l'élément élastique (5) reliant une extrémité (4, 9) dudit ruban (2) à un support fixe (17), de manière à ajouter une flexibilité supplémentaire au ruban (2), l'élément élastique (5) ayant de préférence une flexibilité inférieure à celle du ruban (2), les moyens d'ajustement comportant des moyens de précontrainte (6) pour appliquer une force ou un couple variable sur l'élément élastique (5) sans modifier la position de l'extrémité (4, 9) du ruban (2), de manière à faire varier uniquement la flexibilité de l'élément élastique (5), caractérisé en ce que l'élément élastique (5) et le ruban (2) sont distincts et assemblés l'un à l'autre par des moyens d'assemblage.
  2. Ressort-spiral selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément élastique (5) est formé d'un premier matériau supportant des procédés d'assemblage engendrant des contraintes induites dans le premier matériau, tels que le chassage ou le vissage.
  3. Ressort-spiral selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte (6) sont formés du premier matériau.
  4. Ressort-spiral selon Ila revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier matériau est à choisir parmi des métaux ou des alliages de métaux, tels le maillechort, le Cube2, l'acier ou des alliages à base de nickel (Ni, NiP, NiW), ou des matériaux pour des procédés de type LIGA, tels que des alliages à base de Ni, à base de Co, à base de CuNiSn, ou un acier de type maraging.
  5. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le ruban (2) est formé d'un deuxième matériau différent du premier matériau, par exemple comportant du silicium ou de l'oxyde de silicium, de préférence en totalité.
  6. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban (2) et l'élément élastique (5) sont assemblés par collage comme moyens d'assemblage.
  7. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (5) est agencé à une extrémité externe (4) du ruban (2).
  8. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (5) comprend un guidage flexible muni d'au moins une lame flexible, de préférence deux lames décroisées (11, 12), et d'une partie rigide mobile (18) sur laquelle est raccordé le ruban (2).
  9. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couple ou la force est ajustable de manière continue par les moyens de précontrainte (6).
  10. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte (6) comprennent une lame flexible secondaire (19) reliée à l'élément élastique (5).
  11. Ressort-spiral selon l'une, quelconque, des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de précontrainte (6) comprennent un levier (81, 89, 106, 124) pour ajuster la force ou le couple variable.
  12. Mécanisme résonateur rotatif (1), notamment pour un mouvement horloger, comportant une masse oscillante, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort-spiral (25) selon l'une, quelconque, des revendications précédentes.
  13. Mouvement horloger, comportant une platine et un mécanisme résonateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément élastique (5) est assemblé à au moins un piton (35), par exemple par chassage ou vissage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2781969A1 (fr) * 2013-03-19 2014-09-24 Nivarox-FAR S.A. Composant monobloc indémontable d'horlogerie
EP4009115A1 (fr) * 2020-12-02 2022-06-08 Omega SA Ressort-spiral pour mécanisme résonateur d horlogerie muni de moyens d'ajustement de la rigidité

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