Brevet FR2384167A1 — publié le 19781013

La présente invention concerne un dispositif à ressort spiral comportant une virole pour la fixation de l'extrémité intérieure du ressort spiral à un arbre, en particulier de montres et appareils de mesure, la virole présentant une fente régulatrice et une surface fraisée en forme de segment située sensiblement en regard de la fente régulatrice. Des ressorts spiraux destinés à être utilisés dans des montres et appareils de mesure doivent être reliés avec une haute précision aux viroles au moyen desquelles ils sont montés sur le balancier d'une montre ou analogue. Pour éviter des défauts il est nécessaire que le plan du ressort spiral soit exactement perpendiculaire à l'arbre. En outre, le ressort spiral doit être disposé exactement de manière centrale par rapport à la virole, ctest-i-dire que le centre du ressort spiral doit coïncider avec le centre du trou de virole. De plus, la virole doit être autant que possible équilibrée. Pour obtenir ce résultat il a été proposé toute une série de solutions ; par exemple, des viroles et ressorts spiraux peuvent etre reliés entre eux parrivetage ou collage. Ces derniers temps il est de plus en plus courant de relier des ressorts spiraux et des viroles par soudage au laser. Ainsi, on connaît par exemple une virole (demande de brevet allemand publiée sous le No 24 56 353) qui présente sensiblement une forme cylindrique et un trou de montage central qui communique avec une fente régulatrice traversant le corps annulaire de la virole d'un côté. Du coté opposé à la fente régulatrice la virole est fraisée en forme de segement sur une partie de sa hauteur. Sur la face plane ainsi obtenue est fixée, au moyen de deux points de soudage au laser disposés obliquement l'un par rapport à l'autre, l'extrémité intérieure, repliée à plat, du ressort spiral. Ce mode de construction présente toute une série d'inconvénients. Premièrement il est difficile d'effectuer le soudage dans les conditions de ladite disposition dans l'espace. Le rayon laser ne peut pas être dirigé perpendiculairement sur l'extrémité intérieure du ressort spiral puisque celle-ci est masquée dans cette zone par les spires suivantes du ressort spiral. Dans le mode de construction connu le rayon laser ne peut entrer obliquement que du caté supérieur tandis que du côté inférieur la zone de soudage est masquée par le gradin formé par le fraisage partiel de la virole.Il est en outre désavantageux que la virole connue présente dans la zone des points de soudure, en particulier du point de soudure inférieur1 un grand volume puisque celuici favorise la dissipation rapide de la chaleur de soudage produite par le rayon laser, de sorte qu'il faut des puissances de soudage importantes pour obtenir un joint; soudé satisfaisant. En vue de sa fixation à cette virole connue l'extré- mité du ressort spiral doit auparavant être coupée et repliée de manière appropriée. Cette opération additionnelle est difficile à effectuer car le ressort replié sous forme spirale doit pour cela être replié vers l'intérieur ; en outre, cette opération additionnelle augmente d'une manière non négligeable le cotit de fabrication.Enfin, cette disposition dans laquelle la partie plane du ressort spiral prend appui en liaison de forme contre la face fraisée comporte le risque pour le ressort spiral de ne pas être relié de manière centrale à la virole, ctest-à-dire que son centre se trouve éloigné du centre du trou de la virole. A cet égard il faut tenir compte du fait que le repliement de l'extrémité intérieure de la virole ne peut pas toujours s'effectuer exactement de la même manière mais qu'il se présente à cet égard des tolérances qui produisent leur effet sur la position du centre du ressort spiral par rapport au centre de la virole. Suivant d'autres dispositifs connus à ressort spiral (voir la revue "Feinwerktechnik und Micronic", 76, 1972, No 5, pages 242 à 247 ; et la demande de brevet allemand publiée sous le No 2 103 979) 11 extrémité intérieure du ressort spiral, que celle-ci soit spiralée ou repliée en ligne droite, est toujours appliquée contre une surface de la virole correspondant sensiblement à la forme du ressort spiral dans cette zone. Des ressorts spiraux repliés comportant une partie rectiligne sont placés contre des surfaces planes alors que des ressorts découpés présentant une forme spiralée sont placés contre des surfaces de viroles présentant une forme de spirale d'8rchimède ou d'arc de cercle.Cela présente ltincon- vénient que pour des tolérances dans la forme des extrémités intérieures des ressorts spiraux il se produit des erreurs d'excentricité car une déformation de l'extrémité intérieure du ressort spiral conduit, en raison de la surface de fixation prévue de manière préétablie sur la virole, à une autre disposition du ressort spiral par rapport à la virole. Il est en outre;nécessaire de prévoir, pour des ressorts spiraux présentant les uns par rapport aux autres une extrémité intérieure de forme différente, chaque fois des viroles différentes. La présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif à ressort spiral du genre décrit plus haut de manière à permettre la fixation de ressorts spiraux tant coudés qu'à extrémité spiralée en évitant dans une large mesure des erreurs d'excentricité. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention dans le cas d'un dispositif à ressort spiral du genre décrit plus haut consiste suivant la présente invention en ce que l'extrémité intérieure du ressort spiral est fixée à la virole au voisinage immédiat de l'une des deux arêtes entre la surface fraisée et la surface périphérique de la virole en prenant appui linéairement contre cette dernière. Il est particulièrement avantageux que l'extrémité intérieure du ressort spiral soit fixée à la virole en prenant appui linéairement contre l'une des deux arêtes. Le ressort spiral n'est donc pas suivant la présente invention soudé sur la face fraisée mais sur l'arête située entre cette surface et la surface périphérique de la virole ou au voisinage immédiat de cette arête. Dans cette zone le ressort spiral est appliqué linéairement contre la virole. Dans ces conditions tant des ressorts courbés en spirale que des ressorts à extrémité inférieure plate repliée peuvent être fixés sur la virole. En outre, les tolérances de fléchissement de I'extrémité inférieure du ressort spiral peuvent être facilement compenses en tournant les éléments centrés mutuellement (ressort spiral et virole), l'un par rapport à l'autre jusqu'8 ce qu'ils se touchent. Dans cette position, ils sont alors soudés l'un à l'autre par exemple au moyen d'un rayon laser. Dans le mode de fixation suivant l'invention il importe peu que la partie coudée soit repliée d'une manière exactement plane puisqu'il. n'est pas prévu un contact s'étendant sur une surface mais seulement un contact linéaire entre le ressort spiral et la virole. Un autre avantage de la virole décrite réside en ce qu'elle peut être reliée de la même manière à des ressorts spiraux enroulés à gauche et à des ressorts spiraux enroulés à droite, puisqutelle est estconstruite symétriquement. Des ressorts spiraux présentant des sens d'enroulement différents sont fixés sur des arêtes opposées de la surface fraisée. Suivant une autre caractéristique avantageuse de la présente invention la virole présente en coupe transversale une forme étage et la surface fraisée se trouve sur la partie présentant le plus grand diamètre. nu fait que la virole est réalisée sous forme étagée la zone de liaison est accessible dans de bonnes conditions tant d'en haut que d'en bas, ce qui est d'un intérêt particulier en eas de liaison par soudage au laser. On obtient en outre l'avantage que la virole ne présente au niveau de la zone de soudage qu'une hauteur relativement faible de sorte que moins de chaleur peut se dissiper à partir de la zone de soudage dans le volume de la virole. De plus, la virole est ainsi rendue avantageusement plus légère. La largeur de la fente régulatrice ne peut varier que dans des limites étroites. D'une part, elle doit être choisie suffis animent grande pour permettre d'insérer un outil, par exemple un tournevis, dans la fente pour ouvrir élastiquement la virole et, d'autre part, elle ne doit pas être grande au moint de compromettre le maintien sûr de la virole sur l'arbre. Lorsqu'une telle virole à fente régulatrice est équilibrée par fraisage d'une surface en forme de segment, la profondeur de fraisage répartie sur toute la hauteur de la virole devient relativement faible. Ceci a pour effet que l'arête entre la surface fraisée et la surface périphérique de la virole se présente sous une forme très peu accentuée de sorte que la manière dont suivant la présente invention le ressort spiral prend appui sur la virole risque d'être mal définie.Par contre, grace au fait que la virole soit réalisée sous une forme étagée, on obtient une plus grande profondeur de fraisage, qui peut être influencée par la hauteur du gradin, de façon à former entre la surface fraisée et la surface périphérique de la virole une arête nettement définie qui permet d'obtenir une zone d'appui bien déterminée pour le ressort spiral en vue de la réalisation d'un joint soudé. Enfin, des avantages considérables se présentent en ce qui concerne la fabrication d'une telle virole puisqu'elle peut être fabriquée à partir d'une simple pièce tournée en y pratiquant une fente régulatrice et en fraisant la surface opposée, alors que dans le cas de viroles connues il faut en général des opérations d'usinage compliquées par enlèvement de copeaux. En particulier. dans une telle forme de réalisation, on peut renoncer à former pour le ressort spiral un élément dit nez de fixation spécial qui nécessite au stade de la fabrication une opération particulièrement croûteuse. L'invention est décrite ci-dessous à l'aide de formes de réalisation préférées illustrées aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue de dessus d'une virole suivant l'invention. La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1. La fig. 3 est une vue de dessus schématique d'une virole à laquelle est fixé suivant l'invention un ressort spiral présentant une partie terminale coudée. La fig. 4 est une vue analogue à celle de la fig. 3 et montre un ressort spiral dont l'extrémité intérieure coudée est, en comparaison de la fig. 3, place différemment par rapport au centre du ressort spiral. La virole 1 représentée aux fig. 1 et 2 est constituée par un cylindre étagé présentant un trou intérieur 2. Le trou intérieur 2 communique avec une fente régulatrice 3 qui traverse radialement la virole Du coté opposé la virole est fraisée en forme de segment et cela de telle manière que la surface fraisée 4 s'étende perpendiculairement à la fente régulatrice 3. La surface 4 forme avec la surface périphérique 5 de la virole deux arêtes 6 et 7. Dans l'exemple de réalisation représenté la virole est réalisée sous forme étagée et présente un étage supérieur 8 de plus grand diamètre extérieur qui porte la surface fraisée 4 et un étage inférieur 9 de plus petit diamètre qui n'est pas fraisé. Les dimensions de la virole sont choisies de façon qu'elle soit équilibrée. Ceci peut se faire, pour une largeur fixe b2 de la fente régulatrice 3, en choisissant une profondeur de frai sage ou hauteur de segment b1 appropriée de la où les autres grandeurs suivantes ont respectivement les significations suivantes d1 est le diamètre intérieur du trou intérieur 2, d2 est le diamètre extérieur de l'étage inférieur 9, > est la hauteur totale de la virole 1, h2 est la hauteur du plus grand étage 8, et est le rayon extérieur du plus grand étage 8. Les dimensions correspondantes de la virole suivant l'invention sont portées aux fig. 1 et 2. Pour une profondeur de fraisage déterminée b1 on obtient la largeur b2 de la fente régulatrice suivant la formule ci-dessous Suivant la présente invention un ressort spiral Il esl fixé à la virole 1 par exemple de la manière représentée à la fig. 3. Le ressort spiral Il représenté à cette figure comporte une extrémité intérieure réalisée sous la forme d'une partie coudée repliée à plat 12.Le ressort spiral 17 et la virole 1 sont disposés concentriquement l'un à l'autre et la partie terminale 12 du ressort spiral Il prend appui sur l'arête 7 de la virole 1, laquelle arête est formée par la rencontre de la surface fraisée 4 avec la surface périphérique 5. Dans cette zone le ressort spiral Il et la virole I sont reliés entre eux par exemple par collage, brasage ou soudage, de préférence par soudage au laser. Le point de soudure ainsi obtenu 13 est représenté à la fig. 3. La fig. 4 représente un agencement analogue à celui de la fig. 3, les éléments constitutifs semblables étant donc désignés par les mêmes chiffres. Le ressort spiral Il se distingue cependant de celui de l'exemple de réalisation représenté à la fig. 3 par le fait qutil est fabriqué de telle sorte que la partie terminale 12 se trouve à une plus grande distance du centre 14 du ressort spiral que dans le cas de la fig. 3. Néanmoins le ressort spiral Il et la virole 1 sont reliés l'un à l'autre le long de l'arete 7,de la même manière que dans l'exemple de réalisation de la fig. 3, seule leur position angulaire relative-étant différente. Ainsi-qu'une comparaison des fig. 3 et 4 le montre, le fait de réaliser suivant l'invention une arête de fraisage sur la virole et de fixer suivant l'invention le ressort spiral sur cette arête de fraisage permet de compenser des tolérances produites lors de la fabrication du ressort spiral et, par conséquent, de la partie terminale de celui-ci. Lorsqu'on dispose le ressort spiral Il concentriquement autour de la virole 1 avant de les relier entre eux, il suffit de tourner ces deux éléments l'un par rapport t l'autre jusqu'd ce qu'ils se touchent au niveau de l'arête 7 et de les relier ensuite entre eux dans cette position, par exemple par soudage au laser. On est alors certain d'avoir réalisé une liaison concentrique des deux éléments. REVNzICAEIONS 1 - Dispositif à ressort spiral comportant une virole pour la fixation de l'extrémité intérieure du ressort spiral à un arbre, en particulier de montres et d'appareils de mesure, laquelle virole présente une fente régulatrice et une surface fraisée en forme de segment située sensiblement à l'opposé de la fente régulatrice, caractérisé en ce que l'extrémité intérieure du ressort spiral 71 est fixée à la virole 1 au voisinage immédiat de l'une des arêtes 6, 7 entre la surface fraisée 4 et la surface périphérique 5 de la virole en prenant appui linéairement sur cette dernière. 2 - Dispositif à ressort spiral suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité intérieure du ressort spiral 11 est fixée à la virole en prenant appui linéairement sur l'une des deux arêtes 6, 7* 3 - Dispositif à ressort spiral suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la virole 1 présente en coupe transversale une forme étagée et en ce que la surface fraisée 4 se trouve sur la partie 8 présentant le plus grand diamètre.