CH720380A2 - Balancier pour mouvement d'horlogerie - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un ensemble comprenant un balancier comportant un moyeu relié à une serge par au moins un bras, au moins la serge étant réalisée en un premier matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01, et isolant électriquement, et un axe agencé pour recevoir ledit balancier, l'axe étant réalisé en un second matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01, de densité supérieure à 6.5, et conducteur électriquement.

Description

Domaine technique de l'invention

[0001] L'invention se rapporte à un balancier pour pièce d'horlogerie, ainsi qu'à un ensemble axe/balancier.

Arrière-plan technologique

[0002] L'organe régulateur d'une pièce d'horlogerie comporte généralement un volant d'inertie appelé balancier. Cette pièce est déterminante pour la qualité de marche de la pièce d'horlogerie. En effet, l'association d'un balancier et d'un ressort spiral forme un oscillateur qui permet de réguler le mouvement à une fréquence déterminée.

[0003] Actuellement, dans un balancier pour mouvement de montre, la serge et les bras sont réalisés à partir d'un alliage à base de cuivre, notamment en cupro-béryllium, en laiton, en maillechort ou en Declafor. Le cupro-béryllium qui est majoritairement utilisé offre une combinaison avantageuse de qualités qui comprennent, en particulier, amagnétisme, une bonne stabilité chimique et des caractéristiques mécaniques suffisantes. La densité de ces alliages est généralement supérieure à 8.

[0004] La problématique des champs magnétiques est bien connue des horlogers et est rencontrée de plus en plus régulièrement. Les champs magnétiques se font de plus en plus présents dans la vie quotidienne et perturbent le fonctionnement des montres mécaniques, ce qui entraine une forte dérive de marche.

[0005] Pour résoudre ce problème, les solutions envisagées jusqu'à présent tournent toutes autour de matériaux amagnétiques pour le spiral (Si ou alliages base Nb), les points de pivotement (axe de balancier, tige d'ancre, pignon d'échappement), les planches de roues et planches d'ancre.

[0006] Les matériaux utilisés pour la serge de balancier sont habituellement amagnétiques : laiton, maillechort, cupro-béryllium mais ils présentent une bonne conductivité électrique.

[0007] Malgré la combinaison de tous ces matériaux amagnétiques, un mouvement présente une importante dérive sous un champ magnétique.

[0008] Il est généralement admis que cette dérive est due à la présence d'éléments ferromagnétiques dans les composants du mouvement, qui sont autres que l'échappement et l'oscillateur, tels que le piton ou la tige de remontoir par exemple.

[0009] Ainsi, même en remplaçant ces pièces par des pièces en matériau sans éléments ferromagnétiques, cette dérive de marche est toujours constatée.

[0010] Les inventeurs ont découvert que cette dérive peut être attribuée à l'influence des courants de Foucault. Ceux-ci apparaissent lorsqu'un matériau conducteur est en mouvement dans un gradient de champ magnétique ou lorsqu'un balancier est en rotation dans un champ constant parallèle à la serge du balancier, ce qui influe également sur la marche du balancier.

[0011] On connait également, de certains constructeurs, des balanciers dont au moins la serge est réalisée en matériau céramique ou en diamant. Cependant, bien qu'amagnétiques, de tels matériaux sont très difficilement usinables pour la réalisation de balanciers et rendent les coûts de fabrication très élevés.

[0012] Un but de la présente invention est par conséquent de proposer un balancier dépourvu des limitations connues en utilisant un alliage spécifique amagnétique et insensible aux courants de Foucault. Un autre but de la présente invention est de proposer un balancier avec une serge dont la densité est suffisamment élevée pour permettre l'intégration du balancier dans l'encombrement disponible pour un mouvement donné. En effet, si la densité est trop faible, comme c'est généralement le cas pour les céramiques, le balancier devient trop grand pour une inertie donnée et ne peut plus être logé dans le mouvement.

[0013] Un autre but de l'invention est de fournir un ensemble dont l'axe est réalisé en un matériau permettant à la fois de limiter la sensibilité aux champs magnétiques et d'obtenir des propriétés mécaniques permettant de répondre aux exigences de résistance à l'usure et aux chocs et dans le domaine horloger.

Résumé de l'invention

[0014] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un ensemble comprenant un axe de balancier et un balancier dont au moins la serge est réalisée en un matériau amagnétique.

[0015] A cet effet, la présente invention concerne un ensemble comprenant un balancier comportant un moyeu relié à une serge par au moins un bras, au moins la serge étant réalisée en un premier matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01, et isolant électriquement, et un axe agencé pour recevoir ledit balancier, l'axe étant réalisé en un second matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01, de densité supérieure à 6.5, et conducteur électriquement.

[0016] Conformément à d'autres variantes avantageuses de l'invention: – le premier matériau présente de préférence une conductivité électrique inférieure ou égale à 2.5MS/m, et plus préférentiellement inférieure ou égale à 1.5MS/m ; – le premier matériau présente une densité supérieure à 2 ; – le premier matériau présente une densité supérieure à 4 ; – le premier matériau présente une densité supérieure à 5 ; – le premier matériau présente une densité supérieure à 6.5 ; – le second matériau présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 5MS/m, – le second matériau présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 10MS/m ; – le second matériau est du tungstène ; – le second matériau est du tungstène dopé à l'oxyde de lanthane ; – le premier matériau est choisi parmi : les métaux ou alliages métalliques, les céramiques, les composites céramique-métal, les métaux durs amagnétiques ; – le premier matériau est un alliage qui contient comme constituants principaux du chrome, du fer, du nickel et/ou du cobalt ; – le premier matériau présente une structure cristalline cubique à faces centrées ; – le premier matériau est un alliage austénitique ; – l'alliage austénitique a de préférence une teneur en chrome supérieure à 10 %, de préférence supérieure à 15 % ; – l'alliage austénitique est choisi parmi : l'acier 316L, l'acier 904L, le Phynox ou le MP35N.

[0017] L'invention concerne également un mouvement horloger comprenant un balancier conforme à l'invention.

[0018] L'invention concerne aussi une montre comprenant un mouvement équipé d'un balancier selon l'invention.

Description détaillée de l'invention

[0019] L'invention se rapporte à un ensemble comprenant un balancier et un axe de balancier. L'axe de balancier supporte une roue de balancier comprenant une serge, au moins un bras fait d'une seule pièce avec la serge et un moyeu. Les bras s'étendent depuis le moyeu disposé au centre du balancier, et dans lequel l'axe est chassé contre un épaulement. De manière classique, l'axe supporte en outre une virole, destinée à la fixation d'un spiral non représenté.

[0020] Selon l'invention, au moins la serge du balancier est réalisée en un premier matériau amagnétique, et isolant électriquement, et l'axe de balancier est réalisé en un second matériau amagnétique, de densité supérieure à 6.5, et conducteur électriquement.

[0021] Par matériau amagnétique, on entend au sens de la présente invention, un matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01.

[0022] Par matériau isolant électriquement, on entend un matériau qui est faiblement ou très faiblement conducteur électriquement, ou dont la conductivité électrique est inférieure ou égale à 2.5MS/m,

[0023] Par matériau conducteur électriquement, on entend un matériau dont la conductivité électrique est supérieure à 5MS/m.

[0024] Selon l'invention, le premier matériau dans lequel est réalisé le balancier présente une conductivité électrique inférieure ou égale à 2.5MS/m, et de préférence, la conductivité électrique est inférieure ou égale à 1.5MS/m. Une telle conductivité électrique permet de limiter l'influence des courants de Foucault et ainsi les dérives de marche lorsque la montre est sous un champ magnétique.

[0025] Selon l'invention, le premier matériau formant le balancier présente une densité supérieure à 2.

[0026] Selon l'invention, le premier matériau présente une densité supérieure à 4.

[0027] Selon l'invention, le premier matériau présente une densité supérieure à 5.

[0028] Selon l'invention, le premier matériau présente une densité supérieure à 6.5.

[0029] Le premier matériau formant le balancier est choisi parmi les métaux, les alliages métalliques, les céramiques comme l'oxyde d'ytterbium, l'oxyde d'Europium (III), l'oxyde de dysprosium, l'oxyde de cérium (IV) ou l'oxyde de néodyme, la zircone, les composites céramique-métal ou les métaux durs amagnétiques tels que le carbure de tungstène avec un liant nickel ou encore le titane grade 5.

[0030] Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le premier matériau formant le balancier est réalisé à partir d'un alliage qui contient comme constituants principaux du fer, du chrome, du nickel et/ou du cobalt, et présente une structure cristalline cubique face centrées.

[0031] De manière encore plus préférentielle, le balancier est réalisé en un alliage austénitique choisi parmi l'acier 316L, l'acier 904L, le Phynox ou le MP35N. Bien évidemment, d'autres alliages austénitiques aux propriétés similaires peuvent être utilisés sans difficultés particulières pour l'homme du métier.

[0032] Un tel alliage austénitique a de préférence une teneur en chrome (Cr) supérieure à 10 %, de préférence supérieure à 15 %.

[0033] Par exemple, l'alliage utilisé pour la réalisation du balancier est un acier 316L constitué d'un maximum de 0,02 % de carbone (C), d'un maximum de 1 % de silicium (Si), d'un maximum de 2 % de manganèse (Mn), d'un maximum de 0,04% de phosphore (P), au maximum 0,03% de soufre (S), entre 16% et 18% de chrome (Cr), entre 2 et 2,5% de molybdène (Mo), et entre 10,5% et 13% de nickel (Ni).

[0034] Selon l'invention, le second matériau dans lequel est réalisé l'axe du balancier présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 5MS/m.

[0035] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le second matériau dans lequel est réalisé l'axe du balancier présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 10MS/m.

[0036] Il est à noter que l'effet des courants de Foucault sur l'axe de balancier est négligeable par rapport à celui sur la serge.

[0037] Selon un mode de réalisation de l'invention, le second matériau formant l'axe du balancier est le tungstène. Le tungstène est un matériau paramagnétique, qui présente une densité de 19.25 et une conductivité électrique de 17.9MS/m.

[0038] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'axe est réalisé en tungstène dopé à l'oxyde de lanthane.

[0039] Le tungstène combine une faible perméabilité magnétique, une grande dureté ainsi qu'une très bonne résistance à l'usure. De plus, le tungstène avec un ajout d'oxyde de lanthane conserve la majorité des propriétés précitées et est plus facilement usinable par enlèvement de copeaux.

[0040] Ainsi, un ensemble selon l'invention peut comprendre, par exemple, un axe en tungstène et un balancier en titane (grade 5), ou un axe en tungstène et un balancier en zircone, ou encore un axe en tungstène dopé à l'oxyde de lanthane et un balancier en zircone ou titane (grade 5).

[0041] Selon les besoins de l'homme du métier, le balancier est revêtu d'une couche, notamment décorative, par galvanoplastie, dépôt PVD ou CVD.

[0042] L'axe peut être revêtu d'une couche, notamment du NiP ou NiB chimique pour améliorer ses propriétés, notamment sa dureté, sa tenue à l'usure et aux frottements.

[0043] L'invention concerne également un mouvement horloger et une pièce d'horlogerie équipés d'un balancier conforme à l'invention.

Claims (17)

1. Ensemble comprenant un balancier comportant un moyeu relié à une serge par au moins un bras, au moins la serge étant réalisée en un premier matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01 et qui est isolant électriquement, et un axe agencé pour recevoir le balancier, l'axe étant réalisé en un second matériau dont la perméabilité magnétique relative est inférieure à 1.01, de densité supérieure à 6.5, et conducteur électriquement.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau présente une conductivité électrique de préférence inférieure ou égale à 2.5MS/m, et plus préférentiellement inférieure à 1.5MS/m.

3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier matériau présente une densité supérieure à 2.

4. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier matériau présente une densité supérieure à 4.

5. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier matériau présente une densité supérieure à 5.

6. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier matériau présente une densité supérieure à 6.5.

7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le second matériau présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 5S/m.

8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le second matériau présente une conductivité électrique supérieure ou égale à 10MS/m.

9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le second matériau est du tungstène.

10. Ensemble selon la revendication 1 à 8, caractérisé en ce que le second matériau est du tungstène dopé à l'oxyde de lanthane.

11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier matériau est choisi parmi les métaux, les alliages métalliques, les céramiques, les composites céramique-métal ou les métaux durs amagnétiques.

12. Ensemble selon la revendication 1 à 11, caractérisé en ce que le premier matériau est réalisé à partir d'un alliage qui contient comme constituants principaux du fer, du chrome, du nickel et/ou du cobalt.

13. Ensemble selon les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le premier matériau présente une structure cristalline cubique à faces centrées.

14. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le premier matériau est un alliage austénitique.

15. Ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'alliage austénitique a une teneur en chrome supérieure à 10 %, et de préférence supérieure à 15 %.

16. Ensemble selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que l'alliage austénitique est choisi parmi : l'acier 316L, l'acier 904L, le Phynox ou le MP35N.

17. Mouvement comprenant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 16.