CH718711A2 - Procédé de fabrication d'une lame ressort d'un organe horloger. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une lame ressort (4) d'un organe horloger (1) agencée pour travailler dans une plage prédéfinie de positions prises par une première extrémité (4a) de la lame ressort (4) lors d'un déplacement d'au moins ladite première extrémité (4a) solidaire en déplacement dudit organe horloger (1), en s'inscrivant dans un espace de déploiement (E) prédéfini, comprenant les étapes de : a) déterminer des objectifs à atteindre par ladite lame ressort (4) selon la fonction de l'organe horloger (1), lesdits objectifs comprenant l'insertion dans ledit espace de déploiement (E) et une raideur prédéterminée sur au moins une partie de ladite plage prédéfinie; b) déterminer des paramètres fixes relatifs à la lame ressort (4), lesdits paramètres fixes comprenant un premier point fixe (A) par rapport à la première extrémité (4a) à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement (E), une position d'un premier point d'accroche (L A ) de ladite première extrémité (4a) à l'état neutre; c) déterminer des paramètres variables relatifs à la lame ressort (4), lesdits paramètres variables comprenant un second point fixe (B) par rapport à la seconde extrémité (4b) de la lame ressort (4) à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement (E), une position d'un second point d'accroche (L B ) de ladite seconde extrémité (4b) à l'état neutre; d) se munir d'un substrat dans un matériau à partir duquel la lame ressort (4) est réalisée pour répondre aux objectifs prédéterminés à l'étape a) et aux paramètres prédéterminés aux étapes b) et c) ; e) générer des formes géométriques de la lame ressort (4) selon la fonction de l'organe horloger (1), ladite forme géométrique de la lame ressort (4) à l'état neutre étant une courbe définie par une spline de degré d passant par n+1 points de contrôle P i , où 2≤d≤n+1 et 0≤i≤n, dont les extrémités P 0 et P n correspondent respectivement aux positions des points d'accroche (L A , L B ), les points de contrôle P 1 à P n-1 étant choisis dans l'espace de déploiement (E) , jusqu'à obtenir, à partir desdits paramètres prédéterminés aux étapes b) et c), au moins une forme géométrique approchante de lame ressort (4) répondant aux objectifs prédéterminés à l'étape a) ; f) optimiser au moins ladite forme géométrique approchante obtenue à l'étape e), les paramètres d'optimisation étant choisis parmi les paramètres prédéterminés à l'étape c) pour obtenir au moins une forme finale de lame ressort (4); g) former dans ledit substrat au moins une lame ressort (4) présentant la forme finale obtenue à l'étape f).

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une lame ressort d'un organe horloger agencée pour travailler dans une plage prédéfinie de positions, notamment de positions angulaires, prises par une première extrémité de la lame ressort lors d'un déplacement, notamment un déplacement angulaire, d'au moins ladite première extrémité de la lame solidaire en déplacement dudit organe horloger, en s'inscrivant dans un espace de déploiement prédéfini.

[0002] La présente invention concerne également une lame ressort d'un organe horloger obtenue par un tel procédé de fabrication.

Etat de la technique

[0003] Les lames ressorts sont traditionnellement utilisées dans le domaine de l'horlogerie mécanique en association avec différents organes horlogers de fonction différentes, tels qu'une bascule, un levier, un doigt ou un sautoir.

[0004] De telles lames ressorts, associées par exemple à une bascule ou un sautoir, présentent classiquement des raideurs positives, la géométrie de la lame générant un couple qui augmente avec le déplacement angulaire de la lame lorsqu'une partie mobile de l'organe horloger auquel la lame est associée, pivote sur elle-même, autour de son axe de pivotement. Par exemple, si l'organe horloger est un sautoir associé à une lame ressort de raideur positive, le couple généré par la lame augmente lorsque la partie mobile du sautoir pivote sur elle-même, affectant le fonctionnement dudit organe horloger. En effet, une augmentation linéaire du couple à partir d'un certain déplacement implique que la consommation d'énergie devient inutile au fonctionnement. De plus, cet effort superflu crée également des frottements et de l'usure.

[0005] Des solutions ont été développées pour proposer des lames ressorts présentant des formes géométriques permettant d'obtenir la raideur adéquate sur une plage prédéterminée de positions angulaires prises par l'une des extrémités de la lame ressort lors d'un déplacement angulaire d'au moins ladite extrémité de la lame ressort lorsque la partie mobile de l'organe horloger auquel ladite extrémité de la lame est associée, pivote sur elle-même, autour de son axe de pivotement. Plus particulièrement, la demanderesse a développé une lame ressort dont la forme géométrique est une courbe de Bézier d'ordre 7 définie par un ensemble des points de coordonnées (x ; y) et des points de contrôle Q0à Q6tels que décrits par exemple dans la publication WO 2020/016818, ladite lame ressort étant conformée de manière à contrôler sa raideur et donc le couple généré. Plus particulièrement, la lame ressort est utilisée pour former un ressort de rappel de bascule associé à un doigt agissant sur une bascule d'un mécanisme de compteur de minutes instantané d'un chronographe, ladite bascule coopérant avec une came entraînée par l'axe de chronographe. La lame ressort du ressort de rappel de bascule est conformée spécialement pour améliorer la constance du couple (i.e. présenter une raideur sensiblement nulle, voire aussi négative) que le ressort de rappel exerce indirectement sur la came et ainsi, d'une part, améliorer la régularité des oscillations de l'organe régulateur du chronographe et donc la précision de la mesure et, d'autre part, diminuer la consommation d'énergie.

[0006] Toutefois, lorsqu'elle est associée à un organe horloger tel qu'une bascule ou un sautoir utilisé dans un mouvement horloger, la lame ressort est souvent l'un des derniers éléments intégrés dans ledit mouvement. De ce fait, la lame ressort doit contourner beaucoup de pièces afin de pouvoir être positionnée et fonctionner correctement. Pour cela, il est souvent nécessaire de prévoir une lame ressort d'une grande longueur, droite ou courbée, permettant de contourner les éléments gênants du mouvement mais augmentant l'encombrement. Il est également possible de travailler à un niveau différent, mais cela a pour inconvénient d'augmenter l'épaisseur globale du mouvement.

[0007] La présente invention a pour but de proposer un nouveau procédé de fabrication d'une lame ressort d'un organe horloger permettant de pallier, au moins en partie, les inconvénients précités, et notamment d'obtenir une lame ressort conformée pour remplir son rôle tout en fonctionnant dans une zone de travail restreinte, en évitant les autres pièces du mouvement.

Divulgation de l'invention

[0008] A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une lame ressort d'un organe horloger agencée pour travailler dans une plage prédéfinie de positions, notamment des positions angulaires, prises par une première extrémité de la lame ressort lors d'un déplacement, notamment un déplacement angulaire, d'au moins ladite première extrémité de la lame ressort, solidaire en déplacement dudit organe horloger, en s'inscrivant dans un espace de déploiement prédéfini, comprenant les étapes de : a) déterminer des objectifs à atteindre par ladite lame ressort selon la fonction de l'organe horloger, lesdits objectifs comprenant l'insertion dans ledit espace de déploiement de la lame ressort et une raideur prédéterminée sur au moins une partie de ladite plage prédéfinie ; b) déterminer des paramètres fixes relatifs à la lame ressort, lesdits paramètres fixes comprenant un premier point fixe par rapport à la première extrémité de la lame ressort à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement, une position d'un premier point d'accroche de ladite première extrémité de la lame ressort à l'état neutre; c) déterminer des paramètres variables relatifs à la lame ressort, lesdits paramètres variables comprenant un second point fixe par rapport à la seconde extrémité de la lame ressort à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement, une position d'un second point d'accroche de ladite seconde extrémité de la lame ressort à l'état neutre; d) se munir d'un substrat dans un matériau à partir duquel la lame ressort est réalisée pour répondre aux objectifs prédéterminés à l'étape a) et aux paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c) ; e) générer des formes géométriques de la lame ressort selon la fonction de l'organe horloger, ladite forme géométrique de la lame ressort à l'état neutre étant une courbe définie par une spline de degré d passant par n+1 points de contrôle Pi, où 2≤d≤n+1 et 0≤i≤n, dont les extrémités P0et Pncorrespondent respectivement aux positions des premier et second points d'accroche des première et seconde extrémités de la lame ressort à l'état neutre, les points de contrôle P1à Pn-1étant choisis dans l'espace de déploiement de la lame ressort, jusqu'à obtenir, à partir desdits paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c), au moins une forme géométrique approchante de lame ressort répondant aux objectifs prédéterminés à l'étape a) ; f) optimiser au moins ladite forme géométrique approchante obtenue à l'étape e), les paramètres d'optimisation étant choisis parmi les paramètres variables prédéterminés à l'étape c) pour obtenir au moins une forme finale ; g) former dans ledit substrat au moins une lame ressort présentant la forme finale obtenue à l'étape f).

[0009] Un tel procédé permet d'obtenir une lame présentant la forme géométrique appropriée pour avoir une raideur prédéterminée sur une plage prédéfinie de positions, notamment des positions angulaires, et adaptée aux caractéristiques imposées à la lame et aux conditions de fonctionnement de l'organe horloger auquel elle est associée, tout en permettant à la lame ressort d'être insérée dans l'espace restant à disposition dans le mouvement autour de l'organe horloger.

[0010] La présente invention concerne également une lame ressort d'un organe horloger obtenue par un tel procédé de fabrication.

Brève description des dessins

[0011] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématisée d'un organe horloger associé à une lame ressort obtenue selon l'invention ; la figure 2 est une vue d'une lame ressort fabriquée selon l'invention, à l'état neutre; la figure 3 est une vue de la lame ressort de la figure 2 après un déplacement angulaire de 20 ; la figure 4 est une représentation graphique du couple généré par la lame ressort représentée sur les figures 2 et 3 en fonction de la position angulaire de la première extrémité de la lame ressort, lors de l'armage et lors du désarmage; et la figure 5 est une représentation graphique de la contrainte maximale du matériau de la lame ressort représentée sur les figures 2 et 3 en fonction du déplacement angulaire de la première extrémité de la lame ressort.

Modes de réalisation de l'invention

[0012] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une lame ressort destinée à être associée à un organe horloger, comprenant au moins une partie mobile, et notamment une partie rotative agencée pour être montée pivotante sur un bâti d'un mouvement horloger selon un axe de pivotement déterminant un premier point fixe et soumise au couple exercé par ladite lame ressort. L'organe horloger peut être par exemple une bascule, un levier, un doigt ou un sautoir, associé à une lame ressort.

[0013] En référence à la figure 1, l'organe horloger 1 peut se présenter sous la forme d'un doigt agencé pour être monté pivotant sur le bâti autour d'un axe 2 définissant l'axe de pivotement dudit organe horloger 1 passant par un premier point fixe A, comme cela sera détaillé plus loin. L'organe horloger 1 est associé à une lame ressort 4 au moyen d'un premier élément rotatif 6 monté pivotant sur l'axe 2 de l'organe horloger 1 et solidaire en rotation dudit organe horloger 1. A cet effet, une première extrémité 4a de la lame ressort 4 est fixée solidairement au premier élément rotatif 6 définissant un premier point d'accroche LApositionné à une distance rAdu premier point fixe A.

[0014] Dans cet exemple, la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 est fixée solidairement à un second élément rotatif 8 définissant un second point d'accroche LB. Ledit second élément rotatif 8 est monté pivotant sur un pivot 10 solidaire du bâti du mouvement, de centre B, déterminant un deuxième point fixe, B, positionné à une distance rBdu second point d'accroche LB. Ainsi, la première extrémité 4a de la lame ressort 4 est commandée en rotation au point A, définissant le centre de rotation du premier élément rotatif 6, à une distance rAet la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 est libre en rotation au point B, définissant le centre de rotation du second élément rotatif 8, à une distance rB, comme représenté sur la figure 3.

[0015] L'organe horloger 1, la lame ressort 4 et ses éléments rotatifs 6, 8 sont de préférence réalisés de manière monolithique. Toutefois, la lame ressort et son premier élément rotatif 6 peuvent également être rapportés et fixés sur l'organe horloger 1.

[0016] La lame ressort 4 est agencée pour travailler dans une plage prédéfinie de positions, et notamment des positions angulaires α (cf. figure 3), prises par la première extrémité de la lame ressort 4 qui est associée à la partie mobile, et notamment la partie mobile rotative, de l'organe horloger 1 lors d'un déplacement, et notamment un déplacement angulaire, d'au moins ladite première extrémité de la lame ressort 4 solidaire en déplacement de ladite partie mobile lorsque ladite partie mobile de l'organe horloger 1 se déplace, et notamment lorsqu'elle pivote sur elle-même, autour de son axe de pivotement, d'un angle α à partir d'une position neutre pour laquelle α=0, et dans laquelle la lame ressort 4 est au repos, à l'état neutre. De telles positions angulaires α sont appelées traditionnellement angles d'armage.

[0017] Dans la présente invention, le déplacement d'au moins ladite première extrémité de la lame ressort 4 est de préférence un déplacement angulaire par rapport au premier point fixe A, ladite plage prédéfinie de positions prises par ladite première extrémité de la lame ressort 4 étant une plage prédéfinie de positions angulaires. Mais il est bien évident que la présente invention peut également s'appliquer à tout autre type de déplacement, tel qu'un déplacement elliptique, linéaire ou courbe.

[0018] De même, la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 est agencée pour se déplacer de préférence selon un déplacement angulaire par rapport au second point fixe B. D'autre types de déplacement sont possibles. Dans une autre variante non représentée, la seconde extrémité de la lame ressort peut même être fixée à une base solidaire du bâti, la position du second point d'accroche restant fixe par rapport au second point fixe B. Toutefois, la variante dans laquelle les deux extrémités de la lame ressort sont pivotées, est préférée, ce mode de réalisation permettant un montage plus facile de la lame ressort sur l'axe de pivotement 2 et le pivot 10.

[0019] Lors du fonctionnement de l'organe horloger 1, la lame ressort 4 se déforme, d'un état préarmé à un état armé final, dans une certaine zone de travail. La lame ressort 4 est fabriquée selon le procédé de l'invention pour être conformée de sorte que, conformément à l'invention, la zone de travail de ladite lame ressort 4 s'inscrive dans un espace de déploiement E prédéfini en fonction de la disposition des autres éléments du mouvement et de l'espace restant à disposition.

[0020] Conformément à l'invention, la lame ressort 4 est fabriquée selon un procédé qui comprend une étape a) consistant à déterminer des objectifs à atteindre par ladite lame ressort 4 selon la fonction de l'organe horloger 1.

[0021] Lesdits objectifs à atteindre selon la fonction de l'organe horloger 1 comprennent au moins l'insertion dans l'espace de déploiement E formant un espace fermé dont les contours sont définis par un ensemble de points de coordonnées (x ;y ; z) identifiés au préalable par le constructeur dans l'espace restant à disposition autour de l'organe horloger 1.

[0022] Les objectifs à atteindre comprennent également un couple correspondant à une raideur prédéterminée sur au moins une partie de la plage prédéfinie de positions prises par la première extrémité 4a de la lame ressort 4.

[0023] D'autres objectifs à atteindre peuvent être par exemple la contrainte maximale le long de la lame ressort qui ne doit pas dépasser la limite élastique de ladite lame ressort, un angle de préarmage, un angle de rotation imposé, les tolérances sur les objectifs à atteindre, le poids des objectifs à atteindre, etc.

[0024] Puis, conformément à l'invention, le procédé comprend une étape b) consistant à déterminer des paramètres fixes relatifs à la lame ressort 4 et une étape c) consistant à déterminer des paramètres variables relatifs à la lame ressort 4.

[0025] Lesdits paramètres fixes comprennent au moins la détermination d'un premier point fixe par rapport à la première extrémité 4a de la lame ressort 4, premier point fixe à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement E, une position du premier point d'accroche LAde ladite première extrémité 4a de la lame ressort 4 à l'état neutre. D'une manière avantageuse, ce premier point fixe correspond au point fixe A par lequel passe l'axe de pivotement de l'organe horloger 1. La position du premier point d'accroche LAde la première extrémité 4a de la lame ressort 4 à son premier élément rotatif, à l'état neutre, sera alors définie par ses coordonnées polaires par rapport au premier point fixe A, c'est-à-dire la distance rAet l'angle ΨAau premier point d'accroche LA, à l'état neutre, par rapport au premier point fixe A, comme représenté sur la figure 2, les points A et LAétant représentés dans un repère orthonormé d'axes x,y.

[0026] Lesdits paramètres variables comprennent au moins le positionnement d'un second point fixe par rapport à la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4, second point fixe à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement E, une position d'un second point d'accroche LBde ladite seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 à l'état neutre. D'une manière avantageuse, ce second point fixe correspond au point fixe B par lequel passe le pivot 10. La position du second point d'accroche LBde la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 à son second élément rotatif, à l'état neutre, sera alors définie par ses coordonnées polaires par rapport au second point fixe B, c'est-à-dire la distance rBet l'angle ΨBau second point d'accroche LB, à l'état neutre, par rapport au second point fixe B, comme représenté sur la figure 2, les points B et LBétant représentés dans un repère orthonormé d'axes x, y.

[0027] Il est bien évident que les points A et B peuvent être inversés, le positionnement de A étant un paramètre variable et le positionnement de B étant un paramètre fixe.

[0028] En plus du premier point fixe A fixé comme paramètre fixe et du second point fixe B défini comme paramètre variable, les paramètres fixes et variables sont choisis parmi le groupe comprenant la hauteur de la lame ressort 4, la limite élastique, le module de Young de la lame ressort 4, liés au matériau de la lame 4, l'épaisseur de la lame ressort 4, la distance rAet l'angle ΨAau premier point d'accroche LAde la première extrémité 4a de la lame ressort 4, à l'état neutre, par rapport au premier point fixe A, la distance rBet l'angle ΨBau second point d'accroche LBde la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4, à l'état neutre, par rapport au second point fixe B.

[0029] Selon la fonction de l'organe horloger 1 et les objectifs à atteindre, les paramètres fixes pour une application peuvent être des paramètres variables pour une autre application.

[0030] Par exemple, selon la fonction de l'organe horloger 1 et les objectifs à atteindre, les paramètres fixes sont la position du premier point fixe A et peuvent être aussi la limite élastique et le module de Young de la lame ressort 4, liés au matériau de la lame, et les paramètres variables relatifs à la lame ressort 4 selon la fonction de l'organe horloger 1 peuvent être la position du second point fixe B et peuvent être aussi la hauteur de la lame ressort 4, l'épaisseur de la lame ressort 4, la distance rA, l'angle ΨA, la distance rBet l'angle ΨB, tels que définis ci-dessus.

[0031] La lame ressort peut présenter une section constante, par exemple une épaisseur constante, ou une section variable, par exemple une épaisseur variable, c'est-à-dire qui varie le long de la lame ressort.

[0032] Le nombre de lame ressort est fixé à 1 mais il pourrait éventuellement varier.

[0033] Puis, conformément à l'invention, le procédé comprend une étape d) consistant à se munir d'un substrat dans un matériau à partir duquel la lame ressort 4 est réalisée pour répondre aux objectifs prédéterminés à l'étape a) et aux paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c). Ledit matériau est par exemple du métal, un alliage métallique, du silicium, un plastique, un verre minéral ou un verre métallique.

[0034] Puis, conformément à l'invention, le procédé comprend une étape e) consistant à générer des formes géométriques de la lame ressort 4 selon la fonction de l'organe horloger 1, ladite forme géométrique de la lame ressort 4 à l'état neutre étant une courbe définie par une spline de degré d passant par n+1 points de contrôle Pi, où 2≤d≤n+1 et 0≤i≤n, dont les extrémités P0et Pncorrespondent respectivement aux positions des premier et second points d'accroche LA, LBdes première et seconde extrémités 4a, 4b de la lame ressort 4 à l'état neutre, définies respectivement par la distance rAet l'angle ΨAet la distance rBet l'angle ΨB, les points de contrôle P1à Pn-1étant choisis dans l'espace de déploiement E de la lame ressort 4, jusqu'à obtenir, à partir desdits paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c), au moins une forme géométrique approchante de celle de la lame ressort 4 répondant auxdits objectifs prédéterminés à l'étape a), à savoir au moins l'insertion dans l'espace de déploiement E et la raideur prédéterminée.

[0035] Puis, conformément à l'étape f) du procédé selon l'invention, on optimise au moins ladite forme géométrique approchante obtenue à l'étape e), les paramètres d'optimisation étant choisis parmi les paramètres variables prédéterminés à l'étape c) pour obtenir au moins une forme finale de lame ressort 4 qui répond au mieux à tous les objectifs prédéterminés à l'étape a).

[0036] D'une manière avantageuse, lors de l'étape f) d'optimisation, des objectifs à atteindre définis à l'étape a) sont précisés. Par exemple, l'angle de préarmage ou la tolérance sur le couple peuvent être plus faibles que les objectifs initiaux.

[0037] Toutes les équations pour modéliser le système défini ci-dessus sont connues de l'homme du métier. Ces équations mettent notamment en relation le couple généré, la longueur et l'épaisseur de la lame, la déformation de la lame et le moment quadratique, et peuvent être programmées dans tout programme de modélisation, tel que Matlab, ou trouvées dans des logiciels de calcul par éléments finis. De même, l'étape f) d'optimisation est mise en oeuvre au moyen de tels outils.

[0038] Plus particulièrement, l'étape e) consiste à estimer une forme de départ de la lame ressort, susceptible de convenir en respectant notamment l'espace de déploiement prédéfini, ce qui permet de définir quelques points de contrôle de départ Piconsidérés comme appartenant à la spline. Puis on fait varier les formes géométriques de la lame ressort en fonction des paramètres variables pour identifier des formes approximatives ou approchantes ainsi qu'une position du second point fixe B approchante, permettant de satisfaire les objectifs à atteindre, c'est-à-dire au moins à la fois le couple ou la raideur prédéterminé sur la plage prédéfinie et les contraintes de la zone de travail afin de respecter l'espace de déploiement prédéfini.

[0039] La courbe définissant la forme de la lame ressort est une courbe polynomiale spline de préférence de degré d égal à 3 ou 4.

[0040] De préférence, n est tel que 2 ≤ n ≤ 20, de préférence 2 ≤ n ≤ 12, et plus préférentiellement 4 ≤ n ≤ 10. Avantageusement n est égal à 10 de sorte qu'il y a 11 points de contrôle.

[0041] On peut modifier la forme de la courbe en ajoutant ou modifiant les coordonnées et plages des points de contrôle.

[0042] Les lames ressorts peuvent avoir toute forme appropriée telle que définie ci-dessus tant qu'il n'y a pas de boucle.

[0043] Puis, le procédé de l'invention comprend l'étape g) qui consiste à former dans le substrat choisi à l'étape d) au moins une lame ressort 4 présentant la forme finale obtenue à l'étape f).

[0044] Si l'organe horloger 1 et la lame ressort 4 forment une pièce monolithique, l'étape g) consiste à former ladite pièce monolithique dans le substrat choisi. La lame ressort ou la pièce monolithique est formée par usinage ou par la technique LIGA, notamment dans le cas où elle est réalisée en métal ou alliage, par gravure ionique réactive profonde (DRIE), notamment dans le cas où elle est réalisée en silicium, par moulage, notamment dans le cas où elle est réalisée en plastique, ou en verre métallique, ou par découpe laser, notamment dans le cas où elle est en verre minéral.

[0045] Selon un mode de réalisation préféré, la forme géométrique de la lame ressort 4 est générée selon l'étape e) et optimisée selon l'étape f) de sorte que ladite lame ressort 4 présente une raideur sensiblement nulle, c'est-à-dire génère un couple sensiblement constant, sur au moins une partie de la plage prédéfinie. On considère que le couple est sensiblement constant pour un écart inférieur à 10%, de préférence inférieur à 5%, et préférentiellement inférieur à 3%, entre la valeur maximale et minimale du couple sur cette plage angulaire.

[0046] Il est bien évident que d'autres contraintes de couples peuvent être ciblées comme objectifs à atteindre.

[0047] Le procédé selon l'invention permet d'obtenir par exemple une lame ressort 4 de forme géométrique représentée sur les figures 2 et 3, correspondant à une spline comprenant 11 points de contrôle, de P0à P10. Cette lame ressort 4 est destinée à être associée à un sautoir par exemple.

[0048] Cette forme est obtenue selon les étapes e) et f) en prenant en compte les objectifs prédéterminés liés au sautoir (couple constant sur une plage prédéfinie de positions angulaires α lors du désarmage par exemple, angle de préarmage, contrainte maximale inférieure à la limite élastique, insertion dans l'espace de déploiement E prédéfini), et comme paramètres fixes, la position du premier point fixe A, le module de Young et la limite élastique de la lame ressort résumés dans les tableaux 1 et 2 ci-dessous. Comme paramètres variables, sont choisis la position du second point fixe B, la hauteur de la lame ressort, l'épaisseur de la lame ressort, les positions des premier et second points d'accroche LA, LBdes première et seconde extrémités de la lame ressort à l'état neutre, définies respectivement par la distance rAet l'angle ΨAet la distance rBet l'angle ΨB, résumés dans le tableau 3 ci-dessous.

Tableau 1

[0049] Couple lors du désarmage (N.mm) 0.5 ± 3% Plage angle de rotation α constant (°) 15° Angle de préarmage (°) <5°, le plus petit possible Minimiser les contraintes < 0.95° Limite élastique Espace de déploiement ensemble de points (x ;y ;z) de l’espace disponible pour la lame

Tableau 2

[0050] Module de Young (GPa) 110 Limite élastique (MPa) 2100 Position du premier point fixe A définie par ses coordonnées [x,y] (mm) [-11.9061,-0.1149] Nombre de lame 1

Tableau 3

[0051] Hauteur (mm) [0.2 ; 0.25] Epaisseur (µm) [100 ;300] Position du second point fixe B définie par ses coordonnées [x,y] (mm) Travailler dans l'espace de déploiement E Distance rA(mm) [1 ;3] Angle à l'état neutre ΨA(°) libre Distance rB(mm) [1 ;3] Angle à l'état neutre ΨB(°) libre

[0052] Les calculs sont faits en considérant que la distance entre le point fixe A, centre de rotation du premier élément rotatif 6, et le bord intérieur dudit premier élément rotatif 6 est de 0.35 mm, de même que la distance entre le point fixe B, centre de rotation du second élément rotatif 8, et le bord intérieur dudit second élément rotatif 8, et que les liaisons pivots sont parfaites, avec un couple de frottement constant µ=0.2.

[0053] On obtient une famille de formes géométriques de lame ressort approchante avec une position de second point fixe B approchante, permettant de satisfaire à la fois un couple constant à 0.5 Nmm et les contraintes de travailler dans l'espace de déploiement E : la lame ressort doit partir de l'extrémité inférieure gauche de l'espace de déploiement E pour arriver sous le second point fixe B, tout en gardant un maximum d'espace disponible pour permettre une rotation/déformation de la lame ressort dans la partie droite de l'espace de déploiement E.

[0054] Puis, selon l'étape f), la forme géométrique approchante obtenue à l'étape e) est optimisée, les paramètres d'optimisation étant choisis parmi les paramètres variables, pour satisfaire toutes les contraintes, par exemple l'angle de préarmage ou la contrainte maximale. Si besoin, il est possible de préciser certains objectifs, tels que l'angle de préarmage ou une variation de couple plus faibles que les objectifs définis initialement.

[0055] La lame ressort 4 des figures 2 et 3 est une lame en verre métallique (ou en NiP) dont l'épaisseur varie, qui présente la forme obtenue correspondant aux paramètres optimisés indiqués dans le tableau 4 ci-dessous :

Tableau 4

[0056] Hauteur (mm) 0.2 Epaisseur (µm) [291.36,100.53,100.46,280.90,299.47,298.10,297.87, 124.54,100.10,100.19,102.41,224.16] Position de B coordonnées [x,y] (mm) [-8.1508,12.1219] Distance rA(mm) 2.312 Angle à l'état neutre ΨA(°) 179.9 Distance rB(mm) 1 Angle à l'état neutre ΨB(°) 261.14

[0057] La forme géométrique de la lame ressort 4 obtenue correspond à la représentation graphique dans un repère orthonormé des 11 points de contrôle définis par les couples de coordonnées (x,y) donnés dans le tableau 5 pour les points de contrôle P1 à P9:

Tableau 5

[0058] P1 -14.1343 0.9485 P2 -13.1126 3.0446 P3 -13.3688 4.8382 P4 -12.8123 6.4309 P5 -11.6419 8.2571 P6 -11.031 7.787 P7 -9.9769 8.2363 P8 -9.4196 10.2361 P9 -8.8966 10.0144

[0059] Les points de contrôle P0et P10correspondant respectivement aux positions des premier et second points d'accroche LA, LBdes première et seconde extrémités 4a, 4b de la lame ressort 4 à l'état neutre sont déjà définis par leurs coordonnées polaires correspondant respectivement aux coordonnées polaires des points d'accroche LAet LBpar rapport aux points fixes A et B, soit respectivement la distance rAet l'angle ΨApour le point de contrôle P0et la distance rBet l'angle ΨBpour le point de contrôle P10indiqués dans le tableau 4.

[0060] En position de repos, à l'état neutre, la lame ressort 4 présente la configuration représentée sur la figure 2 ou représentée en trait tillé sur la figure 3. Puis la lame ressort 4 est armée d'un angle de 20° par rapport à l'état neutre, comme représenté en trait plein sur la figure 3, soit un déplacement angulaire du premier point d'accroche LAde la première extrémité 4a de la lame ressort 4, d'un angle α de 20° autour du point A. La lame ressort 4 se déforme de sorte que la seconde extrémité 4b de la lame ressort 4 pivote également autour du point B, tout en restant dans l'espace de déploiement E.

[0061] La figure 4 représente les résultats d'une simulation de l'évolution du couple de la lame ressort 4 des figures 2 et 3 en fonction du déplacement angulaire α de sa première extrémité 4a par rapport au point fixe A, lors de l'armage (courbe C) et lors du désarmage (courbe C'). La figure 4 montre que la lame ressort 4 obtenue selon l'invention permet d'avoir, lors du désarmage, un couple constant pour un déplacement angulaire α de 2.3° à 20° de sorte qu'un couple constant est obtenu sur un angle de 17.7° environ.

[0062] La raideur de la lame ressort 4 est la dérivée du couple, de sorte que sur la plage angulaire [2.3, 20], la raideur de ladite lame ressort 4 est sensiblement nulle.

[0063] La figure 5 représente la contrainte maximale du matériau de la lame ressort 4 représentée sur les figures 2 et 3 en fonction du déplacement angulaire α de la première extrémité 4a de la lame ressort 4. Pour un angle α de 20°, la contrainte maximale est égale à 1474 MPa.

[0064] La lame ressort 4 représentée sur les figures 2 et 3 permet de répondre au mieux à tous les objectifs déterminés : couple constant sur environ 17.7° (objectif ≥ 15°) angle de préarmage d'environ 2.3° (objectif ≤ 5°) contrainte maximale de moins de 1500 MPa (objectif ≤ 2000 MPa).

[0065] Le procédé selon l'invention permet avantageusement de réaliser une lame ressort associée à un organe horloger, de forme géométrique optimisée selon un environnement fixé pour obtenir un effet voulu : on obtient une lame ressort exerçant un couple souhaité sur une plage angulaire tout en évitant les autres pièces du mouvement disposées autour de l'organe horloger. La lame ressort obtenue est de dimensions réduites, pour s'insérer dans l'espace de déploiement prédéfini, et travaille dans le plan de l'organe horloger auquel elle est associée. On obtient alors une meilleure transmission des efforts, de même qu'une réduction de l'encombrement global.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d'une lame ressort (4) d'un organe horloger (1) agencée pour travailler dans une plage prédéfinie de positions prises par une première extrémité (4a) de la lame ressort (4) lors d'un déplacement d'au moins ladite première extrémité (4a) de la lame ressort (4) solidaire en déplacement dudit organe horloger (1), en s'inscrivant dans un espace de déploiement (E) prédéfini, comprenant les étapes de : a) déterminer des objectifs à atteindre par ladite lame ressort (4) selon la fonction de l'organe horloger (1), lesdits objectifs comprenant l'insertion dans ledit espace de déploiement (E) de la lame ressort (4) et une raideur prédéterminée sur au moins une partie de ladite plage prédéfinie; b) déterminer des paramètres fixes relatifs à la lame ressort (4), lesdits paramètres fixes comprenant un premier point fixe (A) par rapport à la première extrémité (4a) de la lame ressort (4) à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement (E), une position d'un premier point d'accroche (LA) de ladite première extrémité (4a) de la lame ressort (4) à l'état neutre ; c) déterminer des paramètres variables relatifs à la lame ressort (4), lesdits paramètres variables comprenant un second point fixe (B) par rapport à la seconde extrémité (4b) de la lame ressort (4) à partir duquel sera déterminée, dans l'espace de déploiement (E), une position d'un second point d'accroche (LB) de ladite seconde extrémité (4b) de la lame ressort (4) à l'état neutre; d) se munir d'un substrat dans un matériau à partir duquel la lame ressort (4) est réalisée pour répondre aux objectifs prédéterminés à l'étape a) et aux paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c) ; e) générer des formes géométriques de la lame ressort (4) selon la fonction de l'organe horloger (1), ladite forme géométrique de la lame ressort (4) à l'état neutre étant une courbe définie par une spline de degré d passant par n+1 points de contrôle Pi, où 2≤d≤n+1 et 0≤i≤n, dont les extrémités P0et Pncorrespondent respectivement aux positions des premier et second points d'accroche (LA, LB) des première et seconde extrémités (4a, 4b) de la lame ressort (4) à l'état neutre, les points de contrôle P1à Pn-1étant choisis dans l'espace de déploiement (E) de la lame ressort (4), jusqu'à obtenir, à partir desdits paramètres fixes et variables prédéterminés aux étapes b) et c), au moins une forme géométrique approchante de lame ressort (4) répondant aux objectifs prédéterminés à l'étape a) ; f) optimiser au moins ladite forme géométrique approchante obtenue à l'étape e), les paramètres d'optimisation étant choisis parmi les paramètres variables prédéterminés à l'étape c) pour obtenir au moins une forme finale de lame ressort (4); g) former dans ledit substrat au moins une lame ressort (4) présentant la forme finale obtenue à l'étape f).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'étape f) d'optimisation, des objectifs à atteindre définis à l'étape a) sont précisés.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que n est tel que 2 ≤ n ≤ 20, de préférence 2 ≤ n ≤ 12, et plus préférentiellement 4 ≤ n ≤ 10.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme géométrique de la lame ressort (4) est générée selon l'étape e) et optimisée selon l'étape f) de sorte que ladite lame ressort (4) présente une raideur sensiblement nulle sur au moins une partie de la plage prédéfinie.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en plus du premier point fixe (A) fixé à l'étape b) et du second point fixe (B) défini à l'étape c), les paramètres fixes et variables sont choisis parmi le groupe comprenant la hauteur de la lame ressort (4), la limite élastique, le module de Young de la lame ressort (4), l'épaisseur de la lame ressort (4), la distance (rA) et l'angle (ΨA) au premier point d'accroche (LA) de la première extrémité (4a) de la lame ressort (4) à l'état neutre par rapport au premier point fixe (A), la distance (rB) et l'angle (ΨB) au second point d'accroche (LB) de la seconde extrémité (4b) de la lame ressort (4) à l'état neutre par rapport au second point fixe (B).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe horloger (1) est agencé pour être monté pivotant selon un axe de pivotement déterminant le premier point fixe (A) et en ce que le déplacement d'au moins ladite première extrémité (4a) de la lame ressort (4) est un déplacement angulaire par rapport au premier point fixe (A), ladite plage prédéfinie de positions prises par ladite première extrémité (4a) de la lame ressort (4) étant une plage prédéfinie de positions angulaires.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde extrémité (4b) de la lame ressort (4) est agencée pour se déplacer selon un déplacement angulaire par rapport à un pivot (10) solidaire d'un bâti et déterminant le second point fixe (B).

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les objectifs à atteindre définis à l'étape a) comprennent en outre un angle de préarmage et une contrainte le long de la lame ressort (4) maximale.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe horloger (1) est choisi parmi le groupe comprenant une bascule, un levier, un doigt et un sautoir.

10. Lame ressort (4) d'un organe horloger (1) obtenue par le procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 9.