Cassette de mécanisme d'horlogerie |
|||||||
申请号 | EP14157644.7 | 申请日 | 2014-03-04 | 公开(公告)号 | EP2790066B1 | 公开(公告)日 | 2017-11-15 |
申请人 | Nivarox-FAR S.A.; | 发明人 | Stranczl, Marc; Hessler, Thierry; Helfer, Jean-Luc; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | L'invention concerne une cassette de mécanisme d'horlogerie comportant au moins une surface d'appui pour son positionnement dans un mouvement et au moins une platine inférieure et un pont supérieur, au moins ladite platine ou ledit pont étant rigide, entre ou sur lesquels sont agencés des composants fonctionnels dont au moins deux sont mobiles l'un par rapport à l'autre, et entre lesquels dits platine et pont est pivoté ou déplacé au moins un dit composant fonctionnel mobile en pivotement ou en déplacement, où ladite platine inférieure et ledit pont supérieur forment un composant monobloc indémontable avec au moins un desdits organes fonctionnels, et monobloc avec au moins un élément de liaison déformable élastiquement, et où ladite platine et ledit pont sont mobiles entre une position rapprochée où ils sont écartés d'une distance minimale et une position éloignée où ils sont écartés d'une distance maximale. L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie mécanique comportant au moins une telle cassette. L'invention concerne le domaine des mécanismes d'horlogerie, et plus particulièrement des mouvements intégrant des modules fonctionnels prêts à l'emploi. L'utilisation d'ensembles modulaires permet la réalisation de familles de produits, utilisant une base commune, et chacun personnalisé par des options ou des fonctionnalités différentes, notamment des complications dans le cas d'un mouvement horloger mécanique. La conception de modules ou cassettes de très haute précision permet de combiner une production de grande série avec des produits de qualité. On connaît ainsi des sous-ensembles modulaires de mouvements horlogers, par les demandes de brevets Le document Le document Le document Toutefois, dans une réalisation classique, les modules ne permettent pas toujours la réduction du nombre de composants, qui puisse permettre à la fois un abaissement du coût de production, et une simplification de la gamme d'assemblage, permettant à du personnel de technicité moyenne d'assembler et régler les fonctions les plus complexes. Aussi, l'invention se propose de fournir des modules, de préférence sous forme de cassettes, à nombre de composants réduit, et d'assemblage et réglage de complexité moyenne. La présente invention utilise à cet effet les nouvelles technologies de fabrication de micro-composants, MEMS, « LIGA », lithographie, et similaires, pour optimiser la fabrication de tels modules, présentés ici comme des cassettes. Ces cassettes peuvent, selon le cas être assemblées entre elles de façon irréversible comme dans les deux demandes ci-dessus, ou bien être positionnées et assemblées de façon classique. L'invention concerne, d'une part la composition des cassettes, avec réduction du nombre de composants par intégration combinée de plusieurs composants sous la forme d'un sous-ensemble monobloc, et d'autre part, plus particulièrement, la réalisation monolithique du plus grand nombre de fonctions possible sur une platine ou pont. A cet effet, l'invention concerne une cassette de mécanisme d'horlogerie comportant au moins une surface d'appui pour son positionnement dans un mouvement et au moins une platine inférieure et un pont supérieur, au moins ladite platine ou ledit pont étant rigide, entre ou sur lesquels sont agencés des composants fonctionnels dont au moins deux sont mobiles l'un par rapport à l'autre, et entre lesquels dits platine et pont est pivoté ou déplacé au moins un dit composant fonctionnel mobile en pivotement ou en déplacement, où ladite platine inférieure et ledit pont supérieur forment un composant monobloc indémontable avec au moins un desdits organes fonctionnels, et monobloc avec au moins un élément de liaison déformable élastiquement, et où ladite platine et ledit pont sont mobiles entre une position rapprochée où ils sont écartés d'une distance minimale et une position éloignée où ils sont écartés d'une distance maximale, caractérisée en ce que ladite platine comporte des moyens de clipage agencés pour coopérer, seulement dans ladite position rapprochée, avec des moyens de clipage complémentaire que comporte ledit pont, pour le maintien de ladite platine et dudit pont dans ladite position rapprochée. Selon une caractéristique de l'invention, ladite cassette est une cassette de mécanisme d'échappement, et lesdits composants fonctionnels sont constitués par au moins un organe régulateur pivoté entre ladite platine et ledit pont selon des pivots, au moins une roue d'échappement, des premiers moyens de rappel élastique, et au moins un moyen de blocage intermittent de ladite au moins une roue d'échappement coopérant avec ledit au moins un organe régulateur lequel est animé d'un mouvement alternatif sous l'action des premiers moyens de rappel élastique. L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie mécanique comportant au moins une telle cassette. Le fait de réaliser des composants monolithiques, et en particulier avec la platine ou les ponts, a l'avantage de diminuer le nombre de pièces, éviter les problèmes d'assemblage. L'invention bénéficie de la précision de réalisation de ces composants monolithiques (typiquement, les pièces sont par exemple réalisées en silicium et bénéficient donc d'une précision micrométrique). La cassette monolithique a le principal avantage de garantir les entraxes et de former un mécanisme, en particulier un oscillateur dans une application préférée, prêt à l'emploi. L'invention intègre en particulier des guidages flexibles, dont les avantages sont :
Leur fabrication induit des limitations, notamment une course de déplacement limitée, des efforts de rappel faibles, et une charge limitée. Néanmoins ces limitations ne sont pas rédhibitoires pour nombre de fonctions horlogères, en particulier celles qui sont relatives à la régulation. Ces limitations sont très largement compensées par la haute précision des entraxes, le faible nombre de composants à réaliser et donc une complexité et une durée d'assemblage réduites. Une cassette selon l'invention présente un grand avantage industriel : le mécanisme, notamment un oscillateur, en cassette forme un composant prêt à monter dans un mouvement. Rien n'interdit, d'ailleurs, de concevoir un mouvement entier sous la forme d'une cassette selon l'invention. 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 :
L'invention concerne le domaine des mécanismes d'horlogerie, et plus particulièrement des mouvements intégrant des modules fonctionnels prêts à l'emploi. L'invention concerne une cassette 1 de mécanisme d'horlogerie, comportant au moins une surface d'appui 101 pour son positionnement dans un mouvement 100, et au moins une platine inférieure 2 et un pont supérieur 3, au moins la platine 2 ou le pont 3 étant rigide, c'est-à-dire qu'il comporte au moins une zone, porteuse d'une telle surface d'appui 101, suffisamment rigide pour permettre la manipulation de cette cassette 1, et le maintien de sa précision de fonctionnement, ainsi que de la précision dimensionnelle des entraxes des composants fonctionnels 10 que comporte cette cassette 1, pendant l'assemblage de cette cassette 1, pendant sa manipulation, et après son intégration au mouvement 100. Des composants fonctionnels 10 sont agencés entre ou sur cette platine 2 et ce pont 3. Au moins deux de ces composants fonctionnels 10 sont mobiles l'un par rapport à l'autre. Au moins un tel composant fonctionnel 10 mobile en pivotement ou en déplacement est pivoté ou déplacé entre la platine 2 et le pont 3. Selon l'invention, la platine inférieure 2 ou/et le pont supérieur 3 forme un composant monobloc indémontable 20 avec au moins un des organes fonctionnels 10. Dans une réalisation particulière, au moins un tel composant fonctionnel 10 est monté mobile en pivotement entre cette platine 2 et ce pont 3 dans lesquels il est pivoté, directement ou par l'intermédiaire de paliers. Dans une réalisation particulière, au moins un tel composant fonctionnel 10 qui est pivoté entre la platine 2 et le pont 3 forme un composant monobloc indémontable 20 avec la platine inférieure 2 ou/et le pont supérieur 3. Dans une réalisation particulière, au moins un tel composant fonctionnel 10 est monté mobile en pivotement entre cette platine 2 et ce pont 3 dans lesquels il est pivoté, directement ou par l'intermédiaire de paliers. Dans la suite de la présente description on mettra en avant des réalisations monolithiques qui sont les plus avantageuses. Ceci n'empêche nullement la réalisation d'une cassette selon l'invention avec certains composants rapportés, qui peut être plus avantageuse en coût dans certains cas particuliers. De façon avantageuse, ce composant monobloc indémontable 20 comporte des moyens de rappel élastique intrinsèques pour l'exécution d'une fonction de distribution d'énergie ou/et de régulation ou/et de rappel ou/et d'amortissement ou/et de verrouillage dans une position de réglage. Dans une exécution particulière, les moyens de rappel élastique intrinsèques comportent au moins un élément flexible bistable ou multistable, tel que visible par exemple sur la De façon à effectuer facilement un pré-réglage d'une telle cassette 1, au moins un des composants fonctionnels 10 est réglable en position et est immobilisable dans une position pré-réglée par des moyens de verrouillage. Dans une application particulière, plus particulièrement illustrée par les figures, et nullement limitative, la cassette 1 est une cassette de mécanisme d'échappement, et les composants fonctionnels 10 sont constitués par au moins un organe régulateur 4, tel qu'un balancier, pivoté entre la platine 2 et le pont 3 selon des pivots 45 et 44, au moins une roue d'échappement 5, des premiers moyens de rappel élastique 7, tels qu'un ressort-spiral, et au moins un moyen de blocage intermittent 6, tel qu'une ancre, pour le blocage intermittent de cette au moins une roue d'échappement 5, et coopérant avec cet au moins un organe régulateur 4, lequel est animé d'un mouvement alternatif sous l'action des premiers moyens de rappel élastique 7. Les pivots 44, 45, peuvent être constitués par des pivots classiques ou par des guidages flexibles. Dans une réalisation particulière, tel que visible notamment sur les Dans une réalisation particulière, les premiers moyens de rappel élastique 7 comportent un ressort-spiral 71 dont l'extrémité externe est fixée à un piton 73 monobloc avec le pont supérieur 3. Dans la variante de la Le réglage de la longueur active de la spire externe du spiral 71 peut être effectué de différentes manières. Dans une variante, la spire externe 77 du ressort-spiral 71 est pincée par deux goupilles 74A, 74B, monobloc avec le pont supérieur 3. Dans une autre variante, au moins une des goupilles 74 est fixée au pont supérieur 3 par des deuxièmes moyens de rappel élastique 76 monobloc avec la au moins une goupille 74A ou 74B et le pont 3, et qui tendent à la rapprocher de l'autre goupille 74B ou 74A. La Dans une réalisation sans jeu, tel que visible sur la Ces moyens de rappel élastique 76 sont notamment constitués par un ou plusieurs éléments flexibles, situés, ou bien dans le plan du spiral 71, ou bien dans le plan du pont 3, ou encore dans tout autre plan. Dans une variante avantageuse, le spiral 71 ou/et les goupilles 74A ou 74B peuvent être localement crantés afin de permettre la réalisation d'un réglage de type discret, de cran en cran. Dans une autre variante, le spiral 71 est maintenu dans une telle raquette 74 flexible avec des goupilles 74A et 74B, laquelle raquette 74 est monobloc avec le pont 3, sans pour autant que le spiral 71 soit nécessairement monobloc avec le piton 73 ou avec le pont 3. Dans une réalisation particulière, le moyen de blocage intermittent 6 forme un composant monobloc indémontable 20 avec la platine inférieure 2. Dans une application classique, le moyen de blocage intermittent 6 est une ancre 61 monobloc avec la platine 2 à laquelle elle est reliée par des quatrièmes moyens de rappel élastique 65. Cette ancre 61 comporte une partie supérieure 62 porteuse de palettes, de cornes et d'un dard. Dans une réalisation particulière, elle est rapportée et fixée sur une partie inférieure 63 laquelle est dans le plan de la platine 2 à laquelle elle est reliée par des quatrièmes moyens de rappel élastique 65 qui sont également dans le plan de la platine 2 . Dans une autre variante, l'ancre 61 comporte une partie supérieure 62 porteuse de palettes, de cornes et d'un dard en une ou plusieurs parties 62A, 62B. Cette partie supérieure 62 est monobloc avec une partie inférieure 63 et s'étend au-dessus d'elle en direction du pont 3. La partie inférieure 63 est dans le plan de la platine 2 à laquelle elle est reliée par des quatrièmes moyens de rappel élastique 65 qui sont également dans le plan de la platine 2. Les Dans la variante de la Dans la variante de la Dans la variante de la Dans la variante de la De façon avantageuse, dans ces différentes variantes, la platine 2 incorpore des goupilles ou étoquaux de limitation du débattement de l'ancre, qui sont monobloc avec cette platine 2. De façon générale, cette incorporation d'éléments de limitation, que ce soit dans la platine 2, le pont 3, ou un autre composant monobloc indémontable 20, est un avantage de l'invention. La conception de cassettes 1 selon l'invention comportant des composants monobloc indémontables 20 permet, encore, d'optimiser les pivotements des différents mobiles, et, selon le besoin, d'en assurer le parallélisme, ou au contraire de déplacer au moins une extrémité d'un arbre de mobile pour modifier un réglage de façon micrométrique. L'action sur les points de pivotement permet, notamment, de régler les entraxes entre mobiles pour régler la pénétration des dentures ou/et levées. Le réglage de l'entraxe peut être réalisé de façon monolithique avec la platine ou le pont. Ce principe de réglage des entraxes est valable pour tous les entraxes dans un mouvement. Dans la variante de la La variante dans laquelle un tel composant est pivoté à ses deux extrémités dans de tels porte-paliers suspendus, est naturellement aussi réalisable. Les cinquièmes moyens de rappel élastique 14 permettent une plage de réglage, de façon préférée, ils sont associés à des moyens de blocage en position après réglage, dont la présente description donne un exemple dans le cas particulier de la Dans une réalisation particulière visible sur la Dans une variante, l'élément supérieur 3A du pont 3 constitue la totalité du pont 3, ou/et l'élément inférieur 2A de la platine 2 constitue la totalité de la platine 2. Dans une réalisation particulière visible sur les Pour le maintien en position de fonctionnement correspondant à la distance minimale EMIN, la platine 2 comporte des moyens de clipage 22 agencés pour coopérer, seulement dans la position rapprochée, avec des moyens de clipage complémentaire 32 que comporte le pont 3, pour le maintien de la platine 2 et du pont 3 dans la position rapprochée. De préférence, la platine 2 comporte alors des moyens de guidage 21 coopérant, en toute position, avec des moyens de guidage complémentaire 31 que comporte le pont 3, pour un déplacement relatif parallèle de la platine 2 par rapport au pont 3. Dans une réalisation particulière, la cassette 1 comporte au moins un tel composant fonctionnel 10 mobile en pivotement entre un pivot inférieur 45 solidaire de la platine 2 et un pivot supérieur 44 solidaire du pont 3, entre lesquels le composant fonctionnel 10 mobile en pivotement est inséré librement dans la position éloignée, et entre lesquels il est monté prisonnier axialement et libre en pivotement dans la position rapprochée. Pour une application particulièrement intéressante à un mécanisme réglable et verrouillable, notamment de façon réversible, mais qui peut aussi être immobilisé (en particulier de façon irréversible) après un réglage initial, au moins un tel composant monobloc indémontable 20 comporte un mécanisme réglable en position 80. Les Ce mécanisme réglable en position 80 comporte une structure rigide 81 qui porte, par l'intermédiaire d'au moins une lame élastique 83, un composant réglable en position 82. Cette structure rigide 81 peut être la platine 2, le pont 3, ou encore un des composants monobloc indémontables 20 que comporte la cassette 1. Dans le cas de la Ce mécanisme bloqueur 94 est fixé élastiquement à la structure 81 par au moins un élément flexible 96, et est de préférence lui-même soumis à l'action d'un mécanisme de verrouillage qui l'autorise à occuper, ou bien une position débrayée dans laquelle le mécanisme de réglage 90 est libre, ou bien une position embrayée dans laquelle le mécanisme bloqueur 94 entrave le mécanisme de réglage 90. Ce mécanisme de verrouillage comporte au moins un élément flexible 98 faisant sautoir et fixé élastiquement à la structure 81, cet au moins un élément flexible 98 comporte ici un bec 99 qui coopère avec un bec 97 du bloqueur 94 pour maintenir le bloqueur écarté pendant le réglage en position, ou avec une surface d'arrêt complémentaire 95 du bloqueur 94 en sécurité du bloqueur quand le réglage en position est effectué. Ce dernier est en forme de fourche, de façon à limiter la course d'un bras 93 que comporte le peigne 91. La La Comme on l'a vu plus haut, ce mécanisme combiné de réglage, blocage et verrouillage, illustré ici pour une application particulière de réglage d'un piton selon une course concentrique à l'axe d'un spiral, est applicable à une grande diversité d'applications : positionnement d'un palier, d'une butée, ou autre. Dans une réalisation particulière, visible sur la Dans la variante non limitative des Cette architecture de la De façon avantageuse, la cassette 1 comporte des moyens flexibles de rattrapage de jeu, pour enfermer sans jeu chaque tel arbre 47 de chaque tel composant fonctionnel 10 mobile en pivotement que comporte la cassette 1. La Dans une réalisation avantageuse, la cassette 1 est réalisée en silicium. Les points de pivotements des logements 460 sont définis, par exemple, par des gravures anisotropiques (KOH) dans un substrat silicium. Une version avec un assemblage des pierres est également possible. Le gros avantage est le positionnement très précis des points de pivotement (entraxe, verticalité). On note que la pose du couvercle 18 ne perturbe pas le positionnement des différents arbres. Les
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la platine inférieure 2 ou/et le pont supérieur 3, ou/et le cadre 17, forme un tel composant monobloc indémontable 20 avec au moins un palier antichocs pour la réception d'un pivot d'un composant du mécanisme incorporé dans la cassette 1, notamment un mécanisme d'échappement. Dans la réalisation particulière de la Les anti-chocs peuvent ainsi être partiellement ou totalement réalisés dans la platine : le ressort de l'antichoc peut être réalisé en commun avec la platine. Une des deux (ou les deux) pierres peut être réalisée en commun avec la platine. Le pivotement se fait alors directement dans le silicium. Les points de pivotements peuvent être réalisés directement dans le silicium avec des revêtements de surface du type DLC ou autre. Il n'y a donc plus de pierre, et les points de rotation sont positionnés très précisément. Dans une réalisation particulière, le composant monobloc indémontable 20 comporte des éléments sécables, destinés à faciliter son assemblage dans un ensemble supérieur, il suffit de briser ensuite ces éléments sécables pour donner un ou plusieurs degrés de liberté à certains de ses constituants. Dans une réalisation particulière, au moins un des composants fonctionnels 10 mobiles que comporte la cassette 1 est solidaire d'au moins un guidage flexible linéaire qui est monobloc avec la platine 2 ou/et le pont 3. Dans une autre réalisation particulière, tous les composants fonctionnels 10 mobiles que comporte la cassette 1 sont, chacun, solidaire d'au moins un guidage flexible linéaire qui est monobloc avec la platine 2 ou/et ledit pont 3. Dans une réalisation avantageuse de la cassette 1 selon l'invention, le composant monobloc indémontable 20 est réalisé en matériau micro-usinable, ou en silicium, ou en silicium oxydé, et les moyens de rappel élastique intrinsèques du composant monobloc indémontable 20 sont précontraints dans un état oxydé du silicium. D'autres matériaux selon les technologies MEMS ou « LIGA » peuvent être mis en oeuvre. Le quartz, le DLC, des matériaux au moins partiellement amorphes, des verres métalliques, peuvent, et non limitativement, être utilisés pour ces applications. Le diamant, le rubis, le corindon, peuvent également être utilisés. Une structuration particulière de la platine 2, ou/et du pont 3, ou/et des composants monobloc indémontables 20, peut permettre de compenser les effets de la dilatation de ces éléments de structure, ou des composants du mécanisme de la cassette 1. Il est par exemple possible de réaliser la platine en silicium, puis de l'oxyder, afin de travailler en cohérence. |