La présente invention concerne un arbre de barillet d'horlogerie.

Dans un mouvement horloger mécanique, le barillet est l'organe moteur qui apporte l'énergie nécessaire au déplacement des différents composants. Le barillet comprend un tambour, un couvercle fermant le tambour, un arbre de barillet autour duquel pivotent librement le tambour et le couvercle, et un ressort moteur en spirale logé dans le tambour. La spire extérieure du ressort moteur est maintenue par la paroi du tambour. L'arbre de barillet comprend une partie appelée « bonde » qui porte un crochet auquel est attachée la spire intérieure du ressort moteur. L'arbre de barillet est solidaire en rotation d'un rochet et, par l'intermédiaire de ce rochet, peut être entraîné en rotation par une tige de remontoir (remontage manuel) ou une masse oscillante (remontage automatique) du mouvement pour armer le ressort moteur et accumuler ainsi de l'énergie.

Dans les mouvements horlogers conventionnels, le dimensionnement de l'arbre de barillet lui permet de supporter les contraintes que lui fait subir le ressort moteur lors de l'armage de ce dernier. Cependant, un tel dimensionnement limite le volume disponible à l'intérieur du tambour pour loger le ressort moteur. Diminuer le diamètre de l'arbre de barillet permettrait d'augmenter le volume du ressort moteur, donc la durée de marche du mouvement. Mais une simple réduction homothétique de l'arbre de barillet ne convient pas, la résistance mécanique de l'arbre de barillet n'étant alors plus suffisante. Ce manque de résistance mécanique est d'autant plus problématique que, pour un même couple du ressort moteur, une diminution du diamètre de l'arbre de barillet entraîne une augmentation de la force appliquée au crochet.

La présente invention vise à faciliter une réduction du diamètre de l'arbre de barillet et propose à cette fin un arbre de barillet d'horlogerie comprenant une bonde comprenant elle-même une surface d'appui pour une spire intérieure d'un ressort moteur, surface d'appui de laquelle fait saillie un crochet destiné à être engagé dans un œillet de ladite spire intérieure, le crochet étant situé, dans la direction axiale de l'arbre de barillet, entre une première partie et une deuxième partie de la surface d'appui et comprenant une surface d'extrémité servant d'appui à la paroi de l'œillet lors de l'armage du ressort moteur, la bonde comprenant, en amont du crochet dans le sens d'enroulement du ressort moteur, un dégagement destiné à recevoir l'extrémité intérieure du ressort moteur, caractérisé en ce que la paroi du dégagement comprend un creux en arc de cercle qui jouxte ladite surface d'extrémité ou un prolongement de ladite surface d'extrémité sans former d'arête avec ladite surface d'extrémité, respectivement avec ledit prolongement, pour diminuer les contraintes subies par le crochet lors de l'armage du ressort moteur.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d'un arbre de barillet selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;

- la figure 2 est une vue plane de dessus de l'arbre de barillet selon ledit mode de réalisation particulier, auquel est attachée la spire intérieure d'un ressort moteur (montrée partiellement) ;

- la figure 3 est une vue en perspective d'un arbre de barillet selon un autre mode de réalisation de l'invention.

En référence aux figures 1 et 2, un arbre de barillet 1 selon un mode de réalisation particulier de l'invention comprend deux pivots 2, 3 pour son pivotement dans des paliers d'un mouvement horloger autour d'un axe A, une portion de section carrée 4 sur laquelle peut être monté un rochet, deux portions cylindriques 5, 6 pour le pivotement, respectivement, d'un tambour et d'un couvercle de barillet, et une bonde 7. La bonde 7 porte un crochet 8 pour la fixation de la spire intérieure 9 d'un ressort moteur en spirale logé dans le tambour. Le sens d'enroulement du ressort moteur est représenté à la figure 2 par la flèche S. Plus particulièrement, la bonde 7 comprend une surface d'appui 10 pour le ressort moteur, sur laquelle est situé le crochet 8. Cette surface d'appui 10 s'étend, dans le sens d'enroulement S du ressort moteur, d'une première arête 1 1 à une seconde arête 12. La bonde 7 comprend aussi, en amont du crochet 8, un dégagement 13 pour recevoir l'extrémité intérieure 14 du ressort moteur, dégagement dont la paroi 15 joint les première et seconde arêtes 1 1 , 12. Le crochet 8 est destiné à être engagé dans un œillet 16 de la spire intérieure 9 du ressort moteur et est situé, dans la direction de l'axe A, entre deux parties 10a, 10b de la surface d'appui 10 pour lui permettre d'être entouré sur tout son pourtour par la paroi de l'œillet 16. Le crochet 8 comprend deux surfaces d'extrémité opposées 17, 18. Dans le sens d'enroulement S, la surface d'extrémité 18 est située en amont de la surface d'extrémité 17 et au niveau de la première arête 1 1 . Cette surface d'extrémité 18, de préférence plane, sert d'appui à la paroi de l'œillet 16 lorsque le ressort moteur est armé.

Dans l'exemple illustré, la surface d'appui 10 est composée d'une première partie 19 s'étendant depuis la première arête 1 1 et dont le rayon croît dans le sens d'enroulement S, et d'une deuxième partie 20 s'étendant de la première partie 19 à la seconde arête 12 et dont le rayon est constant. La surface d'appui 10 pourrait toutefois avoir une autre forme, par exemple être de rayon croissant de la première arête 1 1 à la seconde arête 12. La paroi 15 du dégagement 13 a, elle, un profil courbe avec une bosse 21 dans sa partie centrale et deux creux 22, 23 dans ses deux parties d'extrémité. En particulier, le creux 23 définit avec la surface d'appui 10 la première arête 1 1 et jouxte la base 24 et la surface d'extrémité 18 du crochet 8. Dans une variante, la paroi 15 du dégagement 13 pourrait avoir, entre le creux 23 et la seconde arête 12, un profil droit.

Le creux 23 a un profil en arc de cercle de rayon R1 et son plan tangent au niveau de sa ligne de jonction avec la surface d'extrémité 18 du crochet 8 est le plan qui contient ladite surface d'extrémité 18. Ainsi, le creux 23 joint la surface d'extrémité 18 du crochet 8 au reste de la paroi 15 du dégagement 13 sans former d'arête avec la surface d'extrémité 18. Les contraintes que subit la base 24 du crochet 8 lors de l'armage du ressort moteur sont donc considérablement réduites. Ceci rend possible une diminution du diamètre de l'arbre de barillet 1 .

En effet, sur les arbres de barillet conventionnels (sans le creux 23) la surface d'extrémité du crochet servant d'appui forme une arête avec la paroi du dégagement. Il a été constaté lors d'essais et de simulations que cette arête constitue une zone de faiblesse, ou zone de concentration de contraintes, qui empêche une diminution du diamètre de l'arbre de barillet. Par exemple, des essais ont été effectués par la demanderesse sur des arbres de barillet conventionnels dont le diamètre de la bonde avait été réduit de 2,35 mm à 1 ,60 mm, permettant un allongement du ressort moteur de 10,4 tours à 1 1 ,8 tours. Le couple appliqué était équivalent à dix fois le couple maximum du ressort moteur. Lors de ces essais, le crochet a été arraché après 30 cycles de remontage du ressort moteur, alors que dans les conditions sus-indiquées il est d'usage de garantir la tenue de l'arbre de barillet pendant 500 cycles. Les mêmes essais effectués sur l'arbre de barillet selon l'invention, muni du creux 23, ont permis de vérifier qu'il supporte les 500 cycles de remontage, voire plus de 1000 cycles, sans rupture du crochet.

De préférence, comme représenté, aucune arête n'est formée entre le creux 23 et la seconde arête 12 dans le dégagement 13. De cette manière, on évite la présence d'éventuelles zones de faiblesse à proximité du crochet 8.

De préférence, le rayon R1 du creux 23 est supérieur ou égal à 0,05 mm, voire à 0,09 mm. Le rayon R1 peut toutefois être inférieur ou égal à 0,5 mm.

De préférence également, le rayon R2 de la bonde 7 est inférieur ou égal à 1 ,15 mm, voire à 1 mm, voire à 0,85 mm. Le rayon R2 peut toutefois être supérieur ou égal à 0,75 mm. Dans la présente invention, le rayon R2 de la bonde 7 est mesuré à l'extrémité amont de la paroi 15 du dégagement 13, c'est-à-dire qu'il est défini comme la distance entre l'extrémité amont de la paroi 15 du dégagement 13 et l'axe A de l'arbre de barillet 1 et qu'il correspond au rayon maximum de la bonde 7. L'extrémité amont de la paroi 15 du dégagement 13 coïncide avec l'extrémité aval de la surface d'appui 10. Dans l'exemple illustré, ces deux extrémités sont la seconde arête 12.

Au lieu d'être plane, comme représenté, la surface d'extrémité 18 du crochet 8 peut être légèrement courbe. Dans ce cas, pour ne pas former d'arête entre elles, la surface d'extrémité 18 et le creux 23 ont leurs plans tangents au niveau de leur ligne de jonction qui sont confondus.

La figure 3 illustre un arbre de barillet V selon un autre mode de réalisation de l'invention. Cet arbre de barillet V diffère de l'arbre de barillet 1 des figures 1 et 2 par la forme du dégagement 13' situé en amont du crochet 8. La paroi 15' du dégagement 13' comprend successivement, entre la première arête 1 1 et la seconde arête 12, une surface plane 22', un creux en arc de cercle 23' et une surface amont 24' qui est plane dans l'exemple représenté mais qui pourrait aussi être courbe. La première arête 1 1 est ainsi l'intersection entre la surface plane 22' et la surface d'appui 10. La seconde arête 12 est l'intersection entre la surface amont 24' et la surface d'appui 10. La surface plane 22' est dans le même plan que la surface d'extrémité 18 du crochet 8 et définit ainsi un prolongement 25' pour la surface d'extrémité 18. Le plan tangent du creux 23' à sa ligne de jonction avec la surface plane 22' est le plan qui contient les surfaces 18 et 22'. Ainsi, le creux 23' ne forme aucune arête avec la surface plane 22'. De même, aucune arête n'est formée entre le creux 23' et la surface amont 24'.

La surface d'extrémité 18 du crochet 8 et/ou le prolongement 25' pourrai(en)t être légèrement courbe(s). Par « prolongement » d'une surface donnée on entend dans la présente invention une surface qui jouxte la surface donnée sans former d'arête avec elle.

Le rayon du creux 23' peut prendre les mêmes valeurs que celles du rayon R1 illustré à la figure 2. De façon analogue, le rayon de la bonde 7, mesuré à l'extrémité amont de la paroi 15' du dégagement 13', peut prendre les mêmes valeurs que le rayon R2 illustré à la figure 2. Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, la seconde arête 12 pourrait être supprimée. En d'autres termes, la partie amont de la paroi 15, 15' du dégagement 13, 13' et la partie aval de la surface d'appui 10 pourraient avoir leurs plans tangents au niveau de leur ligne de jonction qui sont confondus.