Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
RESONATOR WITH FINE ADJUSTMENT BY INDEX-ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/192957
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an inertia-elasticity resonator (11) comprising a hairspring (21, 41) coupled to a flywheel (13) and a system for adjusting the frequency of the resonator, comprising an index-assembly (31) arranged to cooperate with one coil (26, 261, 262, 263, 46) of the hairspring (21, 41) in order to selectively choose the active length of the hairspring (21, 41). According to the invention, the portion of the coil (26, 261, 262, 263, 46) of the hairspring (21, 41) cooperating with the index-assembly (31) comprises at least one zone (24, 241, 242, 243, 42, 44, 48) with cross-section greater than the other coils of the hairspring, in order to more finely adjust the frequency of the resonator (11).

Inventors:
HELFER, Jean-Luc (Rue du Jura 49, 2525 Le Landeron, 2525, CH)
STRANCZL, Marc (Chemin du Canal 1, 1260 Nyon, 1260, CH)
JEANNERET, Laurent (Etoile 1, Le Grand Rond Buchet, Villers Le Lac, 25130, FR)
BERDAT, Xavier (Place de la Liberté 2, 2800 Delémont, 2800, CH)
Application Number:
EP2016/060814
Publication Date:
December 08, 2016
Filing Date:
May 13, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ETA SA MANUFACTURE HORLOGÈRE SUISSE (Schild-Rust-Strasse 17, 2540 Grenchen, 2540, CH)
International Classes:
G04B17/06; G04B18/02
Foreign References:
EP2233989A12010-09-29
EP1473604A12004-11-03
CH327796A1958-02-15
EP1431844A12004-06-23
US0209642A1878-11-05
EP2299336A22011-03-23
EP1445670A12004-08-11
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
COUILLARD, Yann (ICB Ingénieurs Conseils en Brevets SA, Fbg de l'Hôpital 3, 2001 Neuchâtel, 2001, CH)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS

1. Résonateur (11) du type inertie-élasticité comportant un spiral (21, 41) couplé à un volant d'inertie (13) et un système de réglage de la fréquence du résonateur comportant une raquetterie (31) comprenant deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) agencées pour coopérer avec une spire (26, 26^, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) afin de sélectivement choisir la longueur active du spiral (21, 41) caractérisé en ce que la partie de la spire (26, 26^, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) coopérant avec la raquetterie (31) comporte au moins une zone (24, 24-i, 242, 243, 42, 44, 48) de section plus grande que les autres spires du spiral afin d'obtenir un impact moindre de la correction de la raquetterie (31) sur la fréquence du résonateur (11) que sur la section non-épaissie du reste du spiral.

2. Résonateur (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie de la spire (26, 26^, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) coopérant avec la raquetterie (31) comporte au moins deux zones (24, 24-i, 242, 243, 42, 44, 48) de sections différentes et plus grandes que les autres spires du spiral afin de régler plus finement, selon au moins deux rapports distincts, la fréquence du résonateur (11).

3. Résonateur (11) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite au moins une zone (24, 24-i, 242, 243, 42 , 44, 48) comporte une section comprise entre 1 ,5 et 5 fois plus grande que les autres spires du spiral (21, 41).

4. Résonateur (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) sont sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur (E2, E3, E4, E5) du spiral (21, 41) et déplaçables selon la même direction (A, A-i, A2, A3) que la partie de la spire (26, 26i, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) coopérant avec la raquetterie (31).

5. Résonateur (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) sont déplaçables à rotation par rapport à un axe.

6. Résonateur (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe de rotation des butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) est centré sur le centre (C) du cercle inscrit à l'ouverture (25) d'une virole (23, 43) du spiral (21, 41).

7. Résonateur (11) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) sont déplaçables à translation par rapport à une droite.

8. Résonateur (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la droite de translation des butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) passe par le centre (C) du cercle inscrit à l'ouverture (25) d'une virole (23, 43) du spiral (21, 41). 9. Résonateur (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) sont formées par une clé (34) de raquetterie.

10. Résonateur (11) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux butées (33, 33-i, 332, 333, 35, 35-i, 352, 353) sont formées par deux goupilles de raquetterie.

11. Résonateur (11) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la raquetterie (31) et la partie de la spire (26, 26^, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) coopérant avec la raquetterie (31) sont agencés pour offrir un réglage d'une seconde par jour au résonateur pour un déplacement de la raquetterie (31) compris entre 10 et 50 micromètres le long de la partie de la spire (26, 26i, 262, 263, 46) du spiral (21, 41) coopérant avec la raquetterie (31).

12. Pièce d'horlogerie comprenant un pont (14) et une platine (16) caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un résonateur (11) selon l'une des revendications précédentes, la raquetterie (31) étant montée sur le pont (14) et le résonateur (1 1 ) étant monté pivotant, à l'aide d'un arbre (15), entre le pont (14) et la platine (16).

Description:
Résonateu r à réglage fi n par raquetterie

Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un résonateur à réglage fin par raquetterie et plus particulièrement à un résonateur dont la fréquence peut être réglée avec une variation plus faible pour un même déplacement de la raquetterie.

Arrière-plan de l'invention

Le réglage de la fréquence d'un résonateur balancier - spiral peut être effectué par modification de l'inertie du balancier ou du couple élastique du spiral.

Il est connu d'utiliser une raquetterie pour modifier le couple élastique du spiral. Une raquetterie comporte généralement deux butées destinées à former le point de comptage, c'est-à-dire définir la longueur de la lame du spiral, dite longueur active, qui travaillera en contraction et en expansion pour fournir le couple élastique du résonateur.

Toutefois, le réglage par une raquetterie est très sensible, c'est-à- dire qu'un faible déplacement des butées engendre une grande variation de fréquence, et oblige à développer des systèmes de vis micrométrique destinés à rendre plus précis le réglage.

Résumé de l'invention

Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un résonateur avec un système de réglage de la fréquence permettant un réglage plus fin de la fréquence à l'aide d'une raquetterie facilitant le travail final de réglage à la fabrication et le réglage en après-vente. A cet effet, l'invention se rapporte à un résonateur du type inertie- élasticité comportant un spiral couplé à un volant d'inertie et un système de réglage de la fréquence du résonateur comportant une raquetterie comprenant deux butées agencées pour coopérer avec une spire du spiral afin de sélectivement choisir la longueur active du spiral caractérisé en ce que la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie comporte au moins une zone de section plus grande que les autres spires du spiral afin d'obtenir un impact moindre de la raquetterie sur la fréquence du résonateur que sur la section non-épaissie du reste du spiral.

Avantageusement selon l'invention, on comprend donc qu'une surépaisseur de matière sur la spire du spiral qui coopère avec la raquetterie suffit à rendre plus fin le réglage de la marche du résonateur. En effet, il a été trouvé qu'une zone de plus grande section amène une rigidification apte, en coopération avec une raquetterie, à diminuer l'influence de cette zone sur le couple élastique du spiral par rapport à l'influence sur le reste du spiral non épaissi. On comprend donc que le déplacement de la raquetterie le long de la section épaissie aura un impact moindre sur la fréquence du résonateur que sur la section non-épaissie du reste du spiral ce qui permet, avantageusement, d'obtenir une même variation de marche avec un déplacement plus grand de la raquetterie.

Conformément à d'autres variantes avantageuses de l'invention :

- la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie comporte au moins deux zones de sections différentes et plus grandes que les autres spires du spiral afin de régler plus finement, selon au moins deux rapports distincts, la fréquence du résonateur ;

- ladite au moins une zone comporte une section comprise entre 1 ,5 et 5 fois plus grande que les autres spires du spiral ;

- les deux butées sont sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur du spiral et déplaçables selon la même direction que la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie ; - selon une alternative, les deux butées sont déplaçables à rotation par rapport à un axe ;

- l'axe de rotation des butées est centré sur le centre du cercle inscrit à l'ouverture d'une virole du spiral ;

- selon une autre alternative, les deux butées sont déplaçables à translation par rapport à une droite ;

- la droite de translation des butées passe par le centre du cercle inscrit à l'ouverture d'une virole du spiral ;

- les deux butées sont formées par une clé de raquetterie ou par deux goupilles de raquetterie ;

- la raquetterie et la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie sont agencés pour offrir un réglage d'une seconde par jour au résonateur pour un déplacement de la raquetterie compris entre 10 et 50 micromètres le long de la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie.

De plus, l'invention se rapporte à une pièce d'horlogerie comprenant un pont et une platine caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un résonateur selon l'une des variantes précédentes, la raquetterie étant montée sur le pont et le résonateur étant monté pivotant, à l'aide d'un arbre, entre le pont et la platine.

Description sommaire des dessins

D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une représentation d'une partie d'un exemple de spiral selon l'invention ;

- la figure 2 est une représentation d'une partie d'un exemple de raquetterie selon l'invention ;

- la figure 3 est une vue de dessus d'un spiral selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue de dessus d'un spiral selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- les figures 5 à 7 sont des représentations partielles vues de dessus d'alternatives de résonateurs selon l'invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

Le réglage par une raquetterie est très sensible, c'est-à-dire qu'un faible déplacement des butées engendre une grande variation de fréquence, et oblige à développer des systèmes de vis micrométrique destinés à rendre plus précis le réglage. A titre d'information, une variation d'une seconde par jour est généralement obtenue pour un déplacement d'environ 2 à 3 micromètres des butées de la raquetterie le long de la spire externe ce qui correspond à une rotation de raquette d'environ 0,05°.

La présente invention se propose de redonner de l'intérêt à un réglage par raquetterie en proposant un réglage d'une seconde par jour au résonateur pour un déplacement de la raquetterie plus grand comme, par exemple, compris entre 10 et 50 micromètres, le long de la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie.

On comprend même, avantageusement selon l'invention, qu'il peut être imaginé un réglage universel pour les calibres d'un même groupe industriel ou d'une même marque horlogère consistant à développer un déplacement identique de la raquette pour chaque calibre permettant la variation d'une seconde par jour du résonateur. En effet, un tel réglage universel simplifierait le travail final de réglage à la fabrication et le réglage en après-vente.

Ainsi, l'invention se rapporte à un résonateur du type inertie-élasticité comportant un spiral couplé à un volant d'inertie comme, par exemple, un résonateur balancier - spiral. Un spiral 1 , comme visible partiellement à la figure 1 , comporte une virole 3 formant une ouverture 5 destinée à recevoir un arbre de balancier. La virole 3 est venue de forme avec une lame 7 enroulée sur elle-même selon plusieurs spires. Dans l'exemple de la figure 1 , on peut voir que la lame 7 comporte une épaisseur E, une hauteur H et une longueur L.

De plus, le résonateur comporte un système de réglage de la fréquence comprenant une raquetterie agencée pour coopérer avec une spire du spiral afin de sélectivement choisir la longueur active du spiral. La spire est préférentiellement la spire externe du spiral pour des raisons évidentes d'accessibilité. Toutefois, il est également possible d'utiliser, en alternative équivalente, la pénultième spire, c'est-à-dire la spire précédant la spire externe.

Avantageusement selon l'invention, la partie de la spire du spiral coopérant avec la raquetterie comporte au moins une zone de section plus grande que les autres spires du spiral afin de régler plus finement la fréquence du résonateur. Par conséquent, comme expliqué ci-dessus, chaque zone de section plus grande que les autres spires du spiral peuvent comporter une variation d'épaisseur E et/ou une variation de hauteur H pour modifier sa section.

En effet, il a été trouvé qu'une zone de plus grande section amène une rigidification apte, en coopération avec une raquetterie, à diminuer l'influence de cette zone sur le couple élastique du spiral par rapport à l'influence sur le reste du spiral non épaissi. On comprend donc que le déplacement de la raquetterie le long de la section épaissie aura un impact moindre sur la fréquence du résonateur que sur la section non-épaissie du reste du spiral ce qui permet, avantageusement, d'obtenir une même variation de fréquence avec un déplacement plus grand de la raquetterie.

Un premier mode de réalisation de l'invention est illustré aux figures

2 et 3. A la figure 2, on peut voir un résonateur 1 1 du type inertie-élasticité comportant un spiral 21 couplé à un volant d'inertie 13 sur un arbre 15. A l'aide de l'arbre 15, le résonateur 1 1 est ainsi monté pivotant entre un pont 14 et une platine 16 via, par exemple, des paliers 12. De manière habituelle, le spiral 21 est ainsi monté entre l'arbre 15 par sa virole 23 et le pont 14 par le piton 29 attaché à l'extrémité de sa spire externe 26. La raquetterie 31 est également montée sur le pont 14 et comporte deux butées 33, 35. La raquetterie 31 est agencée pour coopérer, préférentiellement, avec une partie 24 de la spire externe 26 du spiral 21 qui comporte au moins une zone de section plus grande que les autres spires du spiral afin de régler plus finement la fréquence du résonateur 1 1 . Toutefois, il est également possible d'utiliser, en alternative équivalente, une partie épaissie sur la pénultième spire, c'est-à-dire la spire précédant la spire externe 26.

Dans l'exemple de la figure 2, on peut voir que les butées 33, 35 sont formées par une clé 34 monté sur la raquette 32. Alternativement, la clé 34 peut être remplacée par deux goupilles pour former les butées 33, 35.

Préférentiellement, l'épaississement de section est réalisé uniquement par une augmentation d'épaisseur de la zone 24 comme illustré aux figures 2 et 3. On comprend donc que le spiral 21 comporte la majorité de sa lame 27 avec une épaisseur Ei comprise entre 20 et 50 micromètres et une zone 24 sur sa spire externe 26 avec une épaisseur E 2 plus grande que l'épaisseur E-i. Ainsi, suivant l'écartement des butées 33, 35 et l'échelle de réglage par la raquetterie souhaitée, la surépaisseur E 2 de la zone 24 est comprise entre 50% et 200% par rapport à celle Ei du reste du spiral, c'est-à-dire comprise entre 1 ,5 et 3 fois l'épaisseur E-i. Dans l'exemple illustré à la figure 3, l'épaisseur E 2 est deux fois plus grande que celle du reste du spiral 21 .

Avantageusement selon l'invention, un tel spiral 21 peut être obtenu pour des méthodes de fabrication additives ou destructives. Ainsi, parmi des exemples non limitatifs de fabrication additive ou destructive, on peut citer les procédés LIGA, les impressions en trois dimensions, les méthodes mêlant une photolithographie d'un masque et un gravage sec ou humide suivant les motifs dudit masque, les méthodes mêlant une coulée d'alliage et un laminage de fil selon au moins deux sections consécutives distinctes ou encore le gravage laser. On comprend à ce titre que le spiral peut être fabriqué à base de nombreux matériaux. A titre d'exemples nullement limitatifs, le spiral peut ainsi être fabriqué à base de silicium, de céramique ou de métal. Quand le spiral est à base de silicium, il peut comporter, par exemple, du silicium monocristallin, du silicium monocristallin dopé, du silicium polycristallin, du silicium polycristallin dopé, du silicium poreux, de l'oxyde de silicium, du quartz, de la silice, du nitrure de silicium ou du carbure de silicium.

De plus, quand le spiral est à base de céramique, il peut comporter, par exemple, du verre photostructurable, du borosilicate, de l'aluminosilicate, du verre de quartz, du zerodur, du corindon monocristallin, du corindon polycristallin, de l'alumine, de l'oxyde d'aluminium, du nitrure d'aluminium, du rubis monocristallin, du rubis polycristallin, de l'oxyde de zirconium, de l'oxyde de titane, du nitrure de titane, du carbure de titane, du nitrure de tungstène, du carbure de tungstène, du nitrure de bore ou du carbure de bore.

Enfin, quand le spiral est à base de métal, il peut comporter, par exemple, un alliage de fer comme de l'acier 15P, 20AP, 316L ou du NIVAROX CT, un alliage de cuivre comme du laiton, un alliage de nickel comme du maillechort ou du NIVAFLEX, du titane ou un de ses alliages, de l'or ou un de ses alliages, de l'argent ou un de ses alliages, du platine ou un de ses alliages, du ruthénium ou un de ses alliages, du rhodium ou un de ses alliages ou du palladium ou un de ses alliages.

Ainsi, à titre d'exemple, l'épaisseur E 2 et la raquetterie 31 sont agencés pour proposer un réglage d'une seconde par jour au résonateur 1 1 pour un déplacement de la raquetterie 31 compris entre 10 et 50 micromètres, comme, par exemple, 20 micromètres, le long de la zone 24 épaissie de la spire externe 26 du spiral 21 .

On comprend donc, qu'outre la différence d'épaisseur de la zone 24, les deux butées 33, 35 de la raquetterie 31 sont sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur E 2 de la zone 24 du spiral 21 et sont déplaçables selon la même direction A que la longueur de la zone 24 de la spire externe 26.

Dans l'exemple de la figure 3, la direction A forme un arc de cercle de centre C du cercle inscrit à l'ouverture 25 de la virole 23 du spiral 21 . Cette configuration est obtenue car, dans l'exemple des figures 2 et 3, les deux butées 33, 35 sont déplaçables à rotation par rapport à un axe confondu avec celui de l'arbre 15. Autrement dit, le cercle inscrit à l'ouverture 25 de la virole 23 du spiral 21 visible à la figure 3 représente la section externe de l'arbre 15 au niveau de son contact avec la virole 23.

Selon un deuxième mode de réalisation visible à la figure 4, la partie de la spire du spiral 41 coopérant avec la raquetterie 31 est également la spire externe 46, et comporte au moins deux zones 42, 44, 48 de sections différentes et plus grandes que les autres spires du spiral 41 afin de régler plus finement, selon au moins deux rapports distincts, la fréquence du résonateur.

Par conséquent, dans l'exemple de la figure 4, les trois épaisseurs E 3 , E 4 , E 5 et la raquetterie 31 sont agencées pour proposer trois réglages d'une seconde par jour au résonateur pour un déplacement de la raquetterie 31 compris entre 10 et 50 micromètres, comme, par exemple, respectivement 10, 20 et 10 micromètres, le long respectivement des zones E 5 , E 4 et E 3 épaissies de la spire externe 46 du spiral 41 . Dans l'exemple illustré à la figure 4, les épaisseurs E 5 , E 4 et E 3 sont respectivement 50%, 100% et 50% fois plus grande que celle Ei du reste du spiral 41 .

Ainsi, avantageusement selon les deux modes de réalisation de l'invention, une pièce d'horlogerie comportant le résonateur selon l'invention peut être développée avec la possibilité de choisir un réglage plus fin, voire universel, qui rend plus attractif l'utilisation d'un réglage par raquetterie pour le travail final de réglage à la fabrication et le réglage en après-vente.

De plus, selon une alternative non représentée, la variation d'épaisseur entre les zones E 5 , E 4 , E 3 , E 2 et Ei pourrait être plus progressive entre lesdites zones afin d'offrir un réglage continûment variable au résonateur pour un déplacement de la raquetterie 31 entre les zones d'épaisseurs E 5 , E 4 , E 3 , E 2 et Ei.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'agencement des zones 24, 42, 44, 48 et de la raquetterie 31 peut être modifié par exemple pour des questions de facilité d'implantation.

Selon une première alternative illustrée à la figure 5, l'axe Ci de rotation de la raquetterie peut ne plus être confondu avec le centre C du cercle inscrit à l'ouverture de la virole du spiral. Comme visible à la figure 5, l'agencement sera adapté pour que les deux butées 33-i , 35i de la raquetterie soient sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur de la zone 24i du spiral et soient déplaçables selon la même direction Ai que la longueur de la zone 24i de la spire externe 26^.

Selon une deuxième alternative illustrée à la figure 6, l'axe C 2 de rotation de la raquetterie peut même être sensiblement au centre de la zone 24 2 épaissie de la spire externe 26 2 . Comme visible à la figure 6, l'agencement sera adapté pour que les deux butées 33 2 , 35 2 de la raquetterie soient sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur de la zone 24 2 du spiral et soient déplaçables selon la même direction A 2 que la longueur de la zone 24 2 de la spire externe 26 2 .

Selon une troisième alternative illustrée à la figure 7, les deux butées 33 3 , 35 3 de la raquetterie peuvent même être déplaçables à translation par rapport à une droite. Comme visible à la figure 7, l'agencement sera adapté pour que les deux butées 33 3 , 35 3 de la raquetterie soient sélectivement positionnées de part et d'autre de l'épaisseur de la zone 24 3 du spiral et soient déplaçables selon la même direction A 3 que la longueur de la zone 24 3 de la spire externe 26 3 . De plus, si la droite de translation passe par le centre C du cercle inscrit à l'ouverture de la virole du spiral, le réglage de la marche par la raquetterie ne modifie pas l'angle formé entre la sortie du spiral à la virole et le point de comptage. On comprend donc que cela apporterait un avantage chronométrique.