Procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et spiral virolé obtenu par ce procédé
Un premier objet de ce brevet est constitué par un procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, au cours duquel cette extrémité du spiral conserve sa forme originale.
Pour éviter, d'une part, les déformations subies par la lame du spiral dans les cas où son extrémité intérieure est fixée par une goupille dans un trou transversal de la virole, et, d'autre part, le pliage délicat de l'extrémité intérieure du spiral selon une sécante de la virole, on connaît déjà divers modes de fixation qui permettent à l'extrémité intérieure du spiral de conserver sa forme originale.
Dans certains de ces procédés connus, la fixation en question est réalisée de manière entièrement mécanique.
Ces procédés connus ont cependant l'inconvénient de requérir la fabrication d'une virole de forme relativement compliquée qui, en outre, dans la plupart des cas, est composée de plusieurs pièces. Certaines viroles utilisées dans ces cas ont aussi l'inconvénient de déséquilibrer le balancier en raison de leur forme asymétrique, qu'il est très difficile de déterminer et d'obtenir de façon que le centre de gravité de la virole soit situé sur son axe.
On connaît aussi un procédé dans lequel la fixation du spiral à la virole est assurée par injection de matière plastique.
Ce procédé a cependant l'inconvénient de nécessiter la fabrication d'un moule extrêmement délicat dans lequel il n'est pas aisé d'introduire la virole et le spiral de façon automatique. De plus, ce procédé ne garantit pas que le spiral conserve sa forme originale. Cette forme risque, au contraire, d'être perturbée une première fois par le flot de matière injectée dans le moule, et une seconde fois, au cours de la plastification pendant laquelle l'élément de matière plastique injectée subit presque toujours des déformations plus ou moins importantes.
On connaît encore des procédés dans lesquels, pour éviter tout débordement de la virole à l'extérieur de la spire intérieure du spiral, celle-ci est fixée à la virole par adhérence (soudage, collage).
Ces procédés, qui nécessitent un contact entre le spiral et la virole sur une certaine longueur de la lame du spiral, ont toutefois l'inconvénient d'imposer la fabrication d'une virole de forme compliquée, si on tient à éviter toute déformation de la partie intérieure du spiral. Une telle virole a à son tour l'inconvénient de déséquilibrer le balancier comme les viroles utilisées dans les procédés de fixation mécanique de l'extrémité intérieure du spiral.
Par ailleurs, les procédés de fixation par adhérence ont encore l'inconvénient qu'ils n'offrent pas toute garantie de stabilité; il arrive en effet que le spiral se détache de la virole après un certain temps.
L'un des buts du présent brevet est de créer un procédé exempt des inconvénients mentionnés ci-dessus et dont la mise en oeuvre puisse être réalisée de façon automatique.
Le procédé selon ce brevet est caractérisé en ce que la lame du spiral et la virole sont posées l'une et l'autre dans les positions respectives qu'elles devront occuper après leur fixation, la lame du spiral étant totalement détendue et la virole reposant intimement contre elle au moins le long d'une ligne de contact parallèle à l'axe du spiral, toutefois sans provoquer une déformation quelconque de cette lame, celle-ci ayant un bord et la virole une face, qui, sur ladite ligne de contact ou le long de celle-ci, arrivent à fleur l'un de l'autre, et en ce que, tout en maintenant fermement la lame du spiral et la virole dans leurs positions respectives, on focalise un Laser, dirigé au moins approximativement selon ladite ligne de contact, sur les portions de surface affleurantes du spiral et de la virole,
qui entourent ladite zone de contact intime entre ces deux pièces.
Ce brevet a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus.
Comme d'autre dispositifs connus, utilisés pour fixer l'extrémité intérieure du spiral à la virole, celui qui fait l'objet de ce brevet comprend aussi, sur une table de travail, des moyens de guidage capables de tenir la virole dans une position déterminée.
Il est toutefois caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux goupilles faisant saillie de ladite table et dont les emplacements sont tels par rapport à la virole que ces goupilles et la virole constituent des moyens de guidage du spiral, qui maintiennent ce dernier dans une position centrée bien déterminée sans le déformer.
Dans une forme d'exécution particulière, le dispositif selon ce brevet est rendu universel, c'est-à-dire utilisable avec des spiraux de différents calibres, enroulés à gauche ou à droite, de façon semple.
Tout d'abord, les deux goupilles participant au centrage du spiral sont situées dans des plans radiaux de la table du dispositif qui se trouvent à 1200 du plan radial de cette table issu de l'axe de la virole et passant par la ligne de contact selon laquelle le Laser est dirigé pour fixer le spiral à la virole. D'autre part, chacune de ces deux goupilles est réglable dans son plan radial. Enfin, les moyens de guidage de la virole qui en assurent l'orientation autour de son axe, sont aussi réglables.
En dernier lieu, ce brevet a encore pour objet le spiral virolé obtenu par le procédé mentionné ci-dessus.
Ce spiral virolé est caractérisé en ce qu'il est fixé à un voile de la virole dont l'épaisseur est au moins approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral et dont le contour a une forme symétrique par rapport à l'axe de la virole.
Cette dernière particularité a l'avantage de permettre la fabrication d'une virole parfaitement équilibrée qui ne perturbera donc pas l'équilibrage de l'ensemble oscillant balancier-spiral.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif ainsi que du spiral virolé selon ce brevet, tout en illustrant un exemple de mise en oeuvre du procédé selon ce même brevet.
La fig. 1 est une vue schématique en élévation du dispositif.
La fig. 2 en est une vue en plan, une partie ayant été enlevée par coupe.
La fig. 3 est une coupe schématique à échelle agrandie selon la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe transversale selon la ligne
IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 représente un détail de la fig. 3 à une échelle encore plus grande, et
la fig. 6 est une vue en plan de la partie représentée à la fig. 5.
Le dispositif représenté au dessin comprend un socle 1 sur lequel est fixée une table de travail 2 constituée par une plaque circulaire fixée de façon amovible au socle 1 par des vis 3. En son centre, la plaque 2 porte un tenon 4 dont le diamètre est ajusté à l'alésage du manchon 5 de la série de viroles 6 à traiter. Pour permettre d'utiliser le dispositif décrit avec n'importe quelle série de viroles, destinées à être fixées à des spiraux enroulés dans un sens déterminé, on peut, ou bien prévoir un jeu de plaques 2 correspondant chacune à une série de viroles, le tenon 4 étant, dans ce cas, solidaire de la plaque 2, ou alors travailler toujours avec la même plaque 2, mais prévoir un jeu de tenons 4 indépendants, montés de façon amovible sur la plaque 2.
Pour tenir la virole 6 dans une orientation bien déterminée autour du tenon 4, la plaque 2 porte deux plots à têtes excentriques 7 (fig, 6) dont les tenons sont ajustés à frottement gras dans des trous correspondants de la plaque 2.
Pour assurer le centrage du spiral 8 sur cette plaque 2 dans une position bien déterminée, le dispositif représenté comprend encore deux goupilles cylindriques 9, 10, qui font saillie de la table 2. Chacune de ces goupilles est portée par un tigeron 11 (fig. 3 et 4), passant à travers une fente radiale 12 de la table 2. La base du tigeron 11 est solidaire d'un sabot 13 s'étendant dans un passage 14 du socle 1 situé au-dessous de la table 2. Le sabot 13 est lui-même fixé à un piston 15 coulissant dans un alésage 16 du socle 1.
Dans une variante, on pourrait aussi tailler la partie supérieure des goupilles 9, 10, qui entre en contact avec le spiral, en forme de secteur cylindrique dont l'angle au centre serait par exemple de 900, et orienter ces goupilles de façon qu'elles entrent en contact avec le spiral par l'arête de leur secteur cylindrique.
Cette variante aurait l'avantage de permettre l'utilisation de goupilles ayant un diamètre double, ce qui augmenterait leur rigidité ainsi que leur stabilité. Les goupilles de cette variante auraient en outre l'avantage de faciliter le centrage du spiral 8 sur la plaque 2, car l'observation du contact entre l'arête du secteur cylindrique située dans l'axe de la goupille avec le spiral est plus aisée et plus précise que celle d'une goupille entièrement cylindrique.
Ainsi que cela resort des fig. 2 et 3, les alésages 16 et les passages 14 sont parallèles aux fentes 12 de la table 2.
Un ressort de pression 17, prenant appui au fond de l'alésage 16, agit sur le piston 15 de façon à le maintenir en contact avec la tige 18 d'un micromètre 19 fixé par une bride 20 au socle 1 et comprenant un mécanisme de blocage (non représenté). Les deux micromètres 19 du dispositif représenté permettent, par conséquent, d'ajuster la position des goupilles 9, 10 par rapport au tenon 4 avec une grande précision.
Un montant 21 est encore fixé au socle 1 et porte le générateur 22 du faisceau de lumière cohérente du Laser, un système optique 23 de focalisation contenant des organes de réglage (non représentés), ainsi qu'une chemise de protection 24. Afin que le tir du Laser puisse être dirigé sur le point voulu, des organes de réglage (non représentés) sont prévus entre le montant 21 et les dispositifs 22 et 23.
Dans l'exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon ce brevet, qui est illustré au dessin, le spiral 8 est destiné à être fixé à une virole 6 qui comprend un voile 25 dont l'épaisseur est approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral 8, ainsi que cela ressort de la fig. 5. En plan, le voile 25 a la forme générale d'un losange (fig. 6) dont les sommets 26 st- tués aux extrémités de la grande diagnonale sont arrondis en arcs de cercle centrés sur raxe de la virole. Comme on le voit à la fig. 6, le voile 6 a une forme parfaitement symétrique par rapport à l'axe de la virole, de sorte que cette dernière ne risque pas de perturber l'équilibrage de l'ensemble balancier-spiral.
Vu sa forme extrêmement simple, la virole 6 peut être fabriquée très facilement par décolletage à partir d'une barre ronde. Les bouts arrondis 26 du voile 25 font naturellement partie d'une même portée tournée. Quant aux bords rectilignes du voile, ils peuvent être obtenus par fraisage à l'aide de fraises parallèles, en arrêtant pendant tourner un voile circulaire sur la décolleteuse et obtenir les bords rectilignes de ce voile par découpage à l'étampe. En même temps, on pourra rectifier le diamètre du trou central de la virole et lui donner ainsi une cote très précise. La virole 6 pourrait aussi être fabriquée par emboutissage au moyen d'étampes progressives, en partant d'un lopin cylindrique ou de forme.
Vu que le manchon 5 est mince, la virole, bien qu'elle ne soit pas fendue, peut aisément être ajustée de la façon qui convient sur l'axe du balancier auquel elle est destinée.
La hauteur du manchon 5 est évidemment choisie en fonction de la distance à prévoir entre le spiral 8 et le balancier.
Ainsi qu'on le voit en particulier à la fig. 6, le spiral 8, qui repose librement sur la table 2, est tenu dans une position centrée bien déterminée, d'une part, par l'arête 27 du voile 25 de la virole 6, et, d'autre part, par les goupilles 9 et 10. Ces dernières sont situées dans des plans radiaux, issus de l'axe du tenon 4, qui forment entre eux un angle de 1200. Par ailleurs, les excentriques sont réglés de façon que l'arête 27 de la virole 6 soit dans un plan radial de la table 2, formant aussi des angles de 1200 par rapport aux plans radiaux des goupilles 9 et 10.
La distance de la goupille 10 à l'axe du tenon 4 est réglée à l'aide du micromètre 19 correspondant de façon à être égale au rayon du tournage 26 plus un tiers de pas du spiral. Quant à la goupille 9, elle est elle-même d'un tiers de pas du spiral plus éloignée de l'axe du tenon 4 que la goupille 10. Dans le cas d'un spiral enroulé dans le sens opposé, la lame de ce spiral reposera non plus contre l'arête 27 du voile de la virole, mais contre L'arête 32. Pour que cette arête 32 puisse être placée à 1200 des goupilles 9 et 10, il est prévu d'utiliser une autre table 2 dont les excentriques 7 aient des emplacements qui permettent un tel guidage.
I1 serait naturellement aussi possible de prévoir une autre paire de trous dans la table 2 et d'y introduire les excentriques 7, quand il s'agit de traiter un spiral enroulé dans le sens opposé. Quant aux goupilles 9 et 10, elles seraient évidemment réglées de façon inverse pour un tel spiral.
Les techniques modernes de fabrication des spiraux permettent d'atteindre une telle régularité que, pour une série de fabrication donnée, il est possible de déterminer à l'avance l'emplacement le long de la lame du spiral de l'extrémité interne de sa partie active de façon qu'au moment de la mise en place de l'ensemble balancierspiral dans la montre, les règles du point d'attache, bien connues des hommes du métier, soient automatiquement respectés.
L'emplacement le long de la lame du spiral de cette extrémité intérieure de sa partie active ayant été déterminée pour une série de spiraux, on prendra une série de viroles dont le diamètre du tournage 26 corresponde à cet emplacement de telle façon que, dans la position représentée à la fig. 6, l'arête 27 de la virole 6 entre précisément en contact à l'endroit voulu avec la lame du spiral 8, sans toutefois provoquer aucune déformation de cette dernière. La position des goupilles 9 et 10 est alors réglée en fonction du diamètre du tournage 26 correspondant à la série de spiraux considérée.
On remarquera enfin que les goupilles 9 et 10 ne doivent pas nécessairement se trouver sur des rayons situés à 1200 de l'arête 27. Les trois points d'appui constitués par ces goupilles et cette arête assureront toujours le centrage du spiral sur l'axe de la virole, quelles que soient leurs positions angulaires respectives le long de la spire intérieure du spiral. On peut, par exemple, choisir les positions angulaires respectives des goupilles 9 et 10 en fonction de la forme donnée au voile de la virole, de façon que les goupilles se trouvent aux endroits où il y a le plus de place entre ce voile et le spiral. Les distances des goupilles 9 et 10 à l'axe de la virole devront naturellement être calculées en fonction de leurs positions angulaires et du pas du spiral.
Il résulte de la description précédente que la lame du spiral 8 est placée autour de la virole et des goupilles 9 et 10 du dispositif décrit sans entraîner aucune déformation de sa spire intérieure.
Les moyens de guidage décrits du spiral ont non seulement l'avantage d'en assurer le centrage, mais aussi celui de jauger les dimensions de la spire intérieure. Or, si dans une même série de spiraux, les extrémités intérieures sont coupées de façon que la première spire de ces spiraux ait toujours la même dimension, déterminée à l'avance, on sait par expérience que les conditions du point d'attache sont automatiquement satisfaites avec une précision suffisante.
Avant de mettre le spiral en place sur le dispositif décrit, il suffira donc, pour éliminer le crochet formé à son extrémité intérieure lors de sa fabrication, de couper une partie interne du spiral de telle façon que sa première spire ait alors des dimensions inférieures à celles qui sont requises. Le spiral ainsi préparé pourra ensuite être placé sur la table 2 de façon à s'engager librement autour de la virole et des goupilles 9 et 10.
A ce moment, il suffit de le a visser en le faisant tourner autour de ces trois éléments jusqu'à ce qu'il entre en contact avec eux, mais sans se déformer, pour réaliser simultanément son centrage et le jaugeage de sa spire intérieure.
Comme épaisseur du voile 25 est égale à la hauteur de la lame 8 et que tous deux reposent sur la table 2, le bord latéral, constitué par la tranche supérieure 28 de la lame du spiral 8 et la face supérieure du voile 25 sont coplanaires.
Pour opérer la fixation du spiral à la virole 6, les dispositifs 22 et 23 (fig. 1) sont réglés, en premier lieu, de façon que l'axe du faisceau de lumière cohérente du Laser coïncide au moins approximativement avec l'arête 27. Le tir du Laser est de plus centré sur cette arête de façon à provoquer une fusion simultanée de l'extrémité intérieure du spiral 8 et du coin du voile 25.
Des résultats intéressants ont été obtenus à l'aide d'un appareil Laser à rubis dont la puissance peut être variée par un réglage manuel agissant sur les circuits électroniques d'alimentation de l'émetteur du rayon Laser, ainsi qu'en intercalant, entre l'émetteur de ce rayon et les pièces à souder, un système optique de convergences, un diaphragme et des filtres optiques. En prévoyant un angle d'ouverture d'environ 9o du cône du faisceau incident sur les deux pièces à souder et en réglant l'intensité de l'émission de façon à faire fondre la lame du spiral 8 environ jusqu'à la moitié de sa hauteur, on a pu constater que la fixation du spiral à la virole répondait à toutes les exigences.
Afin que l'impact du Laser ne provoque pas un déplacement accidentel du spiral pendant le soudage, un plot 29 (fig. 3) recouvrant au moins la première spire intérieure du spiral 8 maintient celui-ci appliqué sur la table 2 par pression, mais sans le déformer. Ce plot 29 présente une ouverture centrale 30 destinée à s'emboîter autour du manchon 5 de la virole, ainsi qu'un trou (non représenté) à l'endroit où le rayon Laser doit passer.
Dans les conditions de travail décrites, l'impact du
Laser, au niveau de la tranche 28 et de la face supérieure du voile 25, est situé à l'intérieur d'une zone circulaire 31 (fig. 6) qui n'atteint pas la seconde spire de la lame du spiral 8. Le diamètre de cette zone de soudure peut varier 5/100 à 40/100 mm selon le pas du spiral sans perturber les conditions de fixation de celui-ci à la virole.
Le bout du spiral, qui s'étend éventuellement au-delà de l'arête 27 vers l'intérieur, est automatiquement sectionné par le faisceau Laser au droit de cette arête, en opérant dans les conditions décrites.
Le procédé de fixation décrit n'est évidemment pas limité à la forme de virole représentée au dessin. En particulier, si la virole présente une portion de surface en forme de spirale, le faisceau Laser peut être dirigé selon n'importe quelle génératrice de la surface de contact entre le spiral et la virole. I1 suffit que le contact entre ces deux pièces soit intime, c'est-à-dire qu'il n'y ait aucun coussin d'air entre deux. I1 faut aussi, bien entendu, que le spiral et la virole aient des faces situées à fleur l'une de l'autre au point d'impact du Laser.
I1 n'est toutefois pas nécessaire que les deux faces en question soient perpendiculaires à l'axe du faisceau de lumière cohérente; elles pourraient être aussi parallèles à cet axe. Ainsi, dans l'exemple représenté à la fig. 6, si le bord extrême intérieur de la lame du spiral 8 était placé à fleur du bord rectiligne du voile 25 aboutissant à l'arête 27, le faisceau Laser travaillerait tout aussi bien de façon tangentielle. Pour de grandes séries de fabrication, on pourrait naturellement prévoir un dispositif à butées et goupilles fixes en lieu et place des butées 7 et des goupilles 9, 10 réglables, pour chaque série de spiraux.
REVENDICATION I
Procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, au cours duquel cette extrémité du spiral conserve sa forme originale, caractérisé en ce que la lame du spiral et la virole sont posées l'une et l'autre dans les positions respectives qu'elles devront occuper après la fixation, la lame du spiral étant totalement détendue et la virole reposant intimement contre elle au moins le long d'une ligne de contact parallèle à l'axe du spiral, toutefois sans provoquer une déformation quelconque de cette lame, celle-ci ayant un bord et la virole une face, qui, sur ladite ligne de contact ou le long de celle-ci, arrivent à fleur l'un de l'autre, et en ce que, tout en maintenant fermement la lame du spiral et la virole dans leurs positions respectives, on focalise un Laser,
dirigé au moins approximativement selon ladite ligne de contact, sur les portions de surface affleurantes du spiral et de la virole, qui entourent ladite zone de contact intime entre ces deux pièces.
SOUS -REVENDICATION
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la focalisation du faisceau Laser est réglée de façon que l'angle d'ouverture du cône d'incidence de ce faisceau sur les pièces à souder soit environ égal à 90.
REVENDICATION Il
Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant, sur une table de travail, des moyens de guidage capables de tenir la virole dans une position déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux goupilles faisant saillie de ladite table et dont les emplacemens sont tels par rapport à la virole que ces goupilles et la virole constituent des moyens de gui- dage du spiral, qui maintiennent ce dernier dans une position centrée bien déterminée sans le déformer.
SOUS -REVENDICATIONS
2. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que, par rapport au plan radial de ladite table issu de l'axe de la virole et passant par la ligne de contact selon laquelle le Laser est dirigé, les deux dites goupilles sont dans des plans radiaux se trouvant à 1200.
3. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que chacune des deux dites goupilles est réglable dans son plan radial.
4. Dispositif selon la revendication II ou l'une des sous-revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage de la virole, qui en assurent l'orientation autour dè son axe, sont réglables.
REVENDICATION III
Spiral virolé obtenu par le procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il est fixé à un voile de la virole dont l'épaisseur est au moins approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral et dont le contour a une forme symétrique par rapport à l'axe de la virole.
SOUS-REVENDICATIONS
5. Spiral selon la revendication III, caractérisé en ce que ledit voile est venu de fabrication en une pièce avec un manchon destiné à assurer l'ajustement de la virole sur l'axe du balancier.
6. Spiral selon la revendication III ou la sous-revendication 5, caractérisé en ce que le contour dudit voile a la forme générale d'un losange dont les sommets situés aux extrémités de la grande diagonale sont arrondis.
7. Spiral selon la sous-revendication 6, caractérisé en ce que lesdits sommets sont arrondis selon un arc de cercle centré sur l'axe de la virole.
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