Brevet FR2926374A1 — publié le 20090717

MONTRE COMPORTANT UNE CARRURE USINÉE DANS UN BLOC DE MATÉRIAU EXTRA-DUR La présente invention concerne le domaine de l'horlogerie, et plus précisément les éléments d'habillage d'une montre ou les pièces fonctionnelles d'un mouvement horloger qu'il soit mécanique ou à quartz. Elle concerne particulièrement la réalisation de composants horlogers complexes monolithiques dans des matériaux extra-durs pour des applications aux fonctions d'habillage et mécaniques avec amélioration physico-chimique des interfaces de contact. L'art joaillier et le métier horloger cohabitent de tout temps. Bon nombre de montres ou d'horloges sont habillées de gemmes naturelles ou de pierres de synthèse rapportées. La présente invention inverse l'usage général en rendant fonctionnel un matériau extra-dur monolithique en le déclinant sous la forme de fonctions mécaniques statiques ou dynamiques. Nous décrivons la façon de réaliser tout ou partie d'un habillage ou d'un mouvement horloger par regroupements monolithiques obtenus dans un matériau extra-dur, coloré ou non, transparent ou opaque. L'invention trouve un développement original en permettant l'affranchissement des habituels éléments rapportés dénommés � pierres � ou � saphirs � utilisés pour les fonctions de pivotement. Enfin, une extension avantageuse de l'invention permettra d'adapter les propriétés physico-chimiques et/ou optiques des interfaces de contact au moyen de dépôts couches minces. Il est connu dans l'état de la technique de réaliser un habillage de montre constitué par d'une boîte composée d'un bâti support dénommé carrure (4) généralement métallique ou céramique, d'une partie vitrée dénommée glace (2) habituellement en saphir et d'un fond (3) métallique ou transparent en saphir. Les parties métalliques sont généralement réalisées par des opérations d'usinage, de moulage ou de frittage, complétées différentes opérations d'usinage de formage et/ou de finition. Il et d'usage reconnu que les composants d'habillage, carrure (4), fond (3),... doivent présenter des propriétés physico-chimiques importantes comme par exemple : une bonne résilience et ténacité, une excellente dureté, ainsi qu'une tenue aux ultra-violets. De ce fait les éléments d'horlogerie sont classiquement réalisés dans un matériau métallique et parfois céramique. Ces solutions, représentent un nombre conséquent de pièces aux propriétés physico-chimiques variables et différentes et surtout une multiplication des interfaces de liaisons, elles-mêmes génératrices d'incertitudes géométriques, dimensionnelles ou de position. En conséquence les solutions existantes ne sont pas optimales d'un point de vue mécanique et ne permettent pas de rendre visible l'intégralité d'un mouvement horloger au travers de son habillage ni d'intégrer ce dernier dans une structure monolithique cristalline, voire même de réaliser certaines pièces dans cette même structure. Afin de répondre à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale, le regroupement sous la forme de monolithes usinés, dans une structure en matériau transparent ou non, minéral ou de synthèse, conçu à partir d'oxydes métalliques, de verres ou de cristaux, d'éléments habituellement disjoints et assemblés par des moyens mécaniques. Ainsi, une montre comportant ordinairement un mécanisme d'horlogerie et un habillage formés d'au moins, une carrure, une glace, un fond, une platine et plusieurs ponts pourra comporter au moins l'une des combinaisons suivantes : Carrure Glace Fond Platine Ponts Carrure 1 1 1 0 Glace 1 1 1 1 Fond 1 1 1 1 Platine 1 1 1 0 Ponts 0 1 1 0 Ainsi, le matériau d'un ensemble combiné de deux composants, au moins, est identique au matériau extra-dur, transparent ou non, constitutif de l'un des deux composants afin de rendre le mouvement horloger soit visible à l'utilisateur soit aux fins de bénéficier des propriétés physico- chimiques du matériaux et/ou des dépôts faits sur les surfaces internes ou externes. Selon une variante avantageuse, la carrure et la glace forment une pièce monolithique à axes de symétrie ou quelconque générée dans un bloc de matériau transparent compact et solide tel que qu'une céramique ou de tout autre oxyde métallique vitrifié, ou encore de l'assemblage de matériaux différents par brasage moléculaire. Selon une autre variante, la platine et/ou les ponts 20 sont également usinés dans un bloc de matériau extra-dur transparent ou non. Selon un mode particulier de réalisation, la carrure, la platine et la glace forment, par combinaison d'au moins deux composants, une seule pièce monolithique générée dans 25 un bloc de matériau solide extra-dur transparent on non. Avantageusement, une partie au moins des composants du mouvement d'horlogerie (platine, ponts, tambour de barillet...) est usinée dans un bloc de matériau solide extra-dur, transparent ou non. Selon un mode de réalisation particulier, une partie au moins des liaisons de contact entre pièces telles que pivots, glissière, rotule, ponctuelle... sont réalisées par usinage direct dans les organes supports tels que platine, ou ponts formés dans un bloc de matériau extra-dur transparent ou non. L'avantage direct est une diminution du nombre de pièces ainsi qu'une réduction des contraintes de cotation fonctionnelle tout en améliorant les conditions de frottement solide. Les matériaux utilisés se caractérisent par leur non usinabilité au moyen des techniques standard de fabrication, ou encore par le prix prohibitif ou le caractère non industriel des quelques opérations d'usinage rencontrées comme par exemple le perçage ultrasonore... Les matériaux que nous utilisons se caractérisent par leur matrice cristalline obtenue à l'aide d'au moins un oxyde, de métal ou de terres rares pour obtenir une coloration plus ou moins dense allant de la parfaite transparence à l'opacité totale. De préférence, ledit matériau extra-dur transparent est pris, sans que cela ne soit exhaustif dans l'une des familles suivantes • Oxydes mixtes • Oxydes dopés • Spinelle • Pérovskytes • ZnO • ZrO2 • Al2O3 • SnO • Hydroxyapatite (HAP) • Nanomatériaux céramiques chargés ou non. et plus particulièrement les céramiques obtenues à partir des composés suivants Alumine, Nitrure de silicium, Mullite , Zircone, Nitrure d'aluminium, Cordiérite Oxyde de magnésium, Nitrure de bore, Stéatite, Carbure de silicium, Pérovskites. Avantageusement, le, ou les matériaux utilisés relèvent d'une formulation chimique permettant l'amélioration sensible des propriétés mécaniques notamment en ce qui concerne la physique des interfaces (dureté, tribologie ). Ainsi l'invention pourra avantageusement être améliorée en recourant à des dépôts surfaciques, notamment par des procédés � sol-gel � utilisant des nanoparticules incorporés dans différentes matrices organiques et inorganiques aux fins d'obtenir des couches épaisses allant de quelque dizaines de nanomètre à quelques micromètres, homogènes, sans fissure et possédant de bonne propriétés optiques. Ces couches pourront être déposées, sans que cela ne soit exhaustif, par exemple au moyen des procédés suivants : trempage, tournette, spin coating, dip coating screen printing, spray pyrolysis Le dépôt de matériaux colloïdes métalliques (Ag, au, Pd, Cu, ...) dans des précurseurs sols du types SiO2, TiO2, ZrO2, SiO2-PbO, avec traitements thermiques et densification, permettra d'obtenir des couleurs, jaunes, bleues, rouges, vertes, grise, brune, possédant une excellente résistance à l'abrasion ou à l'irradiation UV ainsi qu'une grande stabilité chimique. De la même façon l'usage d'un sol de silice utilisant par exemple des pigments d'oxyde de titane ou de silicium permettra l'obtention des nuances de blanc tout en offrant d'excellentes propriétés mécaniques. Avantageusement l'usage de tels dépôts permettra d'obtenir des revêtements antireflets ou des propriétés antistatiques ou optiques telles que photochromatiques. Une extension de l'invention sera pertinente par l'utilisation de matériaux extra-durs, transparent ou non, couplés avec des matériaux métallique suivant le procédé connu du brasage réactif ou non réactif avec ou sans métallisation. Les couches déposées rependront le modèle classique Céramique - Tungstène ou Moly-Manganèse - Nickel - Or. Le résultat sera toujours un monolithe regroupant de façon homogène et inséparable, au moins deux composants habituellement disjoints et assemblés au moyen de liaisons mécaniques (par exemple glace - carrure, ou zone métallique dans une platine en saphir permettant un perçage - taraudage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins annexés où : la figure 1 représente une vue en perspective du dessous d'une montre selon un premier exemple de réalisation de la présente invention - la figure 2 représente une vue en perspective du dessus d'une montre selon un premier exemple de réalisation 25 de la présente invention ; la figure 3 représente une vue en perspective du dessus d'une montre selon un deuxième exemple de réalisation de la présente invention ; la figure 4 représente une vue en perspective du 30 dessus d'une montre selon un troisième exemple de réalisation de la présente invention. La montre représentée en figure 1 et 2 est constituée par une carrure (4) délimitant un volume intérieur sensiblement cylindrique, présentant des cornes (10 à 13) ; cette pièce est réalisée dans un bloc de matériau extra-dur tel qu'un bloc de cristal naturel ou un autre matériau extra-dur transparent. Ce bloc de cristal est façonné par usinage et est fermé par deux parties complémentaires, à savoir un fond (3) et une glace (2), également réalisé dans un bloc de matériau extra-dur et préférentiellement dans le même matériau que la carrure (4). Le mouvement comprend selon une variante une platine réalisée elle également dans un bloc de matériau extra-dur, qui peut être un prolongement intérieur de la carrure (4). Cette réalisation permet d'éviter le recours à des coussinets pour les pivots de pièces en mouvement. La montre représentée en figure 3 est constituée par une carrure (4) prolongée par un fond ou par une glace (2) formés dans un bloc unique de matériau extra-dur unique pour la carrure d'une part et le fond ou la glace d'autre part. La montre représentée en figure 4 correspond à un premier exemple de réalisation. Elle présente un corps usiné dans un bloc de cristal naturel ou de synthèse présentant une carrure (4) de forme annulaire fermée par deux surfaces axisymétriques (5, 6). La carrure (4) est formée par extrusion d'une forme sur un axe. La carrure est monobloc et fait office de fond et de glace. Elle est fermée par deux surfaces pariétales (5, 6) perpendiculaires à l'axe de symétrie. La carrure (4) de forme tubulaire enferme un mouvement (7) comprenant une platine qui est optionnellement également réalisée dans le même matériau extra-dur. La génération des regroupements monolithiques s'opère par des techniques d'usinage par abrasion ou par frittage. Le premier procédé d'obtention est un usinage par abrasion qui utilise une broche très haute fréquence tournant à 60.000 tours par minutes et au-delà. Nous développons nos propres outils composés de grains de diamant ayant une granulométrie contrôlée et liés ensemble au moyen d'un liant céramique. La qualité d'usinage rend le matériau pratiquement transparent à l'oeil. La terminaison finale s'obtient par polissage au moyen de tampons mobiles faisant circuler par viscosité une potée diamantée. Nous pouvons réaliser toutes les opérations d'usinage, en dehors du taraudage suivant une dynamique d'outils à 5 axes. La technique s'applique donc aux surfaces gauches ainsi qu'à la terminaison des angles rentrants éminemment importants en manufacture horlogère. La seconde technique de génération, réservée aux plus grandes séries, met en oeuvre une technique de frittage par � gel casting � (moulage du matériau en phase liquide)largement avantageuse par rapport aux techniques de � frittage à sec � dont les problèmes de porosité sont difficilement solubles. Le recours à une phase visqueuse autorise la génération de formes complexes dont les limites sont fixées par les moules. REVENDICATIONS 1 - Montre comportant un mécanisme d'horlogerie et un habillage comprenant notamment la glace (2) et la carrure (4), caractérisée en ce que la carrure (4) est usinée dans un bloc de matériau extra-dur. 2 - Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau est identique au matériau constitutif de la glace (2). 3 - Montre selon la revendication 1 et 2, caractérisée en ce que la carrure (4) et la glace (2) forment une pièce monolithique, à axes ou plans de symétrie, ou quelconque, usinée dans un bloc de matériau extra-dur transparent ou non. 4 - Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la platine et/ou les ponts sont également usinés 20 dans un bloc de matériau extra-dur transparent ou non. 5 - Montre selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que la carrure (4), la platine et la glace (2) forment une pièce monolithique usinée dans un 25 bloc de matériau extra-dur transparent ou non 6 - Montre selon la revendication 1 et 2, caractérisée en ce qu'une partie au moins des composants du mouvement d'horlogerie est générée au moyen de matériaux 30 extra-dur transparent ou non. 7 - Montre selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une partie au moins des liaisons de pivots sont usinés dans la platine et/ou les ponts formés dans un bloc de matériau extra-dur transparent ou non. 8 - Montre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit matériau extra-dur est formé par une gemme naturelle, une gemme synthétique ou après vitrification d'un oxyde vitrifiable. 9 - Montre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit matériau transparent est dopé à l'aide d'au moins un oxyde, de métal ou de terres rares pour obtenir la densité chromatique désirée.