CH707861A2 - Ressort de barillet. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un ressort (10) de barillet comportant une première spire interne (1) adaptée à un arbre de rayon théorique (RT) donné. Dans un état initial avant montage et armage, il comporte, suite à ladite première spire (1), une deuxième spire (2) de même concavité que ladite première spire interne (1), puis, après une zone d’inflexion (3), un enroulement (4) de concavité opposée. Il possède en tout point un rayon de courbure (RC) supérieur à un rayon de courbure minimum (RCMIN) pour que ledit ressort (10) soit sollicité à sa contrainte maximale en tout point de son abscisse curviligne dès son premier armage, ledit rayon de courbure (RC) étant inférieur à un rayon de courbure maximum (RCMAX) pour que ledit ressort (10) ne casse pas lors de sa mise en tambour.

Description

Domaine de l’invention

[0001] L’invention concerne un ressort de barillet d’horlogerie pour l’enroulement en spirale autour d’un arbre et comportant une lame avec une première spire interne formant premier coquillon, d’une première longueur, et adaptée à un dit arbre de rayon théorique donné.

[0002] L’invention concerne encore un barillet d’horlogerie comportant un arbre de rayon théorique donné, et au moins un tel ressort.

[0003] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant au moins un tel barillet.

[0004] L’invention concerne le domaine des barillets d’horlogerie, en particulier les barillets moteurs et les barillets de sonnerie.

Arrière-plan de l’invention

[0005] Le ressort de barillet, élément moteur de la montre mécanique, est fabriqué à partir d’un ruban métallique enroulé autour d’un axe et logé dans un tambour de barillet.

[0006] La fabrication du ressort est réalisée en plusieurs étapes: <tb>–<SEP>laminage d’un fil métallique pour obtenir un ruban, <tb>–<SEP>découpe du ruban à une longueur définie incluant la découpe d’une fenêtre à une des extrémités, <tb>–<SEP>réalisation d’un coquillon à l’extrémité du ruban contenant la fenêtre afin de permettre le fixage du ruban à l’arbre (qui contient un crochet). Cette étape se réalise en deux parties: <tb>–<SEP>réalisation du premier coquillon qui correspond à un cercle d’un tour ayant un diamètre inférieur à l’axe pour assurer le crochage du crochet dans la fenêtre, <tb>–<SEP>réalisation d’un deuxième coquillon qui correspond, en pratique, à une spirale de rayon croissant sur environ 0.75 tours afin d’assurer le centrage du coquillon dans le tambour lorsque le ressort est désarmé, <tb>–<SEP>calandrage du reste du ruban dans le sens inverse du coquillon, <tb>–<SEP>fixage de la bride, <tb>–<SEP>mise en tambour.

[0007] La particularité du ressort de barillet est que le matériau travaille à sa contrainte maximum tout le long de l’abscisse curviligne grâce à la déformation imposée lors du premier armage. Si le ressort est sorti du tambour, une forme d’équilibre en clé de sol résulte de ce premier armage.

[0008] Un cas particulier est celui d’un barillet à bonde réduite, c’est-à-dire présentant un facteur K inférieur à 9: lors de la fabrication usuelle d’un ressort de barillet, par expérience, le facteur K (rapport entre le rayon de l’axe du barillet / épaisseur du ruban du ressort) se situe entre 9 et 16 pour s’assurer que le produit ne soit pas fragile et pour permettre sa réalisation. La théorie de l’horlogerie préconise d’avoir un facteur K entre 10 et 16, la valeur 11 étant la plus couramment utilisée.

[0009] La réduction du facteur K permet d’augmenter sensiblement le nombre de tours du ressort de barillet et donc la réserve de marche de la montre.

Résumé de l’invention

[0010] L’innovation concerne la réalisation d’un ressort adapté à un tel barillet à bonde réduite, et la conception d’un procédé nouveau mettant en œuvre une modification du coquillonnage pour réaliser un tel ressort à bonde réduite.

[0011] Selon l’invention, afin de pouvoir fabriquer un ressort de barillet à bonde réduite (avec de préférence un facteur K très inférieur à 9), il est nécessaire de réaliser un coquillon total de plus de 1.75 tours afin de s’assurer que l’allongement à la rupture du matériau ne soit pas dépassé lors du premier armage.

[0012] Ainsi, l’invention concerne un ressort de barillet d’horlogerie pour l’enroulement en spirale autour d’un arbre et comportant une lame avec une première spire interne formant premier coquillon, d’une première longueur, et adaptée à un dit arbre de rayon théorique donné, caractérisé en ce que, dans un état initial de sortie de fabrication, et avant tout montage sur un tel arbre et avant tout armage, à l’état libre et à plat, ledit ressort comporte, de l’intérieur vers l’extérieur, suite à ladite première spire interne, une deuxième spire de deuxième longueur de même sens de concavité que ladite première spire interne, à laquelle succède, au travers d’une zone d’inflexion, un enroulement de sens de concavité opposé à celui de ladite spire interne, et en ce que la forme dudit ressort comporte en tout point hors de ladite zone d’inflexion un rayon de courbure local qui est compris entre un rayon de courbure minimum local et un rayon de courbure maximum local, ledit rayon de courbure étant supérieur audit rayon de courbure minimum local pour assurer que ladite lame dudit ressort soit sollicitée à sa contrainte maximale en tout point de son abscisse curviligne dès son premier armage, et ledit rayon de courbure local étant inférieur audit rayon de courbure maximum local pour assurer que ledit ressort ne casse pas lors de sa mise en tambour.

[0013] L’invention concerne encore un barillet d’horlogerie comportant un arbre de rayon théorique donné, et au moins un tel ressort.

[0014] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant au moins un tel barillet.

Description sommaire des dessins

[0015] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où: <tb>la fig. 1<SEP>représente un ressort de barillet dans sa forme libre en «clé de sol» selon l’invention, avec une partie sensiblement linéaire dans une zone d’inversion de sens de concavité; <tb>la fig. 2<SEP>illustre, de façon schématisée, une pièce d’horlogerie comportant un barillet équipé d’un ressort selon l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation de l’invention

[0016] L’invention concerne un ressort 10 de barillet d’horlogerie pour l’enroulement en spirale autour d’un arbre 50, et comportant une lame avec une première spire interne 1 formant premier coquillon, d’une première longueur L1 entre son extrémité interne et un point A visible sur la fig. 1 , et qui est adaptée à un tel arbre 50 de rayon théorique RT donné.

[0017] On appellera indifféremment, dans la suite de l’exposé: première spire 1 ou premier coquillon, pour désigner la spire la plus interne du ressort de barillet, qui est destinée à enserrer l’arbre de barillet sur un tour, et deuxième spire 2 ou deuxième coquillon, la partie du ressort qui vient directement en aval de cette première spire, de même sens de concavité que cette première spire 1, dans un état initial de sortie de fabrication, et avant tout montage sur un tel arbre et avant tout armage, à l’état libre et à plat, du ressort de barillet selon l’invention.

[0018] On appellera côté amont du ressort celui de sa spire interne 1 du côté de sa fixation sur l’arbre de barillet, et côté aval celui de sa spire externe 4 s’accrochant au tambour de barillet.

[0019] Selon l’invention, dans un état initial de sortie de fabrication, et avant tout montage sur un tel arbre 50 et avant tout armage, à l’état libre et à plat, ce ressort 10 comporte, de l’intérieur vers l’extérieur, suite à la première spire interne 1, une deuxième spire 2 de deuxième longueur L2 (entre le point A et un point B d’inflexion visible sur la fig. 1 ), de même sens de concavité que la première spire interne 1.

[0020] A cette deuxième spire 2 succède, au travers d’une zone d’inflexion 3, un enroulement 4 de sens de concavité opposé à celui de la spire interne 1.

[0021] Et la forme du ressort 10 selon l’invention comporte, en tout point hors de cette zone d’inflexion 3, un rayon de courbure RC local qui est compris entre un rayon de courbure minimum RCMIN local et un rayon de courbure maximum RCMAX local.

[0022] Ce rayon de courbure RC local est supérieur au rayon de courbure minimum RCMIN local pour assurer que la lame du ressort 10 soit sollicitée à sa contrainte maximale en tout point de son abscisse curviligne dès son premier armage.

[0023] Et ce rayon de courbure RC local est inférieur au rayon de courbure maximum RCMAX local pour assurer que ce ressort 10 ne casse pas lors de sa mise en tambour.

[0024] Dans le cas préféré d’un facteur K inférieur à 9, la deuxième longueur L2 de ladite deuxième spire 2 est calculée pour l’obtention d’un rapport prédéterminé entre le rayon théorique RT d’une part, et l’épaisseur moyenne EM du ressort 10 au niveau de la première spire interne 1 d’autre part, ce rapport prédéterminé étant inférieur à 9.

[0025] Les valeurs numériques données à titre d’exemple correspondent à un ressort qui est réalisé dans un alliage, qu’on appellera ici «alliage-ressort» qui est typiquement un alliage multiphasé à base cobalt-nickel-chrome, comportant de 44 à 46% de cobalt, de 20 à 22% de nickel, de 17 à 19% de chrome, de 4 à 6% de fer, de 3 à 5% de tungstène, de 3 à 5% de molybdène, de 0 à 2% de titane, de 0 à 1% de béryllium, et de module d’Young compris entre 200 et 240 GPa et un module de cisaillement compris entre 80 et 100 GPa,

[0026] Ces mêmes valeurs conviennent aussi pour un ressort fabriqué avec un alliage du commerce de type Nivaflex ®45/5, usuel pour un ressort de barillet d’horlogerie.

[0027] Afin de pouvoir fabriquer un ressort de barillet à bonde réduite (facteur K très inférieur à 9), il faut réaliser un premier coquillon standard suivi d’un deuxième coquillon de plus de 0.75 tours afin de ne pas dépasser la limite à la rupture du matériau lors de la mise en tambour.

[0028] Notamment, dans une application particulière à un ressort 10 réalisé dans un tel «alliage-ressort», la deuxième longueur développée L2 de la deuxième spire 2 correspond à une spirale d’au moins au moins un tour du ressort 10, de façon à réduire la sollicitation de ce ressort 10 lors de son premier armage de mise en service pour sa mise dans un état dit de service, et de façon à réduire le plus possible la différence locale de courbure en tout point entre ledit état initial et ledit état de service.

[0029] En variante, il est possible d’agir sur d’autres paramètres, notamment et non limitativement: l’amincissement de la lame près du coquillon; l’application d’un traitement thermique particulier près du coquillon pour améliorer la ductilité du matériau; le choix du matériau constituant le ressort.

[0030] L’invention permet d’aller au-delà du domaine d’utilisation habituel, pour un ressort réalisé dans un matériau donné.

[0031] On remarque que l’allongement élastique varie assez peu entre différents aciers à ressort, en revanche l’allongement plastique est plus variable, et l’on peut s’intéresser à des matériaux plus ductiles que l’alliage-ressort de composition décrite plus haut, ou que le Nivaflex ®45/5 bien connu.

[0032] L’invention doit permettre de mettre en œuvre un facteur K encore plus bas, pour un matériau donné.

[0033] On peut ainsi caractériser un matériau à ressort, acier ou autre, par des essais métallurgiques, concentrés en particulier sur les valeurs maximales d’allongement

[0034] Dans l’application particulière de l’invention à un barillet à bonde réduite, ce rapport prédéterminé K est inférieur à 9, et de préférence voisin de 5 ou 6.

[0035] Un facteur K très bas est très favorable car il permet d’augmenter la réserve de marche du barillet correspondant. En effet, le volume gagné se traduit par une augmentation du nombre de tours de développement du ressort de barillet.

[0036] De façon particulière, dans cette même application à l’alliage-ressort ou au matériau Nivaflex ®45/5, dans une réalisation avantageuse, la deuxième longueur développée L2 de la deuxième spire 2 correspond à au moins deux tours du ressort 10, de façon à réduire la sollicitation du ressort 10 lors de son premier armage de mise en service pour sa mise dans un état dit de service, et de façon à réduire le plus possible la différence locale de courbure en tout point entre l’état initial et l’état de service.

[0037] L’invention concerne encore un barillet 100 d’horlogerie comportant un arbre 50 de rayon théorique RT donné, et au moins un tel ressort 10.

[0038] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie 200 comportant au moins un tel barillet 100.

Claims (7)

1. Ressort (10) de barillet d’horlogerie pour l’enroulement en spirale autour d’un arbre (50) et comportant une lame avec une première spire interne (1) formant premier coquillon, d’une première longueur (L1), et adaptée à un dit arbre (50) de rayon théorique (RT) donné, caractérisé en ce que, dans un état initial de sortie de fabrication, et avant tout montage sur un tel arbre (50) et avant tout armage, à l’état libre et à plat, ledit ressort (10) comporte, de l’intérieur vers l’extérieur, suite à ladite première spire interne (1), une deuxième spire (2) de deuxième longueur (L2) de même sens de concavité que ladite première spire interne (1), à laquelle succède, au travers d’une zone d’inflexion (3), un enroulement (4) de sens de concavité opposé à celui de ladite spire interne (1), et en ce que la forme dudit ressort (10) comporte en tout point hors de ladite zone d’inflexion un rayon de courbure (RC) local qui est compris entre un rayon de courbure minimum (RCMIN) local et un rayon de courbure maximum (RCMAX) local, ledit rayon de courbure (RC) local étant supérieur audit rayon de courbure minimum (RCMIN) local pour assurer que ladite lame dudit ressort (10) soit sollicitée à sa contrainte maximale en tout point de son abscisse curviligne dès son premier armage, et ledit rayon de courbure (RC) local étant inférieur audit rayon de courbure maximum (RCMAX) local pour assurer que ledit ressort (10) ne casse pas lors de sa mise en tambour.

2. Ressort (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième longueur développée (L2) de ladite deuxième spire (2) correspond à une spirale d’au moins au moins un tour dudit ressort (10) de façon à réduire la sollicitation dudit ressort (10) lors de son premier armage de mise en service pour sa mise dans un état dit de service, et de façon à réduire le plus possible la différence locale de courbure en tout point entre ledit état initial et ledit état de service.

3. Ressort (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit rayon de courbure (RC) local est supérieur audit rayon de courbure minimum (RCMIN) local pour assurer que ladite lame dudit ressort (10) soit sollicitée à sa contrainte maximale en tout point de son abscisse curviligne dès son premier armage.

4. Ressort (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit rayon de courbure (RC) local est inférieur audit rayon de courbure maximum (RCMAX) local pour assurer que ledit ressort (10) ne casse pas lors de sa mise en tambour.

5. Ressort (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est réalisé dans un alliage multiphasé à base cobalt-nickel-chrome, comportant de 44 à 46% de cobalt, de 20 à 22% de nickel, de 17 à 19% de chrome, de 4 à 6% de fer, de 3 à 5% de tungstène, de 3 à 5% de molybdène, de 0 à 2% de titane, de 0 à 1% de béryllium, et de module d’Young compris entre 200 et 240 GPa et un module de cisaillement compris entre 80 et 100 GPa,

6. Barillet (100) d’horlogerie comportant un arbre (50) de rayon théorique (RT) donné, et au moins un ressort (10) selon l’une des revendications précédentes.

7. Pièce d’horlogerie (200) comportant au moins un barillet (100) selon la revendication précédente.