WO2024074517A1 - Axe horloger - Google Patents

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WO2024074517A1
WO2024074517A1 PCT/EP2023/077365 EP2023077365W WO2024074517A1 WO 2024074517 A1 WO2024074517 A1 WO 2024074517A1 EP 2023077365 W EP2023077365 W EP 2023077365W WO 2024074517 A1 WO2024074517 A1 WO 2024074517A1
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WO
WIPO (PCT)
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axis
watch
driving
assembly
pivot
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/077365
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Moille
Blaise FRACHEBOUD
Original Assignee
Rolex 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 Rolex Sa filed Critical Rolex Sa
Publication of WO2024074517A1 publication Critical patent/WO2024074517A1/fr

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • 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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G04B31/06—Manufacture or mounting processes
    • 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
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/002—Component shock protection arrangements

Definitions

  • the invention relates to a watch axis.
  • the invention also relates to an element intended to be attached to a watch axis.
  • the invention also relates to an assembly comprising such an axis and/or such an element.
  • the invention also relates to an assembly comprising such an axis or such an element or such an assembly.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an axis or such an element or such an assembly or such an assembly.
  • the invention finally relates to a timepiece comprising such an axis or such an element or such an assembly or such an assembly or such a watch movement.
  • Document CH702314 describes a specific pivot geometry, with a conical pivot which cooperates with a counter-pivot stone surface in the shape of an inverted pyramid.
  • Document CH704770 describes different geometries of the end of a pivot which cooperates with a counter-pivot stone. In the vertical position of the movement, a portion of the cylindrical surface of the pivot is in contact with the internal surface of the bearing. In the horizontal position of the movement, the end of the pivot rests against the counter-pivot stone.
  • Document CH704770 is particularly interested in the geometry of the end, proposing to misalign the point of support of the watch axis on the counter-pivot stone from the pivot axis.
  • Document EP3258325 reveals a ceramic balance shaft.
  • the tigeron and the pivot may be confused or not be demarcated by a clear border like a range.
  • the tigeron and the pivot can for example be separated by a frustoconical surface or a surface with a curved generatrix.
  • the axis includes a standard geometry at its middle part, with receiving portions for a plate (cylindrical portion), a balance wheel with a receiving plate forming a stop and a cylindrical portion and a ferrule not shown.
  • the NIHS-34-01 standard describes standard balance axle geometries.
  • the axis has several portions, in particular cylindrical portions, bearings perpendicular to the axis of symmetry forming stops, and frustoconical portions. These frustoconical portions are, however, not bearing or stopping surfaces, but entry chamfer surfaces to facilitate the assembly of the components attached to the axis and/or machining.
  • the plate and the balance are driven into support on the flat or substantially flat surfaces of the plate.
  • the pivots are described as being of cylindrical shape of diameter p, which are extended by a cone or by a surface of revolution evolving in an arc of a circle of radius r. A.
  • Document CH327357 describes an axis geometry designed to facilitate the disassembly of the different elements.
  • the axis includes a cylindrical receiving portion, with optionally a low-angle conical portion and/or a shoulder.
  • the different elements are driven with corresponding bores on the cylindrical portions.
  • Document CH715867 describes an axis geometry comprising several straight frustoconical sections. These parts are intended to facilitate the driving of the various elements attached to the axis (spring ferrule, balance wheel, plate) and/or the machining of the axis, but do not constitute support or stopping surfaces for the items reported. On the contrary, the ferrule and the plate rest on flat surfaces forming shoulders, i.e. forming flat bearings perpendicular to the axis of revolution of the axis.
  • Document FR2268291 describes a balance axis geometry optimized for making the axis from drawn wires, without a surface for holding or supporting or stopping the balance or the plate.
  • the illustrated professional dictionary of watchmaking indicates that a type of pivot is incorrectly described as “conical”. It should instead be called a no-reach pivot. It is formed by a cylindrical part connected by a fillet to the tigeron. It is part of a watch axis pressing its end against the face of a counter-pivot stone. The range being eliminated, the friction is reduced.
  • the aim of the invention is to provide a watch axis remedying the problems mentioned above and making it possible to improve the watch axes known from the prior art.
  • the invention proposes a watch axis whose mechanical resistance is improved.
  • Watchmaking axis in particular axis for balance wheel 2 or axis for escape wheel or axis for anchor, comprising:
  • Watch axis 1 having a surface of revolution around the first axis of rotation A1, whose generator G, in a plane P passing through the first axis of rotation A1, is curved, this surface of revolution extending at least at the level of the pivot, the pivot being defined as the zone of the watch axis 1 intended to come into contact with a pivot bearing 50, in particular with a pivot stone 50.
  • Watch axis 1 according to proposition 1, characterized:
  • the generator G comprises at all points a radius of curvature less than 2 mm, in particular less than 1.8 mm, and/or
  • Watch axis 1 according to one of propositions 1 and 2, characterized in that the generator G presents, at the level of the pivot, a first portion 121 viewed convexly from the first axis of rotation A1.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 1 to 2, characterized in that the generator G presents, at the level of the pivot, a first portion 121 seen concave from the first axis of rotation A1.
  • Watch axis 1 according to proposition 3 or 4 characterized in that the first portion 121 is a portion of a circle having a first radius of curvature R1.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 3 to 6, characterized in that the generator G presents a second portion 122 seen convexly from the first axis of rotation A1, the first and second portions being connected continuously, in particular in a manner continuous in tangency and/or continuously in curvature.
  • Watch axis 1 according to proposition 7 characterized in that the second portion 122 is a portion of a circle having a second radius of curvature R2.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 1 to 8 characterized in that the generator G consists of a spline curve, or portions of spline curves connected continuously, in particular continuously in tangency and/or of continuously in curvature.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 1 to 9, characterized in that the watch axis has several surfaces of revolution and in that the surfaces of revolution of the watch axis 1 around the first axis of rotation A1 each have a generator which, in a plane P passing through the first axis of rotation A1, has a radius of curvature greater than 40 pm or 50 pm at any point of the generator.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 1 to 10 characterized in that the watch axis 1 is made of: - a technical ceramic, in particular zirconia or alumina, or
  • a glass in particular a metallic glass, or
  • Assembly 150 in particular assembled balance 150, comprising a watch axis 1 according to one of proposals 1 to 11.
  • Set 100 including:
  • pivot bearing 50 in particular a pivot stone 50.
  • Assembly 100 characterized in that the pivot bearing 50 includes a pivot stone 50 comprising a hole 51 along a second axis of rotation A2 for the pivoting of the watch axis 1, the hole comprising:
  • Assembly 100 characterized in that the second clearance zone 53 comprises a maximum diameter greater than twice or greater than four times or greater than six times the minimum diameter of the first pivoting zone 52.
  • Watch movement 200 comprising a watch axis 1 according to one of propositions 1 to 1 1 and/or an assembly according to proposition 12 and/or an assembly according to one of propositions 13 to 15.
  • Timepiece 300 in particular a wristwatch, comprising a watch movement 200 according to proposition 16 and/or a watch axis 1 according to one of propositions 1 to 1 1 and/or an assembly according to proposition 12 and/ or a set according to one of propositions 13 to 15.
  • Watch axis 1 comprising a first portion 24 for driving out an element 2; 3; 4 along a driving axis A1, the watch axis 1 having a geometry: having a first frustoconical stop portion 21 arranged to stop an element 2; 3; 4 during its driving on the watch axis 1, the first stopping portion 21 having a half-angle at the top of between 30° and 60°, and such that the distance L measured along the driving axis A1 and separating the first driving portion 24 of the first stopping portion 21 is worth at least 0.05 mm, or even at least 0.1 mm.
  • Watch axis 1 according to proposition 18, characterized in that the watch axis is an axis for balance wheel 2.
  • Watch axis 1 according to one of propositions 18 and 19, characterized in that the first driving portion 24 and the first portion 21 of stop are separated by a separation portion 25 having a diameter less than that of the first driving portion 24.
  • Watch axis 1 according to proposition 20 characterized in that the first driving portion 24 and the separation portion 25 are connected by one or more fillets and/or in that the first stop portion 21 and the separation portion 25 are connected by one or more fillets.
  • Watchmaking axis 1 according to one of proposals 18 to 21, characterized in that the axis is made of:
  • a glass in particular a metallic glass, or
  • Watch axis 1 according to one of propositions 18 to 22, characterized in that the watch axis 1 has a geometry of revolution around the driving axis A1.
  • Watch movement 200 including:
  • Timepiece 300 in particular wristwatch, comprising:
  • Assembly 150 in particular assembled balance 150, comprising:
  • Assembly 150 according to proposition 32 characterized in that the first stop portion 21 is frustoconical and has for example a half-angle at the top of between 30° and 60° and/or in that the distance L measured according to driving axis A1 and separating the first driving portion 24 from the first stopping portion 21 is at least 0.05 mm, or even at least 0.1 mm.
  • Assembly 150 according to proposition 32 or 33 characterized in that the watch axis is an axis for balance 2.
  • Assembly 150 according to one of propositions 32 to 34 characterized in that the first driving portion 24 and the portion of separation 25 are connected by one or more fillets and/or in that the first stop portion 21 and the separation portion 25 are connected by one or more fillets.
  • Assembly 150 according to one of proposals 32 to 35 characterized in that the watch axis 1 is made of:
  • a glass in particular a metallic glass, or
  • Assembly 150 according to one of propositions 32 to 36, characterized in that the watch axis 1 has a geometry of revolution around the driving axis A1.
  • Assembly 150 according to one of propositions 32 to 39, characterized in that the second stop portion is frustoconical and has a half-angle at the top of between 30° and 60° and/or in that the distance L measured according to the driving axis A1 between the second driving portion 34 and the second stopping portion 31 is worth at least 0.05 mm, or even at least 0.1 mm.
  • Assembly 150 according to one of propositions 32 to 40 characterized in that element 2; 3; 4 is a balance wheel 2 or a plate or a double plate 3 or a ferrule 4.
  • Watch movement 200 comprising an assembly according to one of propositions 32 to 41. 43.
  • Timepiece 300 in particular wristwatch, comprising:
  • Figure 1 is a schematic view of a first embodiment of a timepiece according to the invention.
  • Figure 2 is a partial detailed sectional view of the first embodiment at the level of a pivot.
  • Figure 3 is a detailed partial sectional view of the first embodiment at the level of the assembly of a double-plateau on a watch axis.
  • Figure 4 is a partial detailed sectional view of a second embodiment of a timepiece according to the invention at the level of the assembly of a double-plate on a watch axis.
  • a first embodiment of a timepiece 300 is described below in detail with reference to Figures 1 to 3.
  • the timepiece 300 is for example a watch, in particular a wristwatch.
  • the 300 timepiece includes a movement watchmaker 200 intended to be mounted in a case or a timepiece box in order to protect it from the external environment.
  • the watch movement 200 can be a mechanical movement, in particular an automatic movement, or even a hybrid movement.
  • the movement may be an electronic movement.
  • the watch movement 200 comprises an assembly 150 including:
  • the watch movement 200 includes a set 100 including:
  • pivot bearing 50 in particular a pivot stone 50.
  • the pivot bearing 50 may comprise the pivot stone 50 and a counter-pivot stone 59. These pivot stones 50 and counter-pivot 59 may form part of a shock absorber system.
  • the pivot stone 50 comprises a hole 51 along a second axis of rotation A2 for pivoting the watch axis 1.
  • Hole 51 advantageously includes:
  • a second clearance zone 53 extending from a first face 54 of the bearing, in particular of the pivot stone 50, to the first pivot zone 52, the face 54 being perpendicular or substantially perpendicular to the second axis of rotation A2 and intended to be oriented towards the side of a body 15 of the watch axis 1, the first pivoting zone 52 and the second clearance zone 53 connecting to each other by a rounded connection 55.
  • the first pivoting zone 52 is configured so as to have a minimum diameter distant from the two ends of the hole, in particular from the face 54 and from another face of the stone 50 opposite the face 54.
  • the support zone of the watch axis 1 on the pivot stone 50 is not located on an edge of the hole 51.
  • the counter-pivot stone 59 comprises a flat contact surface intended to cooperate with the end 13 of the watch axis 1.
  • the second clearance zone 53 comprises a maximum diameter greater than twice or greater than four times or greater than six times the minimum diameter of the first pivoting zone 52.
  • the assembly can be:
  • an assembled anchor mobile comprising an anchor mobile axis.
  • the element(s) can be:
  • a tray 3 in particular a double tray, and/or
  • ferrule 4 in particular a ferrule for a spiral spring.
  • the watch axis 1 preferably comprises:
  • the watch axis 1 having a surface of revolution around the first axis of rotation A1, the generatrix of which G, in a plane P passing through the first axis of rotation A1, is curved.
  • This surface of revolution extends at least at the level of the pivot, the pivot being defined as the zone of the watch axis 1 intended to come into contact with a pivot stone 50.
  • the watch axis 1 comprises a first portion 24 for driving out an element 2; 3; 4 along a driving axis A1, the watch axis 1 having a geometry: having a first frustoconical stop portion 21 arranged to stop an element 2; 3; 4 when it is driven onto the watch axis 1, the first stop portion 21 having a half-angle at the top (summit of the cone extending the frustoconical surface) of between 30° and 60°, and such that the distance L measured along the driving axis A1 between the first driving portion 24 and the first stopping portion 21, that is to say separating the first driving portion 24 of the first stopping portion 21, is worth at least 0.05 mm, or even at least 0.1 mm.
  • the first axis of rotation A1 and the driving axis A1 coincide.
  • the two axes have been shown combined and bearing the same reference A1.
  • the first axis of rotation A1 and the second axis of rotation A2 also coincide.
  • the axis 1 comprises, at each of its ends, a pivot 12. More preferably, each pivot 12 is connected to the body 15 via a tigeron 14.
  • axis 1 carries constituent elements of the sprung balance, such as:
  • the plate is said to be double when it includes, in addition to the plate carrying the pin, an additional stage, of generally smaller diameter, provided with a cutout which interacts with a dart of the anchor to form an anti-overturning system which prevents inopportune unlocking of the exhaust.
  • each end 13 of the watch axis 1, in particular intended to come into contact against a counter-pivot stone 59, is not part of a pivot 12.
  • a counter-pivot stone 59 is intended to delimit the longitudinal movement of the watch axis 1, and not to allow the pivoting of the latter.
  • the counter-pivot stone 59 therefore does not constitute a pivot stone.
  • Each end 13 of watch axis 1 can be:
  • the limit between the The end 13 and the pivot 12 is located at the places where the plane tangent to the surface of the watch axis 1 forms with the axis A1 an angle less than 10°.
  • the limit between a connection zone and a pivot 12 is formed by a plane distant 150 pm or 210 pm or 250 pm from the end of the axis.
  • connection zone includes a portion of surface of revolution (obtained by revolution of a portion 122 of the generating curve G).
  • the work of the inventors shows, surprisingly, that the shape of the pivots must be rethought due to the nature of the material used.
  • the rules resulting from experience and empirical developments on high hardness metal alloys do not necessarily apply to an axis made of high performance technical ceramic, such as in particular to an axis made of yttriated zirconia type 2YZ or 3YZ.
  • This approach applies to the shape of the pivots, but also to the geometry of the central part 15 (or body 15) of axis 1 on which the different elements attached to the balance wheel are assembled.
  • connection radii makes it possible to significantly reduce the stress levels in the ceramic material: on batches produced under equivalent conditions (parameters and machining conditions, manufacturing range), an increase in the breaking force of the axis loaded in 3-point bending (with the force fulcrum on the receiving zone of the balance) and a reduction in the number of broken axes during standardized shocks:
  • the pivots which take up the forces exerted on the balance spring, are the most critical functional parts. As seen previously, the pivots cooperate with the bearings to ensure the most regular and efficient oscillation of the balance spring, minimizing friction losses (the same goes for the rotation of the escape wheel or the back and forth of the 'anchor). Friction losses, and consequently the precision of the watch, will be all the better as the diameter at the level of the pivots is small. On the other hand, a small diameter leads to low mechanical resistance, and therefore high sensitivity to shocks.
  • the deformation behavior shows a domain of plastic deformation: an impact can cause irreversible deformation, which leads to a lack of concentricity of the axis and a deterioration of chronometric performance.
  • a ceramic axis will not (or very little) deform plastically, and too much deformation will cause the axis to break and the watch to stop. There is therefore a compromise to be found between the precision of the watch (smallest possible diameter) and the mechanical resistance of the axis (highest possible diameter). Obtaining a functional ceramic axis resistant to the demands of the watch in demanding conditions is therefore a real challenge.
  • first parts 13 ends of the watch axis 1 ensure contact with the counter-pivot stone 59. These contacts occur for example in horizontal positions of the movement (axis of rotation of the axis parallel to Earth's gravity).
  • the second parts 12 ensure contact of the axis 1 with the pivot stones 50, on which the surfaces of the pivots come to rest, in particular in vertical and inclined positions of the movement.
  • the pivots each include a first portion of surface of revolution (obtained by revolution of a first portion 121 of generating curve G) which is, as mentioned previously, intended to come into contact with a pivot stone 50.
  • Axis 1 further comprises at least one connection zone comprising a second portion of surface of revolution (obtained by revolution of a second portion 122 of the generating curve G).
  • Each connection zone makes it possible to connect a pivot to a tigeron 14 or directly to the body 15 of axis 1 in the absence of a tigeron. The studies carried out show that these connection zones are important for mechanical strength.
  • the axial sections (relative to the axis A1) of the first surface portion are rectilinear: the first surface portions are cylindrical or frustoconical.
  • This geometry is largely due to the machining method used to make the pivots, and in particular rolling, which does not allow any freedom to produce varied shapes.
  • the use of laser machining makes it possible to produce first parts of surfaces with axial sections (relative to axis A1) of the first portion of surface which are non-rectilinear.
  • the generator G comprises at all points a radius of curvature less than 2 mm, in particular less than 1.8 mm.
  • the diameter of the cross section of the surface of revolution increases continuously as one moves away from the proximal end 13 of the watch axis 1 and as we approach the distal end of the watch axis 1.
  • the proximal end of the axis is the end 13 of the watch axis 1 which is located closest to the surface of revolution (along the axis A1).
  • the distal end of the axis is the end 13 of the watch axis 1 which is furthest from the surface of revolution (along the axis A1).
  • the generator G has a decreasing radius of curvature as one moves away from the proximal end 13 of the watch axis 1 and as we approach the distal end of watch axis 1 (along axis A1).
  • the generator G can present, at the level of the pivot, a first portion 121 viewed convexly from the first axis of rotation A1.
  • the tangents to the first portion are found between the first portion and axis A1.
  • the second derivative of the first portion 121 relative to the axis A1 as we move away from the proximal end of the watch axis 1 and as we approach the distal end of the watch axis 1 is strictly positive.
  • the generator G can present, at the level of the pivot, a first portion 121 seen concave from the first axis of rotation A1.
  • the first portion is located between the tangents to the first portion and the axis A1.
  • the second derivative of the first portion 121 relative to the axis A1 as we move away from the proximal end of the watch axis 1 and as we approach the distal end of the watch axis 1 is strictly negative.
  • R is therefore the radius of the cross section (perpendicular to the axis A1) located at the distance d from the proximal end 13 of the watch axis 1. It is interesting to note that with such a dimensioning, the pivot could be longer without increasing the maximum stress. This would allow the pivot to flex more and limit axial movement.
  • the first portion 121 can be a portion of a circle or an arc of a circle having a first radius of curvature R1.
  • the generator G advantageously has a second portion 122 viewed convexly from the first axis of rotation A1.
  • the tangents to the second portion are found between the second portion and axis A1.
  • the second derivative of the second portion 122 relative to the axis A1 as one moves away from the proximal end of the watch axis 1 and as one approaches the distal end of the watch axis 1 is strictly positive.
  • the first and second portions are connected continuously (same radius R at the connection of the first and second portions), in particular continuously in tangency (same tangent at the connection of the first and second portions) and/ or continuously in curvature (same curvature at the connection of the first and second portions).
  • the second portion 122 can be a portion of a circle or an arc of a circle having a second radius of curvature R2.
  • the generator G can be constituted by a spline curve, or by portions of spline curves connected in such a manner. continuous, in particular continuously in tangency and/or continuously in curvature.
  • the tests carried out by the inventors show a very clear improvement compared to the traditional geometry, which is formed of a frustoconical pivot connected to a tigeron by an arcuate fillet.
  • the stress reduction is estimated at 10% by the simulation, with comparable axial play of watch axis 1 in the pivot stones.
  • the central part (or body 15) of the watch axis 1, i.e. the part 1 1 including in particular the rods and the plate or seat which accommodates the hub of the balance wheel, the ferrule of the hairspring, and/or the single or double chainring also has potential areas of weakness, particularly if the axle is made of ceramic material. It turns out that the traditional elements of the construction of a balance axis, such as the bearings, or the abrupt changes in dimension, affect the resistance of the axis when it is made of ceramic material. Certain characteristics, which are not a problem with a high-performance metal alloy, turn out to be critical points of weakness with an engineered ceramic. ZI
  • a first solution to limit the stresses and increase the resistance of the axis between the pivots is to use a conical bearing surface for some of the elements assembled on the axis, as illustrated below in a non-limiting manner to the example of a double tray.
  • the double plate has a bore with entry chamfers on either side which facilitate its machining and assembly by driving onto the axis.
  • the double plate is driven out to rest on a bearing provided on the watch axis 1, and the chamfer does not cooperate with the axis: there remains a space between:
  • connection radius on the axis between the receiving part and the span is
  • the double plate 3 includes a frustoconical bearing surface 31 which is more extensive than a simple chamfer or a simple brought down edge.
  • This surface 31 comes into direct support on a corresponding frustoconical surface 21 produced on the watch axis 1.
  • the angle of the two corresponding surfaces is identical or comparable, in order to obtain controlled positioning of the assembled component on the watch axis 1.
  • Producing a support on a cone also makes it possible to have a better hold of the double-plate during shocks, which tend to cause a relative movement of the watch axis 1 and the double-plate 3 relative to the driving axis A1, in particular around the driving axis A1.
  • the dimension of the frustoconical bearing surface 31 must be adapted to the resistance of the material of the double plate, because a reduction in the width of the frustoconical bearing surface 31 increases the risk of caulking of the material of the double plate during shocks. This dimension of frustoconical support surface 31 is estimated at:
  • the frustoconical bearing surface 31 on the double-plate should not be less than that guaranteeing the absence of caulking or low caulking of the assembled component (for example of the double-plateau) during the axial shocks.
  • the chosen value results from an arbitration between two antagonistic requirements.
  • a transition in shape or a change in diameter as gradual as possible therefore an angle as small as possible between the axis of revolution and the frustoconical surface.
  • an angle between the axis of symmetry and the frustoconical surface ⁇ 45° makes it possible to significantly reduce the stresses in the axis during radial shocks.
  • the largest possible angle is required to guarantee good positioning on the axis after driving.
  • the compromise adopted is an angle of 45° (half angle at the top of the cone formed by the frustoconical section).
  • a minimum angle of 30° (half angle at the top of the cone) makes it possible to obtain good positioning while avoiding too marked a transition in diameter on the axis, which would impair the reinforcement of the axis and the reduction of constraints and would reduce the gain compared to a standard geometry.
  • the other requirement is less critical and will depend on the elastic resistance of the material of the assembled component and the precision of the relative positioning of the different elements (for example, precise chamfers on the assembled component). It appears that an angle of 60° may still be suitable. In conclusion, the ideal angle seems to be 45° (half angle at the top of the cone), with an allowable range of 30° to 60° (half angle at the top of the cone).
  • This type of cone support should be distinguished from “Morse cone” type clamping or couplings (or fitting cones) or “ISO cones” which are used in other fields. In these cases the taper of the axis is low, of the order of 3° and less for a “Morse cone”.
  • a second solution to limit the constraints is to move the receiving or driving portion 24 away from the element, for example the double plate, from the support portion or stop 21.
  • the element When mounting the element 3 on the watch axis 1, the element is driven along the axis A1 on the watch axis 1, in particular on the driving portion 24, and the element 3 is stopped axially relative to the watch axis 1 when it comes to rest against the support or stopping portion 21 of the watch axis 1.
  • Element 3 therefore includes:
  • the driving zone is placed as close as possible to the seat, to facilitate machining and assembly of components, as well as to improve the mechanical strength of the axis.
  • the optimized geometry in fact seeks to distance the receiving portion of the component 24 from the support portion 21 by providing a zone of reduced section 25 between the receiving portion 24 and the support portion 21, which avoids any contact and tightening of the watch axis 1 near the support portion 21.
  • This makes it possible to avoid the superposition of the constraints linked to the driving out of the element and constraints linked to the variation in section induced by the presence of the support zone 21.
  • This solution is a priori counterintuitive: in fact, the measurements show that the resistance of the watch axis 1 alone is reduced with this optimized geometry as represented in Figure 3.
  • the element-axis assembly is significantly less fragile and more resistant, particularly to shocks, than an element-axis assembly known from the prior art.
  • the impact of the central geometry of the axis was characterized on batches of five components at the level of the double-plate support.
  • a version with optimized geometry according to the second aspect of the invention was compared to a standard or traditional version (with span perpendicular to the axis A1 and adjacent to the driving portion of the double plate). This characterization is carried out by a 3-point bending test, with a force recovery at each pivot and a force applied at the receiving portion of the balance, on an assembled sprung balance.
  • the breaking force is 17.3 ⁇ 1.2 N for the standard version and 18.9 ⁇ 0.6 N for the optimized version, a statistically significant difference of 10%.
  • This gain is comparable to that expected from numerical simulations, and allows additional operating safety and improved shock resistance of the ceramic balance shaft.
  • a gain of the same order of magnitude is also observed for the average drop height causing breakage of the balance shaft at its central part (severe ram impact test). It is very likely that systematic optimization will make it possible to further improve the gain obtained.
  • the purpose of the separation portion between the receiving portion 24 and the support portion 21 is to remove the stress zones generated on the one hand by the driving, and on the other hand by the variations in cross section, in particularly when the watch axis 1 undergoes bending deformation.
  • Simulations were carried out to estimate the minimum dimension L of the separation zone.
  • L 0.02 mm between the receiving portion 24 and the support portion 21
  • the stress fields are combined.
  • a separation occurs for a distance of 0.05 mm, with a stress value reduced by 5%.
  • the separation is well marked for a distance of 0.1 mm, with a stress value reduced by 10% compared to a distance of 0.02 mm.
  • a groove 25 or a separation portion 25 having a diameter less than that of the first driving portion 24 and making it possible to separate the first driving portion 24 and the first stopping portion 21, is therefore very beneficial, and manifests itself in the simulated case for a distance of 50 pm already, more particularly 100 pm.
  • This separation is achieved by a groove made on the axis. Depth does not seem to be an influential parameter according to the simulations carried out.
  • the groove depth is for example 7 pm (difference in radius of 7 pm between the groove 25 and the portion 24).
  • a difference in radius between the bore 34 of the driven element 3 and the bottom of the groove can be of the order of 4 pm.
  • the driving portion 24 and the separation portion 25 are connected by one or more fillets and/or the first stopping portion 21 and the separation portion 25 are connected by one or more fillets.
  • the second embodiment differs from the first embodiment by the geometries of the watch axis 1 and of the element 3 making it possible to separate the portions generating constraints on the watch axis 1.
  • Element 3 includes:
  • the second frustoconical stop portion 31 arranged to stop the element 3 when it is driven onto a watch axis 1.
  • the second stopping portion has a half-angle at the top of between 30° and 60° and the distance L measured along the driving axis A1 and separating the second driving portion 34 from the second stopping portion 31 is worth at least 0.05 mm, or even at least 0.1 mm.
  • the element 3 preferably comprises a recess 35 between the second driving portion 34 and the second stopping portion 31 as shown in Figure 4.
  • a conical bored portion can be carried out to connect portions 31 and 34.
  • the watch axis 1 is advantageously produced in:
  • a glass in particular a metallic glass, or
  • a composite material in particular a composite material comprising a ceramic filler in a metal matrix.
  • the watch axis can have several surfaces of revolution and the surfaces of revolution of the watch axis 1 around the first axis of rotation A1 each present a generator which, in the plane P passing by the first axis of rotation or driving A1, has a radius of curvature greater than 40 pm or 50 pm at any point of the generator.
  • the watch axis 1 advantageously has a geometry of revolution around the driving or rotation axis A1.
  • the stopping and/or driving portions may not be circular.
  • the transverse dimension, in particular the diameter, of the driving portion can be between 0.2 mm and 1 mm, or even between 0.2 mm and the maximum diameter of the watch axis reduced by the width of the span 21.
  • the driving portion and/or the receiving portion are of cylindrical geometry, in particular with a constant or substantially constant diameter.
  • the driving portion 24 is greater than 0.1 mm or 0.1 times, or even 0.25 times, the driving diameter, and/or
  • the driving portion 34 is greater than 0.1 mm or 0.1 times, or even 0.25 times, the driving diameter.
  • the driving portion 34 is not linear (annular). This contact does not have the shape of a curve, but of a surface. The same applies to the shape of the driving portions 24 and 34.
  • the stop portions 21, 31 are conical or frustoconical. Alternatively, whatever the embodiment or variant, the stop portions 21, 31 can be flat.
  • Document EP3258325A1 describes a watch axis, and in particular a balance axis, made of naturally paramagnetic ceramic material.
  • the advantage of ceramic is that the pivots are not marked during significant shocks, unlike metal alloy pivots which can deform plastically.
  • the work of the applicant for application EP3258325A1 has shown that ceramic axles do not wear out in operation, probably thanks to its high hardness, which makes it possible to maintain performance over time, unlike most paramagnetic metal alloys.
  • the term “fill” means, in a part of any shape, a rounding connecting two surfaces, for example two cylindrical surfaces of different diameters.
  • What watchmakers called the cone of a conical pivot is in reality often a fillet connecting the pivot to the rest of the watch axis.
  • scope means any surface of a watch axis not parallel to the longitudinal direction of this watch axis and making it possible to stop an element attached to the watch axis. Except for geometric precision, “scope” means a flat surface perpendicular to the longitudinal direction of the watch axis.

Landscapes

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Abstract

Axe horloger (1), en particulier axe pour balancier (2) ou axe pour roue d'échappement ou axe pour ancre, comprenant : - un premier axe de rotation (A1), et - au moins un pivot (12), l'axe horloger (1) présentant une surface de révolution autour du premier axe de rotation (A1), dont la génératrice (G), dans un plan (P) passant par le premier axe de rotation (A1), est courbée, cette surface de révolution s'étendant au moins au niveau du pivot, le pivot étant défini comme la zone de l'axe horloger (1) destinée à venir en contact avec un palier de pivotement (50), en particulier avec une pierre de pivotement (50).

Description

Axe horloger.
L’invention concerne un axe horloger. L’invention concerne aussi un élément destiné à être rapporté sur un axe horloger. L’invention concerne aussi un assemblage comprenant un tel axe et/ou un tel élément. L’invention concerne encore un ensemble comprenant un tel axe ou un tel élément ou un tel assemblage. L’invention concerne encore un mouvement horloger comprenant un tel axe ou un tel élément ou un tel assemblage ou un tel ensemble. L’invention concerne enfin une pièce d’horlogerie comprenant un tel axe ou un tel élément ou un tel assemblage ou un tel ensemble ou un tel mouvement horloger.
De nombreux travaux et demandes de brevet visent à identifier un matériau et/ou une géométrie pour les axes du mouvement qui soient à la fois paramagnétiques et qui résistent aux sollicitations mécaniques au porter. Cette recherche porte notamment sur les axes de balanciers qui sont particulièrement sollicités. Historiquement, les axes horlogers sont réalisés en acier au carbone, qui est ferromagnétique. Les alliages paramagnétiques testés jusqu’ici sont nettement moins performants d’un point de vue mécanique. La résistance mécanique des axes horlogers demeure ainsi un problème.
Le document WO2021032552A1 décrit une géométrie particulière de perçage pour une pierre de pivotement. Un pivot est schématiquement décrit à la figure 2 avec une géométrie tronconique, sans plus de précision.
Le document CH702314 décrit une géométrie de pivotement spécifique, avec un pivot conique qui coopère avec une surface de pierre de contre- pivot en forme de pyramide inversée. Le document CH704770 décrit différentes géométries de l’extrémité d’un pivot qui coopère avec une pierre de contre-pivot. En position verticale du mouvement, une portion de surface cylindrique du pivot est en contact avec la surface interne du palier. En position horizontale du mouvement, l’extrémité du pivot est en appui contre la pierre de contre-pivot. Le document CH704770 s’intéresse particulièrement à la géométrie de l’extrémité, en proposant de désaligner de l’axe de pivotement le point d’appui de l’axe horloger sur la pierre de contre-pivot.
Le document EP3258325 dévoile un axe de balancier en céramique. Le tigeron et le pivot peuvent être confondus ou ne pas être délimités par une frontière franche comme une portée. Le tigeron et le pivot peuvent par exemple être séparés par une surface tronconique ou une surface à génératrice courbe. L’axe comprend une géométrie standard au niveau de sa partie médiane, avec des portions de réception pour un plateau (portion cylindrique), un balancier avec une assiette de réception formant butée et une portion cylindrique et une virole non représentée.
La norme NIHS-34-01 décrit des géométries standard d’axes de balancier. L’axe comporte plusieurs portions, notamment des portions cylindriques, des portées perpendiculaires à l’axe de symétrie formant butées, et des portions tronconiques. Ces portions tronconiques ne sont cependant pas des surfaces d’appui ou d’arrêt, mais des surfaces de chanfrein d’entrée pour faciliter l’assemblage des composants rapportés sur l’axe et/ou l’usinage. En particulier, le plateau et le balancier sont chassés en appui sur les surfaces planes ou sensiblement planes de l’assiette. Les pivots sont décrits comme étant de forme cylindrique de diamètre p, qui se prolongent par un cône ou par une surface de révolution évoluant en arc de cercle de rayon r. A. Haag, dans « Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Verhalten der Unruhzapfen bei Stoessen auf die Uhr » (Actes du Congrès International de Chronométrie 1964, p. 1 125), décrit un plan général d’un axe de balancier, avec surfaces d’appui ou d’arrêt planes et des portions de réception coniques, qui forment un cône d’emmanchement. Ce type de cône est utilisé, car il assure un très bon centrage et un assemblage facilité. Le cône d’emmanchement (parfois appelé cône Morse) repose sur l’emboîtement de deux éléments mâle et femelle dont les parois coniques présentent typiquement des angles de conicité de quelques degrés, et est utilisé pour fixer entre elles des pièces dans des domaines tels que l’industrie des machines-outils et les applications dentaires.
Le document CH327357 décrit une géométrie d’axe conçue pour faciliter le démontage des différents éléments. L’axe comprend une portion cylindrique de réception, avec optionnellement une portion conique de faible angle et/ou un épaulement. Les différents éléments sont chassés avec des alésages correspondantes sur les portions cylindriques.
Le document CH715867 décrit une géométrie d’axe comportant plusieurs sections tronconiques droites. Ces parties ont pour but de faciliter le chassage des différents éléments rapportés sur l’axe (virole du spiral, balancier, plateau) et/ou l’usinage de l’axe, mais ne constituent pas des surfaces d’appui ou d’arrêt pour les éléments rapportés. Au contraire, la virole et le plateau viennent en appui sur des surfaces planes formant des épaulements, soit formant des portées planes perpendiculaires à l’axe de révolution de l’axe.
Le document FR2268291 décrit une géométrie d’axe de balancier optimisée pour réaliser l’axe à partir de fils tréfilés, sans surface de maintien ou d’appui ou d’arrêt du balancier ou du plateau. Le dictionnaire professionnel illustré de l’horlogerie (G. -A. Berner) indique qu’un type de pivot est improprement qualifié de « conique ». Il devrait plutôt être appelé pivot sans portée. Il est formé par une partie cylindrique raccordée par un congé au tigeron. Il fait partie d’un axe horloger appuyant par son extrémité contre la face d’une pierre de contre-pivot. La portée étant supprimée, le frottement est diminué.
C. Schlatter et H. -A. Lehmann, dans « Mesures de la fragilité des pivots d’axes de balancier » (actes du 46e congrès de la Société Suisse de Chronométrie, p. 157, 1971 ) mesurent la résistance au pliage de différentes géométries de pivots. Un raccordement continu entre la partie cylindrique (le pivot) et la partie conique est préconisé. De plus, des essais avec des géométries de « cône arrondi » (congé) sont plus favorables que des géométries de cône proprement dit pour raccorder la portion cylindrique de pivot au tigeron.
Le but de l’invention est de fournir un axe horloger remédiant aux problèmes évoqués précédemment et permettant d’améliorer les axes horlogers connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention propose un axe horloger dont la résistance mécanique est améliorée.
Selon un premier aspect de l’invention, des objets sont définis par les propositions qui suivent.
1 . Axe horloger 1 , en particulier axe pour balancier 2 ou axe pour roue d’échappement ou axe pour ancre, comprenant :
- un premier axe de rotation A1 , et
- au moins un pivot 12, l’axe horloger 1 présentant une surface de révolution autour du premier axe de rotation A1 , dont la génératrice G, dans un plan P passant par le premier axe de rotation A1 , est courbée, cette surface de révolution s’étendant au moins au niveau du pivot, le pivot étant défini comme la zone de l’axe horloger 1 destinée à venir en contact avec un palier de pivotement 50, en particulier avec une pierre de pivotement 50. Axe horloger 1 selon la proposition 1 , caractérisé :
- en ce que la génératrice G comprend en tout point un rayon de courbure inférieur à 2 mm, en particulier inférieur à 1 .8 mm, et/ou
- en ce que le diamètre de la section transversale de la surface de révolution augmente de manière continue à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 , et/ou
- en ce que la génératrice G présente un rayon de courbure décroissant à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 . Axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 et 2, caractérisé en ce que la génératrice G présente, au niveau du pivot, une première portion 121 vue convexe depuis le premier axe de rotation A1 . Axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 2, caractérisé en ce que la génératrice G présente, au niveau du pivot, une première portion 121 vue concave depuis le premier axe de rotation A1 . Axe horloger 1 selon la proposition 4, caractérisé en ce que la distance R de la première portion au premier axe de rotation A1 augmente selon la loi qui suit en fonction de la distance d à l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 : R = A x (d+B)1/3, avec A et B des nombres constants. Axe horloger 1 selon la proposition 3 ou 4, caractérisé en ce que la première portion 121 est une portion de cercle ayant un premier rayon de courbure R1 . Axe horloger 1 selon l’une des propositions 3 à 6, caractérisé en ce que la génératrice G présente une deuxième portion vue convexe 122 depuis le premier axe de rotation A1 , les première et deuxième portions étant raccordées de manière continue, en particulier de manière continue en tangence et/ou de manière continue en courbure. Axe horloger 1 selon la proposition 7, caractérisé en ce que la deuxième portion 122 est une portion de cercle ayant un deuxième rayon de courbure R2. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 8, caractérisé en ce que la génératrice G est constituée d’une courbe spline, ou de portions de courbes splines raccordées de manière continue, en particulier de manière continue en tangence et/ou de manière continue en courbure. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 9, caractérisé en ce que l’axe horloger présente plusieurs surfaces de révolution et en ce que les surfaces de révolution de l’axe horloger 1 autour du premier axe de rotation A1 présentent chacune une génératrice qui, dans un plan P passant par le premier axe de rotation A1 , a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 10, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 est réalisé en : - une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Assemblage 150, notamment balancier assemblé 150, comprenant un axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 11 . Ensemble 100 comprenant :
- un axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 11 ou un assemblage 150 selon la proposition 12, et
- un palier de pivotement 50, en particulier une pierre de pivotement 50. Ensemble 100 selon la proposition 13, caractérisé en ce que le palier de pivotement 50 inclut une pierre de pivotement 50 comprenant un trou 51 selon un deuxième axe de rotation A2 pour le pivotement de l’axe horloger 1 , le trou comprenant :
- une première zone de pivotement 52 de l’axe horloger 1 , et
- une deuxième zone de dégagement 53 s’étendant d’une première face 54 du palier à la première zone de pivotement 52, la face 54 étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au deuxième axe de rotation A2 et prévue pour être orientée du côté du corps de l’axe horloger 1 , la première zone de pivotement 52 et la deuxième zone de dégagement 53 se raccordant l’une à l’autre par un arrondi 55 de raccordement. 15. Ensemble 100 selon la proposition 14, caractérisé en ce que la deuxième zone de dégagement 53 comprend un diamètre maximal supérieur à deux fois ou supérieur à quatre fois ou supérieur à six fois le diamètre minimal de la première zone de pivotement 52.
16. Mouvement horloger 200 comprenant un axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 1 1 et/ou un assemblage selon la proposition 12 et/ou un ensemble selon l’une des propositions 13 à 15.
17. Pièce d’horlogerie 300, notamment montre-bracelet, comprenant un mouvement horloger 200 selon la proposition 16 et/ou un axe horloger 1 selon l’une des propositions 1 à 1 1 et/ou un assemblage selon la proposition 12 et/ou un ensemble selon l’une des propositions 13 à 15.
Selon un deuxième aspect de l’invention, des objets sont définis par les propositions qui suivent.
18. Axe horloger 1 comprenant une première portion 24 de chassage d’un élément 2 ; 3 ; 4 selon un axe de chassage A1 , l’axe horloger 1 présentant une géométrie : ayant une première portion 21 d’arrêt tronconique agencée pour arrêter un élément 2 ; 3 ; 4 lors de son chassage sur l’axe horloger 1 , la première portion 21 d’arrêt présentant un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60°, et telle que la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 et séparant la première portion 24 de chassage de la première portion 21 d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Axe horloger 1 selon la proposition 18, caractérisé en ce que l’axe horloger est un axe pour balancier 2. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 et 19, caractérisé en ce que la première portion 24 de chassage et la première portion 21 d’arrêt sont séparées par une portion de séparation 25 ayant un diamètre inférieur à celui de la première portion 24 de chassage. Axe horloger 1 selon la proposition 20, caractérisé en ce que la première portion 24 de chassage et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés et/ou en ce que la première portion 21 d’arrêt et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 21 , caractérisé en ce que l’axe est réalisé en :
- une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 22, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 présente une géométrie de révolution autour de l’axe de chassage A1 . Axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 23, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 présente des surfaces de révolution autour de l’axe de chassage A1 et en ce que les surfaces de révolution présentent chacune une génératrice qui, dans un plan P passant par l’axe de chassage A1 , a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 24, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 comprend au moins un pivot 12, de préférence deux pivots. Élément 2 ; 3 ; 4 destiné à être chassé sur un axe horloger 1 selon un axe de chassage A1 , l’élément 2 ; 3 ; 4 comprenant :
- une deuxième portion 34 de chassage sur un axe horloger 1 , et
- une deuxième portion 31 d’arrêt tronconique agencée pour arrêter l’élément 2 ; 3 ; 4 lors de son chassage sur un axe horloger 1 , la deuxième portion d’arrêt présentant un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60°, la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 entre la deuxième portion 34 de chassage et la deuxième portion 31 d’arrêt valant au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Élément 2 ; 3 ; 4 selon la proposition 26, caractérisé en ce que l’élément 2 ; 3 ; 4 est un balancier 2 ou un plateau ou un double plateau 3 ou une virole 4. Élément 2 ; 3 ; 4 selon la proposition 26 ou 27, caractérisé en ce que l’élément 2 ; 3 ; 4 comprend un chambrage 35 entre la deuxième portion 34 de chassage et la deuxième portion 31 d’arrêt. 29. Assemblage 150, notamment balancier assemblé 150, comprenant :
- un axe horloger 1 , notamment un axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 25, et
- un élément 2 ; 3 ; 4 chassé sur l’axe horloger 1 , notamment un élément 2 ; 3 ; 4 selon l’une des propositions 26 à 28.
30. Mouvement horloger 200 comprenant :
- un axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 25, et/ou
- un élément 2 ; 3 ; 4 selon l’une des propositions 26 à 28, et/ou
- un assemblage selon la proposition 29.
31 . Pièce d’horlogerie 300, notamment montre-bracelet, comprenant :
- un mouvement horloger 200 selon la proposition 30, et/ou
- un axe horloger 1 selon l’une des propositions 18 à 25, et/ou
- un élément 2 ; 3 ; 4 selon l’une des propositions 26 à 28, et/ou
- un assemblage 150 selon la proposition 29.
Selon un troisième aspect de l’invention, des objets sont définis par les propositions qui suivent.
32. Assemblage 150, notamment balancier assemblé 150, comprenant :
- un axe horloger 1 , et
- un élément 2 ; 3 ; 4 chassé sur l’axe horloger 1 , l’axe horloger 1 ayant une première portion 24 de chassage et une première portion 21 d’arrêt agencée pour arrêter l’élément 2 ; 3 ; 4 lors de son chassage sur l’axe horloger 1 , l’élément 2 ; 3 ; 4 ayant une deuxième portion 34 de chassage sur l’axe horloger 1 et une deuxième portion 31 d’arrêt agencée pour arrêter l’élément 2 ; 3 ; 4 lors de son chassage sur l’axe horloger 1 , la première portion 24 de chassage et la première portion 21 d’arrêt étant séparées par une portion de séparation 25 ayant un diamètre inférieur à celui de la première portion 24 de chassage, et/ou l’élément 2 ; 3 ; 4 comprenant un chambrage 35 entre la deuxième portion 34 de chassage et la deuxième portion 31 d’arrêt. Assemblage 150 selon la proposition 32, caractérisé en ce que la première portion 21 d’arrêt est tronconique et présente par exemple un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60° et/ou en ce que la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 et séparant la première portion 24 de chassage de la première portion 21 d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Assemblage 150 selon la proposition 32 ou 33, caractérisé en ce que l’axe horloger est un axe pour balancier 2. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 34, caractérisé en ce que la première portion 24 de chassage et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés et/ou en ce que la première portion 21 d’arrêt et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 35, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 est réalisé en :
- une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 36, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 présente une géométrie de révolution autour de l’axe de chassage A1 . Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 37, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 présente des surfaces de révolution autour de l’axe de chassage A1 et en ce que les surfaces de révolution présentent chacune une génératrice qui, dans un plan P passant par l’axe de chassage A1 , a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 38, caractérisé en ce que l’axe horloger 1 comprend au moins un pivot 12, de préférence deux pivots. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 39, caractérisé en ce que la deuxième portion d’arrêt est tronconique et présente un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60° et/ou en ce que la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 entre la deuxième portion 34 de chassage et la deuxième portion 31 d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 40, caractérisé en ce que l’élément 2 ; 3 ; 4 est un balancier 2 ou un plateau ou un double plateau 3 ou une virole 4. Mouvement horloger 200 comprenant un assemblage selon l’une des propositions 32 à 41. 43. Pièce d’horlogerie 300, notamment montre-bracelet, comprenant :
- un mouvement horloger 200 selon la proposition 42, et/ou
- un assemblage 150 selon l’une des propositions 32 à 41 .
Sauf incompatibilité logique ou technique, toute combinaison des caractéristiques des premier, deuxième et troisième aspects est envisagée.
Les dessins annexés représentent, à titre d’exemples, deux modes de réalisation d’une pièce d’horlogerie selon l’invention.
La figure 1 est une vue schématique d’un premier mode de réalisation d’une pièce d’horlogerie selon l’invention.
La figure 2 est une vue en coupe partielle de détail du premier mode de réalisation au niveau d’un pivotement.
La figure 3 est une vue en coupe partielle de détail du premier mode de réalisation au niveau de l’assemblage d’un double-plateau sur un axe horloger.
La figure 4 est une vue en coupe partielle de détail d’un deuxième mode de réalisation d’une pièce d’horlogerie selon l’invention au niveau de l’assemblage d’un double-plateau sur un axe horloger.
Un premier mode de réalisation d’une pièce d’horlogerie 300 est décrit ci- après en détail en référence aux figures 1 à 3.
La pièce d’horlogerie 300 est par exemple une montre, en particulier une montre bracelet. La pièce d’horlogerie 300 comprend un mouvement horloger 200 destiné à être monté dans un boîtier ou une boîte de pièce d’horlogerie afin de le protéger de l’environnement extérieur.
Le mouvement horloger 200 peut être un mouvement mécanique, notamment un mouvement automatique, ou encore un mouvement hybride. Alternativement, le mouvement peut être un mouvement électronique.
Le mouvement horloger 200 comprend un assemblage 150 incluant :
- un axe horloger 1 , et
- un élément 2 ; 3 ; 4 monté, notamment chassé, sur l’axe horloger 1 .
Le mouvement horloger 200 comprend un ensemble 100 incluant :
- l’axe horloger 1 ou l’assemblage 150, et
- un palier de pivotement 50, en particulier une pierre de pivotement 50.
Le palier de pivotement 50 peut comprendre la pierre de pivotement 50 et une pierre de contre-pivot 59. Ces pierres de pivotement 50 et de contre- pivot 59 peuvent faire partie d’un système d’amortisseur.
De préférence, la pierre de pivotement 50 comprend un trou 51 selon un deuxième axe de rotation A2 pour le pivotement de l’axe horloger 1 . Le trou 51 comprend avantageusement :
- une première zone de pivotement 52 de l’axe horloger 1 , et
- une deuxième zone de dégagement 53 s’étendant d’une première face 54 du palier, en particulier de la pierre de pivotement 50, à la première zone de pivotement 52, la face 54 étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au deuxième axe de rotation A2 et prévue pour être orientée du côté d’un corps 15 de l’axe horloger 1 , la première zone de pivotement 52 et la deuxième zone de dégagement 53 se raccordant l’une à l’autre par un arrondi 55 de raccordement.
De préférence, la première zone de pivotement 52 est configurée de manière à présenter un diamètre minimal éloigné des deux extrémités du trou, notamment de la face 54 et d’une autre face de la pierre 50 opposée à la face 54. En d’autres termes, la zone d’appui de l’axe horloger 1 sur la pierre de pivotement 50 n’est pas située sur une arête du trou 51 . De préférence, la pierre de contre-pivot 59 comprend une surface de contact plane destinée à coopérer avec l’extrémité 13 de l’axe horloger 1 .
L’utilisation d’une telle pierre de pivotement dotée d’une telle zone de dégagement 53 permet d’améliorer les performances en minimisant le jeu de pivotement et le risque de coincement de l’axe horloger 1 dans les pierres de pivotement 50 lorsqu’on utilise un axe horloger 1 à géométrie de pivot optimisée comme décrit plus bas. En effet, de façon surprenante, la zone de dégagement 53 permet de minimiser le risque de coincement d’un axe horloger 1 dont le diamètre augmente (le long de son axe géométrique A1 ) de façon plus importante que pour un axe horloger de géométrie standard.
Avantageusement, la deuxième zone de dégagement 53 comprend un diamètre maximal supérieur à deux fois ou supérieur à quatre fois ou supérieur à six fois le diamètre minimal de la première zone de pivotement 52.
L’assemblage peut être :
- un balancier assemblé comprenant un axe de balancier, ou
- une roue d’échappement assemblée comprenant un axe de roue d’échappement, ou
- un mobile d’échappement assemblé comprenant un axe de mobile d’échappement, ou
- une ancre assemblée comprenant un axe d’ancre, ou
- un mobile d’ancre assemblé comprenant un axe de mobile d’ancre.
Dans l’hypothèse d’un balancier assemblé, le ou les éléments peuvent être :
- un balancier 2, et/ou
- un plateau 3, en particulier un double-plateau, et/ou
- une virole 4, notamment une virole pour un ressort spiral.
Conformément au premier aspect de l’invention, l’axe horloger 1 comprend de préférence :
- un premier axe de rotation A1 , et
- au moins un pivot 12, l’axe horloger 1 présentant une surface de révolution autour du premier axe de rotation A1 , dont la génératrice G, dans un plan P passant par le premier axe de rotation A1 , est courbée. Cette surface de révolution s’étend au moins au niveau du pivot, le pivot étant défini comme la zone de l’axe horloger 1 destinée à venir en contact avec une pierre de pivotement 50.
Alternativement ou complémentairement, conformément au deuxième aspect de l’invention, l’axe horloger 1 comprend une première portion 24 de chassage d’un élément 2 ; 3 ; 4 selon un axe de chassage A1 , l’axe horloger 1 présentant une géométrie : ayant une première portion 21 d’arrêt tronconique agencée pour arrêter un élément 2 ; 3 ; 4 lors de son chassage sur l’axe horloger 1 , la première portion 21 d’arrêt présentant un demi-angle au sommet (sommet du cône prolongeant la surface tronconique) compris entre 30° et 60°, et telle que la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 entre la première portion 24 de chassage et la première portion 21 d’arrêt, c’est-à-dire séparant la première portion 24 de chassage de la première portion 21 d’arrêt, vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm.
Le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3 combine ces deux aspects de l’invention.
De préférence, le premier axe de rotation A1 et l’axe de chassage A1 coïncident. Pour cette raison, les deux axes ont été représentés confondus et portant la même référence A1 . Par ailleurs, aux jeux fonctionnels près, le premier axe de rotation A1 et le deuxième axe de rotation A2 coïncident également.
Avantageusement, l’axe 1 comprend, à chacune de ses extrémités, un pivot 12. De préférence encore, chaque pivot 12 est relié au corps 15 par l’intermédiaire d’un tigeron 14.
Dans le cas d’un axe de balancier, l’axe remplit différentes fonctions. D’une part, les pivots 12 placés aux extrémités de l’axe assurent le pivotement d’un ensemble balancier-spiral en coopération avec les paliers. Pour garantir de bonnes performances dans le temps, cette fonction requiert :
- une haute résistance mécanique,
- un état de surface très soigné relativement à la rugosité, et
- un très faible diamètre.
D’autre part, l’axe 1 porte des éléments constitutifs du balancier-spiral, comme :
- le balancier qui forme un volant d’inertie donnée,
- le spiral qui exerce un couple de rappel sur l’ensemble oscillant,
- la virole chassée ou assemblée sur l’axe 1 et qui fixe le spiral, ou encore
- le plateau simple ou double, qui interagit par exemple avec une ancre d’un échappement au moyen d’une cheville pour d’une part déverrouiller l’échappement et d’autre part recevoir une impulsion permettant d’entretenir les oscillations du balancier-spiral. Le plateau est dit double quand il comporte, en plus du plateau portant la cheville, un étage additionnel, de diamètre généralement inférieur, doté d’une découpe qui interagit avec un dard de l’ancre pour former un système antirenversement qui empêche le déverrouillage inopportun de l’échappement.
Par exemple, chaque extrémité 13 de l’axe horloger 1 , notamment prévue pour venir en contact contre une pierre de contre-pivot 59, ne fait pas partie d’un pivot 12. Une telle pierre de contre-pivot 59 est prévue pour délimiter l’ébat longitudinal de l’axe horloger 1 , et non pour permettre le pivotement de ce dernier. La pierre de contre-pivot 59 ne constitue donc pas une pierre de pivotement.
Chaque extrémité 13 de l’axe horloger 1 peut être :
- convexe et arrondie, ou
- plate, ou
- concave, pour entrer en contact avec la pierre de contre-pivot 59.
Par exemple, depuis le point de la surface de l’axe horloger présentant l’abscisse la plus extrême relativement à l’axe A1 , c’est-à-dire depuis le point extrêmal de l’axe horloger 1 , la limite entre l’extrémité 13 et le pivot 12 se trouve aux lieux où le plan tangent à la surface de l’axe horloger 1 forme avec l’axe A1 un angle inférieur à 10°.
Par exemple, la limite entre une zone de liaison et un pivot 12 est formée par un plan distant de 150 pm ou de 210 pm ou de 250 pm du bout de l’axe. En se déplacement à la surface de l’axe horloger depuis un point extrêmal (un bout) de l’axe horloger 1 vers un autre point extrêmal de l’axe horloger (un autre bout), on rencontre successivement :
- une extrémité 13,
- un pivot 12,
- une zone de liaison reliant le pivot à un tigeron, et
- un tigeron 14.
La zone de liaison comprend une portion de surface de révolution (obtenue par révolution d’une portion 122 de la courbe génératrice G).
Les travaux des inventeurs montrent, de façon surprenante, que la forme des pivots doit être repensée du fait de la nature du matériau mis en oeuvre. Les règles issues de l’expérience et des évolutions empiriques sur des alliages métalliques de haute dureté ne s’appliquent pas forcément à un axe réalisé en céramique technique à haute performance comme notamment à un axe en zircone yttriée de type 2YZ ou 3YZ. Cette démarche s’applique pour la forme des pivots, mais aussi pour la géométrie de la partie centrale 15 (ou corps 15) de l’axe 1 sur laquelle les différents éléments rapportés sur le balancier sont assemblés.
Il a ainsi été constaté que la géométrie traditionnelle des pivots péjore leur résistance mécanique quand un matériau de type céramique est utilisé. Il convient d’une part d’avoir une évolution du profil qui soit la plus continue possible, en évitant toute arête ou changement abrupt de dimension. En effet, les simulations réalisées mettent en évidence que chaque coin et/ou arête et/ou changement abrupt de dimension induit une concentration de contraintes, qu’il convient d’éviter.
Le fait de redéfinir les transitions entre les différentes parties ou zones de l’axe, en particulier en évitant les portées perpendiculaires à l’axe de rotation A1 et les arêtes, permet d’améliorer la résistance aux chocs et de limiter les casses. Ceci est en rupture avec les formes traditionnelles que l’on voit dans les illustrations du dictionnaire professionnel illustré de l’horlogerie (G. -A. Berner), voire dans la demande EP3594757 qui concerne pourtant un axe en matériau injectable, comme la céramique. D’un point de vue des dimensions, les travaux des inventeurs montrent qu’il convient d’adapter les rayons de courbure dans les zones de raccordement pour minimiser les contraintes, en particulier d’avoir des rayons supérieurs à 40pm, voire idéalement supérieurs à 50pm. Ce premier ajustement des rayons de raccordement permet de baisser de façon sensible les niveaux de contrainte dans le matériau céramique : sur des lots réalisés dans des conditions équivalentes (paramètres et conditions d’usinage, gamme de fabrication), il a été mesuré une augmentation de la force à rupture de l’axe sollicité en flexion 3 points (avec point d’appui de la force sur la zone de réception du balancier) et une diminution du nombre d’axes rompus lors de chocs normalisés :
- Lors d’une première série d’essais sur 10 pièces, le rayon de courbure dans les zones de raccordement a été augmenté de 35 pm à 55 pm, et a eu pour incidence une augmentation de la force à rupture de 12N à 16N et une diminution très significative du taux d’axes rompus de 50% à 0% ;
- Lors d’une deuxième série d’essais sur 10 pièces, le rayon de courbure dans les zones de raccordement a été augmenté de 10 pm à 55 pm, et a eu pour incidence une augmentation de la force à rupture de 7-1 ON à 15N et une diminution très significative du taux d’axes rompus de 70% à 0%.
Une augmentation du rayon à 40pm, voire supérieure à 50pm, permet ainsi de gagner 50% sur la force à rupture et d’éviter la casse de l’axe lors de chocs réalisés en mouvement avec le balancier assemblé.
Les pivots, qui reprennent les efforts exercés sur le balancier-spiral, sont les parties fonctionnelles les plus critiques. Comme vu précédemment, les pivots coopèrent avec les paliers pour assurer une oscillation du balancier- spiral la plus régulière et efficace possible, en minimisant les pertes par frottement (il en est de même pour la rotation de la roue d’échappement ou le va-et-vient de l’ancre). Les pertes par frottement, et par conséquent la précision de la montre, sera d’autant meilleure que le diamètre au niveau des pivots est faible. En revanche, un faible diamètre entraine une faible résistance mécanique, et donc une haute sensibilité aux chocs. Pour la plupart des alliages métalliques utilisés pour les axes, et notamment pour les alliages non magnétiques, le comportement en déformation montre un domaine de déformation plastique : un choc peut entraîner une déformation irréversible, ce qui entraine un défaut de concentricité de l’axe et une dégradation des performances chronométriques. Un axe en céramique ne va pas (ou très peu) se déformer plastiquement, et une déformation trop importante entraîne la casse de l’axe et l’arrêt de la montre. Il y a donc un compromis à trouver entre la précision de la montre (diamètre le plus petit possible) et la résistance mécanique de l’axe (diamètre le plus élevé possible). Obtenir un axe en céramique fonctionnel résistant aux sollicitations de la montre dans des conditions exigeantes est donc un véritable défi.
Comme vu précédemment, des premières parties 13 (extrémités de l’axe horloger 1 ) assurent le contact avec la pierre de contre-pivot 59. Ces contacts se produisent par exemple en positions horizontales du mouvement (axe de rotation de l’axe parallèle à la gravité terrestre).
Comme vu précédemment des deuxièmes parties 12 (pivots 12) assurent le contact de l’axe 1 avec les pierres de pivotement 50, sur lesquelles les surfaces des pivots viennent s’appuyer, notamment en positions verticales et inclinées du mouvement. Les pivots comprennent chacun une première portion de surface de révolution (obtenue par révolution d’une première portion 121 de courbe génératrice G) qui est, comme évoqué précédemment, destinée à venir en contact avec une pierre de pivotement 50.
L’axe 1 comprend encore au moins une zone de liaison comprenant une deuxième portion de surface de révolution (obtenue par révolution d’une deuxième portion 122 de la courbe génératrice G). Chaque zone de liaison permet de lier un pivot à un tigeron 14 ou directement au corps 15 de l’axe 1 en l’absence de tigeron. Les études menées montrent que ces zones de liaison sont importantes pour la résistance mécanique.
Selon l’art antérieur, les sections axiales (relativement à l’axe A1 ) de la première portion de surface sont rectilignes : les premières portions de surface sont cylindriques ou tronconiques. Cette géométrie est due en grande partie à la méthode d’usinage utilisée pour réaliser les pivots, et notamment le roulage, qui ne permet aucune liberté de réalisation de formes variées. Selon l’invention, l’utilisation d’un usinage laser permet de réaliser des premières parties de surfaces avec des sections axiales (relativement à l’axe A1 ) de la première portion de surface qui sont non- rectilignes.
Selon une première variante de réalisation, la génératrice G comprend en tout point un rayon de courbure inférieur à 2 mm, en particulier inférieur à 1 .8 mm.
Selon une deuxième variante de réalisation, éventuellement combinable avec la première variante, le diamètre de la section transversale de la surface de révolution augmente de manière continue à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 et qu’on s’approche de l’extrémité distale de l’axe horloger 1 . L’extrémité proximale de l’axe est l’extrémité 13 de l’axe horloger 1 qui se trouve la plus proche de la surface de révolution (selon l’axe A1 ). L’extrémité distale de l’axe est l’extrémité 13 de l’axe horloger 1 qui se trouve la plus éloignée de la surface de révolution (selon l’axe A1 ).
Selon une troisième variante de réalisation, éventuellement combinable avec la première et/ou avec la deuxième variante, la génératrice G présente un rayon de courbure décroissant à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 et qu’on s’approche de l’extrémité distale de l’axe horloger 1 (selon l’axe A1 ).
Dans une réalisation particulière, la génératrice G peut présenter, au niveau du pivot, une première portion 121 vue convexe depuis le premier axe de rotation A1 . Les tangentes à la première portion se trouvent entre la première portion et l’axe A1 . La dérivée seconde de la première portion 121 relativement à l’axe A1 à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale de l’axe horloger 1 et qu’on s’approche de l’extrémité distale de l’axe horloger 1 est strictement positive.
Dans une réalisation alternative, la génératrice G peut présenter, au niveau du pivot, une première portion 121 vue concave depuis le premier axe de rotation A1 . La première portion se trouve entre les tangentes à la première portion et l’axe A1 . La dérivée seconde de la première portion 121 relativement à l’axe A1 à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale de l’axe horloger 1 et qu’on s’approche de l’extrémité distale de l’axe horloger 1 est strictement négative.
De préférence, dans cette réalisation alternative, la distance R de la première portion 121 au premier axe de rotation A1 augmente selon la loi qui suit en fonction de la distance d à l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 : R = A x (d+B)1/3, avec A et B des nombres constants. La distance R est donc le rayon de la section transversale (perpendiculaire à l’axe A1 ) se trouvant à la distance d de l’extrémité proximale 13 de l’axe horloger 1 . Il est intéressant de noter qu’avec un tel dimensionnement, le pivot pourrait être plus long sans faire augmenter la contrainte maximale. Cela permettrait au pivot de fléchir plus et de limiter le déplacement axial.
Quelle que soit la réalisation choisie parmi les deux qui viennent d’être évoquées, la première portion 121 peut être une portion de cercle ou un arc de cercle ayant un premier rayon de courbure R1 .
En outre, quelle que soit la réalisation, la génératrice G présente avantageusement une deuxième portion 122 vue convexe depuis le premier axe de rotation A1. Les tangentes à la deuxième portion se trouvent entre la deuxième portion et l’axe A1 . La dérivée seconde de la deuxième portion 122 relativement à l’axe A1 à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale de l’axe horloger 1 et qu’on s’approche de l’extrémité distale de l’axe horloger 1 est strictement positive. Avantageusement encore, les première et deuxième portions sont raccordées de manière continue (même rayon R au niveau du raccordement des première et deuxième portions), en particulier de manière continue en tangence (même tangente au niveau du raccordement des première et deuxième portions) et/ou de manière continue en courbure (même courbure au niveau du raccordement des première et deuxième portions).
La deuxième portion 122 peut être une portion de cercle ou un arc de cercle ayant un deuxième rayon de courbure R2.
En variante à la réalisation des première et deuxième portions sous forme d’arc de cercles, la génératrice G peut être constituée par une courbe spline, ou par des portions de courbes splines raccordées de manière continue, en particulier de manière continue en tangence et/ou de manière continue en courbure.
Avec de telles géométries, les essais réalisés par les inventeurs montrent une très nette amélioration par rapport à la géométrie traditionnelle, qui est formée d’un pivot tronconique raccordé à un tigeron par un congé en arc de cercle. La réduction de contraintes est estimée à 10% par la simulation, avec un jeu axial comparable de l’axe horloger 1 dans les pierres de pivotement.
Il est encore possible de diminuer les contraintes en diminuant le jeu axial.
Des essais ont été menés pour comparer des pivots optimisés comme décrits précédemment et des pivots standard tronconiques d’axes horlogers réalisés en ZrC . Il apparaît que les pivots optimisés permettent une réduction de 24% des contraintes dans l’axe horloger 1 par rapport à un axe horloger muni de pivots standard. Par ailleurs, il apparaît que les pivots optimisés permettent une augmentation de 30% de la force à rupture par rapport à un axe horloger muni de pivots standard.
Les inventeurs ont constaté que la partie centrale (ou corps 15) de l’axe horloger 1 , soit la partie 1 1 comprenant notamment les tiges et l’assiette ou assise qui accueille le moyeu du balancier, la virole du spiral, et/ou le simple ou double-plateau, comporte également des zones potentielles de faiblesse, en particulier si l’axe est en matériau céramique. Il s’avère que les éléments traditionnels de la construction d’un axe de balancier, comme les portées, ou les changements abrupts de dimension, prétéritent la résistance de l’axe quand il est réalisé en matériau céramique. Certaines caractéristiques, qui ne posent aucun problème avec un alliage métallique de haute performance, se révèlent être des points de faiblesse critiques avec une céramique technique. ZI
Comme pour les pivots, les inventeurs ont constaté que les coins et arêtes, qui favorisent les concentrations de contrainte, sont généralement à éviter. Les géométries, notamment de réception des différents éléments assemblés sur l’axe, doivent être optimisées pour abaisser les niveaux de contrainte. De façon générale, il convient d’utiliser des rayons de courbure d’au moins 20pm, voire préférentiellement d’au moins 50pm, pour les rayons de raccordement de façon à minimiser les contraintes.
Une première solution pour limiter les contraintes et augmenter la résistance de l’axe entre les pivots est d’utiliser une surface d’appui conique pour certains des éléments assemblés sur l’axe, comme illustré ci-après de façon non-limitative à l’exemple d’un double-plateau.
Dans le cas d’un montage traditionnel d’un double plateau, le double- plateau comporte un alésage avec des chanfreins d’entrée de part et d’autre qui facilitent son usinage et l’assemblage par chassage sur l’axe. Le double-plateau est chassé en appui sur une portée ménagée sur l’axe horloger 1 , et le chanfrein ne coopère pas avec l’axe : il reste un espace entre :
- le chanfrein du double-plateau, et
- le rayon de raccordement sur l’axe entre la partie de réception et la portée.
Dans le cas de la géométrie optimisée, le double-plateau 3 comporte une surface d’appui tronconique 31 qui est plus étendue qu’un simple chanfrein ou qu’une simple arête abattue. Cette surface 31 vient en appui direct sur une surface tronconique 21 correspondante réalisée sur l’axe horloger 1 . Idéalement, l’angle des deux surfaces correspondantes est identique ou comparable, afin d’obtenir un positionnement maîtrisé du composant assemblé sur l’axe horloger 1 . Cet agencement permet de maîtriser la position du double-plateau avec une butée bien définie, tout en évitant les variations de section abruptes de l’axe de balancier, et donc en minimisant les contraintes dans l’axe. La réalisation d’un appui sur un cône, par exemple un cône à 45°, permet également d’avoir une meilleure tenue du double-plateau lors des chocs, qui ont tendance à provoquer un déplacement relatif de l’axe horloger 1 et du double-plateau 3 relativement à l’axe de chassage A1 , en particulier autour de l’axe de chassage A1 .
Des essais ont été réalisés avec une hauteur et une largeur nominales de la surface d’appui tronconique 31 de 0.07mm (du côté du composant assemblé), et les résultats sont entièrement satisfaisants, sans problème détecté. La dimension de la surface d’appui tronconique 31 doit être adaptée à la résistance de la matière du double-plateau, car une diminution de la largeur de la surface d’appui tronconique 31 augmente le risque de matage de la matière du double-plateau lors de chocs. Cette dimension de surface d’appui tronconique 31 est estimée à :
- 0.05 mm de largeur (mesurée selon l’axe A1 ) et/ou de hauteur (mesurée perpendiculairement à l’axe A1 ) pour des balanciers lourds (dimensions et inertie typiques pour un mouvement de grand diamètre, > 25 mm), et
- 0.04 mm de largeur (mesurée selon l’axe A1 ) et/ou de hauteur (mesurée perpendiculairement à l’axe A1 ) pour des balanciers légers (mouvement de petit diamètre, < 25 mm).
En tous les cas, il semble recommandé que la surface d’appui tronconique 31 sur le double-plateau ne soit pas inférieure à celle garantissant l’absence de matage ou un faible matage du composant assemblé (par exemple du double-plateau) lors des chocs axiaux.
Concernant l’angle de la surface d’appui tronconique 31 , la valeur choisie résulte d’un arbitrage entre deux exigences antagonistes. Pour augmenter la résistance de l’axe, il faut une transition de forme ou un changement de diamètre le plus graduel possible, donc un angle le plus petit possible entre l’axe de révolution et la surface tronconique. Globalement, un angle entre l’axe de symétrie et la surface tronconique < 45° permet de diminuer fortement les contraintes dans l’axe lors des chocs radiaux. Pour le composant assemblé, il faut au contraire un angle le plus grand possible pour garantir un bon positionnement sur l’axe après chassage. Le compromis retenu est un angle de 45° (demi-angle au sommet du cône formé par la section tronconique). Cela étant, un angle minimal de 30° (demi-angle au sommet du cône) permet d’obtenir un bon positionnement tout en évitant une transition de diamètre sur l’axe trop marquée, ce qui péjorerait le renforcement de l’axe et la diminution des contraintes et diminuerait le gain par rapport à une géométrie standard. L’autre exigence est moins critique et va dépendre de la résistance élastique de la matière du composant assemblé et de la précision du positionnement relatif des différents éléments (par exemple, chanfreins précis sur le composant assemblé). Il apparaît qu’un angle de 60° peut encore convenir. En conclusion, l’angle idéal semble être de 45° (demi-angle au sommet du cône), avec une plage admissible de 30° à 60° (demi-angle au sommet du cône).
Ce type d’appui sur cône est à distinguer des serrages ou accouplements de type « cône Morse » (ou cônes d'emmanchement) ou « cônes ISO » qui sont utilisés dans d’autres domaines. Dans ces cas la conicité de l’axe est faible, de l’ordre de 3° et moins pour un « cône Morse ».
Une deuxième solution pour limiter les contraintes, qui peut être très avantageusement combinée à la première solution, est d’éloigner la portion de réception ou de chassage 24 de l’élément, par exemple le double-plateau, de la portion d’appui ou d’arrêt 21. Lors du montage de l’élément 3 sur l’axe horloger 1 , l’élément est chassé selon l’axe A1 sur l’axe horloger 1 , en particulier sur la portion de chassage 24, et l’élément 3 est arrêté axialement relativement à l’axe horloger 1 lorsqu’il vient en appui contre la portion d’appui ou d’arrêt 21 de l’axe horloger 1 . L’élément 3 comprend donc :
- une portion de chassage 34 coopérant avec la portion de réception ou de chassage 24, et
- une portion d’arrêt ou d’appui 31 coopérant avec la portion d’arrêt ou d’appui 21 .
Dans le cas d’une géométrie standard, la zone de chassage est placée au plus près de la portée, pour faciliter l’usinage et l’assemblage des composants, ainsi que pour améliorer la tenue mécanique de l’axe.
Les inventeurs ont constaté que cet arrangement est défavorable dans le cas d’un arbre ou axe en céramique : la géométrie optimisée recherche en effet à éloigner la portion de réception du composant 24 de la portion d’appui 21 en ménageant une zone de section réduite 25 entre la portion de réception 24 et la portion d’appui 21 , qui évite tout contact et serrage de l’axe horloger 1 à proximité de la portion d’appui 21. Cela permet d’éviter la superposition des contraintes liées au chassage de l’élément et des contraintes liées à la variation de section induite par la présence de la zone d’appui 21 . Cette solution est a priori contre-intuitive : en effet, les mesures mettent en évidence que la résistance de l’axe horloger 1 seul est diminuée avec cette géométrie optimisée telle que représentée sur la figure 3. Cependant, une fois l’élément assemblé sur l’axe, l’ensemble élément-axe est nettement moins fragile et plus résistant, notamment aux chocs, qu’un ensemble élément-axe connu de l’art antérieur.
L’impact de la géométrie centrale de l’axe (corps de l’axe 15) a été caractérisé sur des lots de cinq composants au niveau de l’appui du double-plateau. Une version à géométrie optimisée selon le deuxième aspect de l’invention a été comparée à une version standard ou traditionnelle (avec portée perpendiculaire à l’axe A1 et adjacente à la portion de chassage du double-plateau). Cette caractérisation est réalisée par un test de flexion 3 points, avec une reprise d’effort au niveau de chaque pivot et une force appliquée au niveau de la portion de réception du balancier, sur un balancier-spiral assemblé. La force à rupture est à 17.3±1 .2 N pour la version standard et de 18.9±0.6 N pour la version optimisée, soit une différence statistiquement significative de 10%. Ce gain est comparable à celui attendu d’après les simulations numériques, et permet une sécurité supplémentaire de fonctionnement et une tenue améliorée aux chocs de l’axe de balancier en céramique. Un gain du même ordre de grandeur est constaté également pour la hauteur de chute moyenne provoquant la casse de l’axe de balancier au niveau de sa partie centrale (test par chocs bélier sévérisé). Il est très probable qu’une optimisation systématique permette d’améliorer encore le gain obtenu.
Le but de la portion de séparation entre la portion de réception 24 et la portion d’appui 21 est d’éloigner les zones de contraintes générées d’une part par le chassage, et d’autre part par les variations de section transversale, en particulier quand l’axe horloger 1 subit une déformation en flexion.
Des simulations ont été réalisées pour estimer la dimension minimale L de la zone de séparation. Pour une distance L de 0.02 mm entre la portion de réception 24 et la portion d’appui 21 , les champs de contrainte sont confondus. Une séparation se manifeste pour une distance de 0.05 mm, avec une valeur de contrainte diminuée de 5%. La séparation est bien marquée pour une distance de 0.1 mm, avec une valeur de contrainte diminuée de 10% en comparaison à une distance de 0.02 mm.
La présence d’une gorge 25 ou une portion de séparation 25 ayant un diamètre inférieur à celui de la première portion 24 de chassage et permettant de séparer la première portion 24 de chassage et la première portion 21 d’arrêt, est donc très bénéfique, et se manifeste dans le cas simulé pour une distance de 50 pm déjà, plus particulièrement de 100 pm. Cette séparation est réalisée par une gorge ménagée sur l’axe. La profondeur ne semble pas être un paramètre influent selon les simulations réalisées. La profondeur de gorge est par exemple de 7 pm (différence de rayon de 7 pm entre la gorge 25 et la portion 24). Complémentairement et/ou alternativement, une différence de rayon entre l’alésage 34 de l’élément chassé 3 et le fond de gorge peut être de l’ordre de 4 pm.
Avantageusement, la portion 24 de chassage et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés et/ou la première portion 21 d’arrêt et la portion de séparation 25 sont raccordées par un ou plusieurs congés.
Un deuxième mode de réalisation d’une pièce d’horlogerie selon l’invention est décrit ci-après en référence à la figure 4.
De préférence, le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par les géométries de l’axe horloger 1 et de l’élément 3 permettant de séparer les portions générant des contraintes sur l’axe horloger 1 .
L’élément 3 comprend :
- la deuxième portion 34 de chassage sur l’axe horloger 1 , et
- la deuxième portion 31 d’arrêt tronconique agencée pour arrêter l’élément 3 lors de son chassage sur un axe horloger 1 .
La deuxième portion d’arrêt présente un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60° et la distance L mesurée selon l’axe de chassage A1 et séparant la deuxième portion 34 de chassage de la deuxième portion 31 d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Afin d’obtenir cette distance, l’élément 3 comprend de préférence un chambrage 35 entre la deuxième portion 34 de chassage et la deuxième portion 31 d’arrêt comme représenté sur la figure 4. En alternative au chambrage 35, une portion alésée conique peut être réalisée pour relier les portions 31 et 34.
Avec une telle réalisation, on remarque qu’il n’est pas nécessaire de prévoir une gorge sur l’axe horloger 1 entre les portions 24 et 21 .
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, l’axe horloger 1 est avantageusement réalisé en :
- une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique.
Les matériaux céramiques techniques, comme la zircone ou l’alumine, présentent des caractéristiques mécaniques et des propriétés intéressantes pour beaucoup d’applications. Leur mise en oeuvre pour des composants du mouvement horloger est en revanche difficile, notamment à cause du défi lié à l’obtention de composants de petite dimension avec des tolérances très serrées et de la fragilité du matériau. Ces deux obstacles sont particulièrement limitants pour l’utilisation de céramiques au niveau des axes du mouvement, notamment de l’axe de balancier, bien que leur dureté élevée et leur caractère paramagnétique en fassent un matériau de choix. Néanmoins, les géométries d’axe des solutions décrites précédemment s’avèrent être particulièrement adaptées aux matériaux céramiques, avec des optimisations apportées au niveau des pivots et du corps de l’axe qui permettent d’augmenter de façon significative la résistance et la force à rupture des axes. Ces nouvelles géométries facilitent l’utilisation d’axes en céramique en garantissant l’atteinte de spécifications exigeantes de résistance aux chocs du mouvement horloger.
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, l’axe horloger peut présenter plusieurs surfaces de révolution et les surfaces de révolution de l’axe horloger 1 autour du premier axe de rotation A1 présentent chacune une génératrice qui, dans le plan P passant par le premier axe de rotation ou de chassage A1 , a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice.
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, l’axe horloger 1 présente avantageusement une géométrie de révolution autour de l’axe de chassage ou de rotation A1 .
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, les portions d’arrêt et/ou de chassage peuvent ne pas être circulaires.
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante, la dimension transversale, notamment le diamètre, de la portion de chassage peut être comprise entre 0.2 mm et 1 mm, voire comprise entre 0.2 mm et le diamètre maximal de l’axe horloger diminué de la largeur de la portée 21 . De préférence, la portion de chassage et/ou la portion de réception sont de géométrie cylindrique, notamment avec un diamètre constant ou sensiblement constant. De préférence, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, la dimension axiale (mesurée parallèlement à l’axe géométrique A2) de :
- la portion de chassage 24 est supérieure à 0.1 mm ou à 0.1 fois, voire 0.25 fois, le diamètre de chassage, et/ou
- la portion de chassage 34 est supérieure à 0.1 mm ou à 0.1 fois, voire 0.25 fois, le diamètre de chassage.
De préférence encore, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, le contact entre :
- la portion de chassage 24, et
- la portion de chassage 34 n’est pas linéaire (annulaire). Ce contact n’a pas la forme d’une courbe, mais d’une surface. Il en va de même de la forme des portions de chassage 24 et 34.
Dans le mode de réalisation représenté, les portions d’arrêt 21 , 31 sont coniques ou tronconiques. Alternativement, quel que soit le mode de réalisation ou la variante, les portions d’arrêt 21 , 31 peuvent être planes.
Les modes de réalisation ou variantes ont été décrits appliqués au chassage d’un double-plateau sur un axe de balancier. Néanmoins, les solutions décrites sont applicables pour monter tout type d’élément sur tout type d’axe horloger, comme par exemple une virole de spiral sur un axe de balancier, un balancier sur un axe de balancier, une planche d’ancre sur une tige d’ancre, une planche de roue d’ancre sur un pignon d’échappement, ou encore une planche de mobile sur un axe ou pignon de mobile.
Le document EP3258325A1 décrit un axe horloger, et notamment un axe de balancier, en matériau céramique naturellement paramagnétique. L’avantage de la céramique est que les pivots ne se marquent pas lors des chocs importants, contrairement aux pivots en alliage métallique qui peuvent se déformer plastiquement. De plus, les travaux de la déposante de la demande EP3258325A1 ont montré que les axes en céramique ne s’usent pas en fonctionnement, probablement grâce à sa dureté élevée, ce qui permet de maintenir la performance dans la durée, contrairement à la plupart des alliages métalliques paramagnétiques.
Grâce aux solutions décrites plus haut, il est possible d’obtenir, avec un matériau céramique, des performances équivalentes à celles des alliages traditionnellement utilisés pour réaliser les axes horlogers. En effet, avec une même géométrie d’axe, le comportement fragile d’une céramique mène intrinsèquement à une résistance moindre que celle des meilleurs alliages ferromagnétiques comme l’acier 20AP.
Les développements menés ont permis notamment :
- Par l’optimisation de la forme des pivots, de gagner 25% sur la contrainte de résistance maximale à rupture.
- Par le changement de conception de l’axe, et notamment l’utilisation de variations graduelles de section, de rayons de raccordement importants, l’introduction d’une surface d’appui conique pour certains des éléments rapportés sur l’axe, l’éloignement entre portion de réception/chassage et portion d’appui, d’augmenter de 10% la force à rupture.
Les solutions décrites permettent aussi d’améliorer les performances mécaniques d’axes horlogers réalisés en des matériaux autres qu’une céramique.
Dans tout ce document, par « congé », on entend, dans une pièce de forme quelconque, un arrondi raccordant deux surfaces, par exemple deux surfaces cylindriques de diamètres différents. Ce que les horlogers appellent le cône d'un pivot conique est en réalité souvent un congé raccordant le pivot au reste de l’axe horloger.
Dans tout ce document, par « portée », on entend toute surface d’un axe horloger non parallèle à la direction longitudinale de cet axe horloger et permettant d’arrêter un élément rapporté sur l’axe horloger. Sauf précision géométrique, par « portée », on entend une surface plane perpendiculaire à la direction longitudinale de l’axe horloger.

Claims

Revendications :
1. Assemblage (150), notamment balancier assemblé (150), comprenant :
- un axe horloger (1 ), et
- un élément (2 ; 3 ; 4) chassé sur l’axe horloger (1 ), l’axe horloger (1 ) ayant une première portion (24) de chassage et une première portion (21 ) d’arrêt agencée pour arrêter l’élément (2 ; 3 ; 4) lors de son chassage sur l’axe horloger (1 ), l’élément (2 ; 3 ; 4) ayant une deuxième portion (34) de chassage sur l’axe horloger (1 ) et une deuxième portion (31 ) d’arrêt agencée pour arrêter l’élément (2 ; 3 ;
4) lors de son chassage sur l’axe horloger (1 ), la première portion (24) de chassage et la première portion (21 ) d’arrêt étant séparées par une portion de séparation (25) ayant un diamètre inférieur à celui de la première portion (24) de chassage, et/ou l’élément (2 ; 3 ; 4) comprenant un chambrage (35) entre la deuxième portion (34) de chassage et la deuxième portion (31 ) d’arrêt.
2. Assemblage (150) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la première portion (21 ) d’arrêt est tronconique et présente par exemple un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60° et/ou en ce que la distance (L) mesurée selon l’axe de chassage (A1 ) et séparant la première portion (24) de chassage de la première portion (21 ) d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm.
3. Assemblage (150) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’axe horloger est un axe pour balancier (2). Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première portion (24) de chassage et la portion de séparation (25) sont raccordées par un ou plusieurs congés et/ou en ce que la première portion (21 ) d’arrêt et la portion de séparation (25) sont raccordées par un ou plusieurs congés. Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) est réalisé en :
- une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) présente une géométrie de révolution autour de l’axe de chassage (A1 ). Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) présente des surfaces de révolution autour de l’axe de chassage (A1 ) et en ce que les surfaces de révolution présentent chacune une génératrice qui, dans un plan (P) passant par l’axe de chassage (A1 ), a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) comprend au moins un pivot (12), de préférence deux pivots. Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième portion d’arrêt est tronconique et présente un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60° et/ou en ce que la distance (L) mesurée selon l’axe de chassage (A1 ) entre la deuxième portion (34) de chassage et la deuxième portion (31 ) d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Assemblage (150) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément (2 ; 3 ; 4) est un balancier (2) ou un plateau ou un double plateau (3) ou une virole (4). Mouvement horloger (200) comprenant un assemblage selon l’une des revendications 1 à 10. Pièce d’horlogerie (300), notamment montre-bracelet, comprenant :
- un mouvement horloger (200) selon la revendication précédente, et/ou
- un assemblage (150) selon l’une des revendications 1 à 10. Axe horloger (1 ) comprenant une première portion (24) de chassage d’un élément (2 ; 3 ; 4) selon un axe de chassage (A1 ), l’axe horloger (1 ) présentant une géométrie : ayant une première portion (21 ) d’arrêt tronconique agencée pour arrêter un élément (2 ; 3 ; 4) lors de son chassage sur l’axe horloger (1 ), la première portion (21 ) d’arrêt présentant un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60°, et telle que la distance (L) mesurée selon l’axe de chassage (A1 ) et séparant la première portion (24) de chassage de la première portion (21 ) d’arrêt vaut au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Axe horloger (1 ) selon la revendication 13, caractérisé en ce que l’axe horloger est un axe pour balancier (2). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la première portion (24) de chassage et la première portion (21 ) d’arrêt sont séparées par une portion de séparation (25) ayant un diamètre inférieur à celui de la première portion (24) de chassage. Axe horloger (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première portion (24) de chassage et la portion de séparation (25) sont raccordées par un ou plusieurs congés et/ou en ce que la première portion (21 ) d’arrêt et la portion de séparation (25) sont raccordées par un ou plusieurs congés. Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que l’axe est réalisé en :
- une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) présente une géométrie de révolution autour de l’axe de chassage (A1 ). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) présente des surfaces de révolution autour de l’axe de chassage (A1 ) et en ce que les surfaces de révolution présentent chacune une génératrice qui, dans un plan (P) passant par l’axe de chassage (A1 ), a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) comprend au moins un pivot (12), de préférence deux pivots. Élément (2 ; 3 ; 4) destiné à être chassé sur un axe horloger (1 ) selon un axe de chassage (A1 ), l’élément (2 ; 3 ; 4) comprenant :
- une deuxième portion (34) de chassage sur un axe horloger (1 ), et
- une deuxième portion (31 ) d’arrêt tronconique agencée pour arrêter l’élément (2 ; 3 ; 4) lors de son chassage sur un axe horloger (1 ), la deuxième portion d’arrêt présentant un demi-angle au sommet compris entre 30° et 60°, la distance (L) mesurée selon l’axe de chassage (A1 ) entre la deuxième portion (34) de chassage et la deuxième portion (31 ) d’arrêt valant au moins 0.05 mm, voire au moins 0.1 mm. Élément (2 ; 3 ; 4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément (2 ; 3 ; 4) est un balancier (2) ou un plateau ou un double plateau (3) ou une virole (4). Élément (2 ; 3 ; 4) selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que l’élément (2 ; 3 ; 4) comprend un chambrage (35) entre la deuxième portion (34) de chassage et la deuxième portion (31) d’arrêt. Assemblage (150), notamment balancier assemblé (150), comprenant :
- un axe horloger (1 ), notamment un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 20, et
- un élément (2 ; 3 ; 4) chassé sur l’axe horloger (1 ), notamment un élément (2 ; 3 ; 4) selon l’une des revendications 21 à 23. Mouvement horloger (200) comprenant :
- un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 20, et/ou
- un élément (2 ; 3 ; 4) selon l’une des revendications 21 à 23, et/ou
- un assemblage selon la revendication 24. Pièce d’horlogerie (300), notamment montre-bracelet, comprenant :
- un mouvement horloger (200) selon la revendication précédente, et/ou
- un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 13 à 20, et/ou
- un élément (2 ; 3 ; 4) selon l’une des revendications 21 à 23, et/ou
- un assemblage (150) selon la revendication 24. Axe horloger (1 ), en particulier axe pour balancier (2) ou axe pour roue d’échappement ou axe pour ancre, comprenant :
- un premier axe de rotation (A1 ), et
- au moins un pivot (12), l’axe horloger (1 ) présentant une surface de révolution autour du premier axe de rotation (A1 ), dont la génératrice (G), dans un plan (P) passant par le premier axe de rotation (A1 ), est courbée, cette surface de révolution s’étendant au moins au niveau du pivot, le pivot étant défini comme la zone de l’axe horloger (1 ) destinée à venir en contact avec un palier de pivotement (50), en particulier avec une pierre de pivotement (50). Axe horloger (1 ) selon la revendication 27, caractérisé :
- en ce que la génératrice (G) comprend en tout point un rayon de courbure inférieur à 2 mm, en particulier inférieur à 1 .8 mm, et/ou
- en ce que le diamètre de la section transversale de la surface de révolution augmente de manière continue à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale (13) de l’axe horloger (1 ), et/ou
- en ce que la génératrice (G) présente un rayon de courbure décroissant à mesure qu’on s’éloigne de l’extrémité proximale (13) de l’axe horloger (1 ). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 et 28, caractérisé en ce que la génératrice (G) présente, au niveau du pivot, une première portion (121 ) vue convexe depuis le premier axe de rotation (A1 ). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 et 28, caractérisé en ce que la génératrice (G) présente, au niveau du pivot, une première portion (121 ) vue concave depuis le premier axe de rotation (A1 ). Axe horloger (1 ) selon la revendication 30, caractérisé en ce que la distance R de la première portion au premier axe de rotation (A1 ) augmente selon la loi qui suit en fonction de la distance d à l’extrémité proximale (13) de l’axe horloger (1 ) : R = A x (d+B)1/3, avec A et B des nombres constants. Axe horloger (1 ) selon la revendication 29 ou 30, caractérisé en ce que la première portion (121 ) est une portion de cercle ayant un premier rayon de courbure (R1 ). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 29 à 32, caractérisé en ce que la génératrice (G) présente une deuxième portion vue convexe (122) depuis le premier axe de rotation (A1 ), les première et deuxième portions étant raccordées de manière continue, en particulier de manière continue en tangence et/ou de manière continue en courbure. Axe horloger (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième portion (122) est une portion de cercle ayant un deuxième rayon de courbure (R2). Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 34, caractérisé en ce que la génératrice (G) est constituée d’une courbe spline, ou de portions de courbes splines raccordées de manière continue, en particulier de manière continue en tangence et/ou de manière continue en courbure. Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 35, caractérisé en ce que l’axe horloger présente plusieurs surfaces de révolution et en ce que les surfaces de révolution de l’axe horloger (1 ) autour du premier axe de rotation (A1 ) présentent chacune une génératrice qui, dans un plan (P) passant par le premier axe de rotation (A1 ), a un rayon de courbure supérieur à 40 pm ou à 50 pm en tout point de la génératrice. Axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 36, caractérisé en ce que l’axe horloger (1 ) est réalisé en : - une céramique technique, notamment en une zircone ou en une alumine, ou
- un verre, notamment un verre métallique, ou
- un acier, notamment un acier au carbone, ou
- un acier austénitique paramagnétique, ou
- un alliage métallique, ou
- un alliage à haute entropie, ou
- un matériau composite, notamment un matériau composite comportant une charge en céramique dans une matrice métallique. Assemblage (150), notamment balancier assemblé (150), comprenant un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 37. Ensemble (100) comprenant :
- un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 37 ou un assemblage (150) selon la revendication 38, et
- un palier de pivotement (50), en particulier une pierre de pivotement (50). Ensemble (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le palier de pivotement (50) inclut une pierre de pivotement (50) comprenant un trou (51 ) selon un deuxième axe de rotation (A2) pour le pivotement de l’axe horloger (1 ), le trou comprenant :
- une première zone de pivotement (52) de l’axe horloger (1 ), et
- une deuxième zone de dégagement (53) s’étendant d’une première face (54) du palier à la première zone de pivotement (52), la face (54) étant perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au deuxième axe de rotation (A2) et prévue pour être orientée du côté du corps de l’axe horloger (1 ), la première zone de pivotement (52) et la deuxième zone de dégagement (53) se raccordant l’une à l’autre par un arrondi (55) de raccordement. Ensemble (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième zone de dégagement (53) comprend un diamètre maximal supérieur à deux fois ou supérieur à quatre fois ou supérieur à six fois le diamètre minimal de la première zone de pivotement (52). Mouvement horloger (200) comprenant un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 37 et/ou un assemblage selon la revendication 38 et/ou un ensemble selon l’une des revendications 39 à 41. Pièce d’horlogerie (300), notamment montre-bracelet, comprenant un mouvement horloger (200) selon la revendication précédente et/ou un axe horloger (1 ) selon l’une des revendications 27 à 37 et/ou un assemblage selon la revendication 38 et/ou un ensemble selon l’une des revendications 39 à 41 .
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