Procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et spiral virolé obtenu par ce procédé
Un premier objet de ce brevet est constitué par un procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, au cours duquel cette extrémité du spiral conserve sa forme originale.
Pour éviter, d'une part, les déformations subies par la lame du spiral dans les cas où son extrémité intérieure est fixée par une goupille dans un trou transversal de la virole, et, d'autre part, le pliage délicat de l'extrémité intérieure du spiral selon une sécante de la virole, on connaît déjà divers modes de fixation qui permettent à l'extrémité intérieure du spiral de conserver sa forme originale.
Dans certains de ces procédés connus, la fixation en question est réalisée de manière entièrement mécanique.
Ces procédés connus ont cependant l'inconvénient de requérir la fabrication d'une virole de forme relativement compliquée qui, en outre, dans la plupart des cas, est composée de plusieurs pièces. Certaines viroles utilisées dans ces cas ont aussi l'inconvénient de déséquilibrer le balancier en raison de leur forme asymétrique, qu'il est très difficile de déterminer et d'obtenir de façon que le centre de gravité de la virole soit situé sur son axe.
On connaît aussi un procédé dans lequel la fixation du spiral à la virole est assurée par injection de matière plastique.
Ce procédé a cependant l'inconvénient de nécessiter la fabrication d'un moule extrêmement délicat dans lequel il n'est pas aisé d'introduire la virole et le spiral de façon automatique. De plus, ce procédé ne garantit pas que le spiral conserve sa forme originale. Cette forme risque, au contraire, d'être perturbée une première fois par le flot de matière injectée dans le moule, et une seconde fois, au cours de la plastification pendant laquelle l'élément de matière plastique injectée subit presque toujours des déformations plus ou moins importantes.
On connaît encore des procédés dans lesquels, pour éviter tout débordement de la virole à l'extérieur de la spire intérieure du spiral, celle-ci est fixée à la virole par adhérence (soudage, collage).
Ces procédés, qui nécessitent un contact entre le spiral et la virole sur une certaine longueur de la lame du spiral, ont toutefois l'inconvénient d'imposer la fabrication d'une virole de forme compliquée, si on tient à éviter toute déformation de la partie intérieure du spiral. Une telle virole a à son tour l'inconvénient de déséquilibrer le balancier comme les viroles utilisées dans les procédés de fixation mécanique de l'extrémité intérieure du spiral.
Par ailleurs, les procédés de fixation par adhérence ont encore l'inconvénient qu'ils n'offrent pas toute garantie de stabilité; il arrive en effet que le spiral se détache de la virole après un certain temps.
L'un des buts du présent brevet est de créer un procédé exempt des inconvénients mentionnés ci-dessus et dont la mise en oeuvre puisse être réalisée de façon automatique.
Le procédé selon ce brevet est caractérisé en ce que la lame du spiral et la virole sont posées l'une et l'autre dans les positions respectives qu'elles devront occuper après leur fixation, la lame du spiral étant totalement détendue et la virole reposant intimement contre elle au moins le long d'une ligne de contact parallèle à l'axe du spiral, toutefois sans provoquer une déformation quelconque de cette lame, celle-ci ayant un bord et la virole une face, qui, sur ladite ligne de contact ou le long de celle-ci, arrivent à fleur l'un de l'autre, et en ce que, tout en maintenant fermement la lame du spiral et la virole dans leurs positions respectives, on focalise un Laser, dirigé au moins approximativement selon ladite ligne de contact, sur les portions de surface affleurantes du spiral et de la virole,
qui entourent ladite zone de contact intime entre ces deux pièces.
Ce brevet a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus.
Comme d'autre dispositifs connus, utilisés pour fixer l'extrémité intérieure du spiral à la virole, celui qui fait l'objet de ce brevet comprend aussi, sur une table de travail, des moyens de guidage capables de tenir la virole dans une position déterminée.
Il est toutefois caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux goupilles faisant saillie de ladite table et dont les emplacements sont tels par rapport à la virole que ces goupilles et la virole constituent des moyens de guidage du spiral, qui maintiennent ce dernier dans une position centrée bien déterminée sans le déformer.
Dans une forme d'exécution particulière, le dispositif selon ce brevet est rendu universel, c'est-à-dire utilisable avec des spiraux de différents calibres, enroulés à gauche ou à droite, de façon semple.
Tout d'abord, les deux goupilles participant au centrage du spiral sont situées dans des plans radiaux de la table du dispositif qui se trouvent à 1200 du plan radial de cette table issu de l'axe de la virole et passant par la ligne de contact selon laquelle le Laser est dirigé pour fixer le spiral à la virole. D'autre part, chacune de ces deux goupilles est réglable dans son plan radial. Enfin, les moyens de guidage de la virole qui en assurent l'orientation autour de son axe, sont aussi réglables.
En dernier lieu, ce brevet a encore pour objet le spiral virolé obtenu par le procédé mentionné ci-dessus.
Ce spiral virolé est caractérisé en ce qu'il est fixé à un voile de la virole dont l'épaisseur est au moins approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral et dont le contour a une forme symétrique par rapport à l'axe de la virole.
Cette dernière particularité a l'avantage de permettre la fabrication d'une virole parfaitement équilibrée qui ne perturbera donc pas l'équilibrage de l'ensemble oscillant balancier-spiral.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif ainsi que du spiral virolé selon ce brevet, tout en illustrant un exemple de mise en oeuvre du procédé selon ce même brevet.
La fig. 1 est une vue schématique en élévation du dispositif.
La fig. 2 en est une vue en plan, une partie ayant été enlevée par coupe.
La fig. 3 est une coupe schématique à échelle agrandie selon la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe transversale selon la ligne
IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 représente un détail de la fig. 3 à une échelle encore plus grande, et
la fig. 6 est une vue en plan de la partie représentée à la fig. 5.
Le dispositif représenté au dessin comprend un socle 1 sur lequel est fixée une table de travail 2 constituée par une plaque circulaire fixée de façon amovible au socle 1 par des vis 3. En son centre, la plaque 2 porte un tenon 4 dont le diamètre est ajusté à l'alésage du manchon 5 de la série de viroles 6 à traiter. Pour permettre d'utiliser le dispositif décrit avec n'importe quelle série de viroles, destinées à être fixées à des spiraux enroulés dans un sens déterminé, on peut, ou bien prévoir un jeu de plaques 2 correspondant chacune à une série de viroles, le tenon 4 étant, dans ce cas, solidaire de la plaque 2, ou alors travailler toujours avec la même plaque 2, mais prévoir un jeu de tenons 4 indépendants, montés de façon amovible sur la plaque 2.
Pour tenir la virole 6 dans une orientation bien déterminée autour du tenon 4, la plaque 2 porte deux plots à têtes excentriques 7 (fig, 6) dont les tenons sont ajustés à frottement gras dans des trous correspondants de la plaque 2.
Pour assurer le centrage du spiral 8 sur cette plaque 2 dans une position bien déterminée, le dispositif représenté comprend encore deux goupilles cylindriques 9, 10, qui font saillie de la table 2. Chacune de ces goupilles est portée par un tigeron 11 (fig. 3 et 4), passant à travers une fente radiale 12 de la table 2. La base du tigeron 11 est solidaire d'un sabot 13 s'étendant dans un passage 14 du socle 1 situé au-dessous de la table 2. Le sabot 13 est lui-même fixé à un piston 15 coulissant dans un alésage 16 du socle 1.
Dans une variante, on pourrait aussi tailler la partie supérieure des goupilles 9, 10, qui entre en contact avec le spiral, en forme de secteur cylindrique dont l'angle au centre serait par exemple de 900, et orienter ces goupilles de façon qu'elles entrent en contact avec le spiral par l'arête de leur secteur cylindrique.
Cette variante aurait l'avantage de permettre l'utilisation de goupilles ayant un diamètre double, ce qui augmenterait leur rigidité ainsi que leur stabilité. Les goupilles de cette variante auraient en outre l'avantage de faciliter le centrage du spiral 8 sur la plaque 2, car l'observation du contact entre l'arête du secteur cylindrique située dans l'axe de la goupille avec le spiral est plus aisée et plus précise que celle d'une goupille entièrement cylindrique.
Ainsi que cela resort des fig. 2 et 3, les alésages 16 et les passages 14 sont parallèles aux fentes 12 de la table 2.
Un ressort de pression 17, prenant appui au fond de l'alésage 16, agit sur le piston 15 de façon à le maintenir en contact avec la tige 18 d'un micromètre 19 fixé par une bride 20 au socle 1 et comprenant un mécanisme de blocage (non représenté). Les deux micromètres 19 du dispositif représenté permettent, par conséquent, d'ajuster la position des goupilles 9, 10 par rapport au tenon 4 avec une grande précision.
Un montant 21 est encore fixé au socle 1 et porte le générateur 22 du faisceau de lumière cohérente du Laser, un système optique 23 de focalisation contenant des organes de réglage (non représentés), ainsi qu'une chemise de protection 24. Afin que le tir du Laser puisse être dirigé sur le point voulu, des organes de réglage (non représentés) sont prévus entre le montant 21 et les dispositifs 22 et 23.
Dans l'exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon ce brevet, qui est illustré au dessin, le spiral 8 est destiné à être fixé à une virole 6 qui comprend un voile 25 dont l'épaisseur est approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral 8, ainsi que cela ressort de la fig. 5. En plan, le voile 25 a la forme générale d'un losange (fig. 6) dont les sommets 26 st- tués aux extrémités de la grande diagnonale sont arrondis en arcs de cercle centrés sur raxe de la virole. Comme on le voit à la fig. 6, le voile 6 a une forme parfaitement symétrique par rapport à l'axe de la virole, de sorte que cette dernière ne risque pas de perturber l'équilibrage de l'ensemble balancier-spiral.
Vu sa forme extrêmement simple, la virole 6 peut être fabriquée très facilement par décolletage à partir d'une barre ronde. Les bouts arrondis 26 du voile 25 font naturellement partie d'une même portée tournée. Quant aux bords rectilignes du voile, ils peuvent être obtenus par fraisage à l'aide de fraises parallèles, en arrêtant pendant tourner un voile circulaire sur la décolleteuse et obtenir les bords rectilignes de ce voile par découpage à l'étampe. En même temps, on pourra rectifier le diamètre du trou central de la virole et lui donner ainsi une cote très précise. La virole 6 pourrait aussi être fabriquée par emboutissage au moyen d'étampes progressives, en partant d'un lopin cylindrique ou de forme.
Vu que le manchon 5 est mince, la virole, bien qu'elle ne soit pas fendue, peut aisément être ajustée de la façon qui convient sur l'axe du balancier auquel elle est destinée.
La hauteur du manchon 5 est évidemment choisie en fonction de la distance à prévoir entre le spiral 8 et le balancier.
Ainsi qu'on le voit en particulier à la fig. 6, le spiral 8, qui repose librement sur la table 2, est tenu dans une position centrée bien déterminée, d'une part, par l'arête 27 du voile 25 de la virole 6, et, d'autre part, par les goupilles 9 et 10. Ces dernières sont situées dans des plans radiaux, issus de l'axe du tenon 4, qui forment entre eux un angle de 1200. Par ailleurs, les excentriques sont réglés de façon que l'arête 27 de la virole 6 soit dans un plan radial de la table 2, formant aussi des angles de 1200 par rapport aux plans radiaux des goupilles 9 et 10.
La distance de la goupille 10 à l'axe du tenon 4 est réglée à l'aide du micromètre 19 correspondant de façon à être égale au rayon du tournage 26 plus un tiers de pas du spiral. Quant à la goupille 9, elle est elle-même d'un tiers de pas du spiral plus éloignée de l'axe du tenon 4 que la goupille 10. Dans le cas d'un spiral enroulé dans le sens opposé, la lame de ce spiral reposera non plus contre l'arête 27 du voile de la virole, mais contre L'arête 32. Pour que cette arête 32 puisse être placée à 1200 des goupilles 9 et 10, il est prévu d'utiliser une autre table 2 dont les excentriques 7 aient des emplacements qui permettent un tel guidage.
I1 serait naturellement aussi possible de prévoir une autre paire de trous dans la table 2 et d'y introduire les excentriques 7, quand il s'agit de traiter un spiral enroulé dans le sens opposé. Quant aux goupilles 9 et 10, elles seraient évidemment réglées de façon inverse pour un tel spiral.
Les techniques modernes de fabrication des spiraux permettent d'atteindre une telle régularité que, pour une série de fabrication donnée, il est possible de déterminer à l'avance l'emplacement le long de la lame du spiral de l'extrémité interne de sa partie active de façon qu'au moment de la mise en place de l'ensemble balancierspiral dans la montre, les règles du point d'attache, bien connues des hommes du métier, soient automatiquement respectés.
L'emplacement le long de la lame du spiral de cette extrémité intérieure de sa partie active ayant été déterminée pour une série de spiraux, on prendra une série de viroles dont le diamètre du tournage 26 corresponde à cet emplacement de telle façon que, dans la position représentée à la fig. 6, l'arête 27 de la virole 6 entre précisément en contact à l'endroit voulu avec la lame du spiral 8, sans toutefois provoquer aucune déformation de cette dernière. La position des goupilles 9 et 10 est alors réglée en fonction du diamètre du tournage 26 correspondant à la série de spiraux considérée.
On remarquera enfin que les goupilles 9 et 10 ne doivent pas nécessairement se trouver sur des rayons situés à 1200 de l'arête 27. Les trois points d'appui constitués par ces goupilles et cette arête assureront toujours le centrage du spiral sur l'axe de la virole, quelles que soient leurs positions angulaires respectives le long de la spire intérieure du spiral. On peut, par exemple, choisir les positions angulaires respectives des goupilles 9 et 10 en fonction de la forme donnée au voile de la virole, de façon que les goupilles se trouvent aux endroits où il y a le plus de place entre ce voile et le spiral. Les distances des goupilles 9 et 10 à l'axe de la virole devront naturellement être calculées en fonction de leurs positions angulaires et du pas du spiral.
Il résulte de la description précédente que la lame du spiral 8 est placée autour de la virole et des goupilles 9 et 10 du dispositif décrit sans entraîner aucune déformation de sa spire intérieure.
Les moyens de guidage décrits du spiral ont non seulement l'avantage d'en assurer le centrage, mais aussi celui de jauger les dimensions de la spire intérieure. Or, si dans une même série de spiraux, les extrémités intérieures sont coupées de façon que la première spire de ces spiraux ait toujours la même dimension, déterminée à l'avance, on sait par expérience que les conditions du point d'attache sont automatiquement satisfaites avec une précision suffisante.
Avant de mettre le spiral en place sur le dispositif décrit, il suffira donc, pour éliminer le crochet formé à son extrémité intérieure lors de sa fabrication, de couper une partie interne du spiral de telle façon que sa première spire ait alors des dimensions inférieures à celles qui sont requises. Le spiral ainsi préparé pourra ensuite être placé sur la table 2 de façon à s'engager librement autour de la virole et des goupilles 9 et 10.
A ce moment, il suffit de le a visser en le faisant tourner autour de ces trois éléments jusqu'à ce qu'il entre en contact avec eux, mais sans se déformer, pour réaliser simultanément son centrage et le jaugeage de sa spire intérieure.
Comme épaisseur du voile 25 est égale à la hauteur de la lame 8 et que tous deux reposent sur la table 2, le bord latéral, constitué par la tranche supérieure 28 de la lame du spiral 8 et la face supérieure du voile 25 sont coplanaires.
Pour opérer la fixation du spiral à la virole 6, les dispositifs 22 et 23 (fig. 1) sont réglés, en premier lieu, de façon que l'axe du faisceau de lumière cohérente du Laser coïncide au moins approximativement avec l'arête 27. Le tir du Laser est de plus centré sur cette arête de façon à provoquer une fusion simultanée de l'extrémité intérieure du spiral 8 et du coin du voile 25.
Des résultats intéressants ont été obtenus à l'aide d'un appareil Laser à rubis dont la puissance peut être variée par un réglage manuel agissant sur les circuits électroniques d'alimentation de l'émetteur du rayon Laser, ainsi qu'en intercalant, entre l'émetteur de ce rayon et les pièces à souder, un système optique de convergences, un diaphragme et des filtres optiques. En prévoyant un angle d'ouverture d'environ 9o du cône du faisceau incident sur les deux pièces à souder et en réglant l'intensité de l'émission de façon à faire fondre la lame du spiral 8 environ jusqu'à la moitié de sa hauteur, on a pu constater que la fixation du spiral à la virole répondait à toutes les exigences.
Afin que l'impact du Laser ne provoque pas un déplacement accidentel du spiral pendant le soudage, un plot 29 (fig. 3) recouvrant au moins la première spire intérieure du spiral 8 maintient celui-ci appliqué sur la table 2 par pression, mais sans le déformer. Ce plot 29 présente une ouverture centrale 30 destinée à s'emboîter autour du manchon 5 de la virole, ainsi qu'un trou (non représenté) à l'endroit où le rayon Laser doit passer.
Dans les conditions de travail décrites, l'impact du
Laser, au niveau de la tranche 28 et de la face supérieure du voile 25, est situé à l'intérieur d'une zone circulaire 31 (fig. 6) qui n'atteint pas la seconde spire de la lame du spiral 8. Le diamètre de cette zone de soudure peut varier 5/100 à 40/100 mm selon le pas du spiral sans perturber les conditions de fixation de celui-ci à la virole.
Le bout du spiral, qui s'étend éventuellement au-delà de l'arête 27 vers l'intérieur, est automatiquement sectionné par le faisceau Laser au droit de cette arête, en opérant dans les conditions décrites.
Le procédé de fixation décrit n'est évidemment pas limité à la forme de virole représentée au dessin. En particulier, si la virole présente une portion de surface en forme de spirale, le faisceau Laser peut être dirigé selon n'importe quelle génératrice de la surface de contact entre le spiral et la virole. I1 suffit que le contact entre ces deux pièces soit intime, c'est-à-dire qu'il n'y ait aucun coussin d'air entre deux. I1 faut aussi, bien entendu, que le spiral et la virole aient des faces situées à fleur l'une de l'autre au point d'impact du Laser.
I1 n'est toutefois pas nécessaire que les deux faces en question soient perpendiculaires à l'axe du faisceau de lumière cohérente; elles pourraient être aussi parallèles à cet axe. Ainsi, dans l'exemple représenté à la fig. 6, si le bord extrême intérieur de la lame du spiral 8 était placé à fleur du bord rectiligne du voile 25 aboutissant à l'arête 27, le faisceau Laser travaillerait tout aussi bien de façon tangentielle. Pour de grandes séries de fabrication, on pourrait naturellement prévoir un dispositif à butées et goupilles fixes en lieu et place des butées 7 et des goupilles 9, 10 réglables, pour chaque série de spiraux.
REVENDICATION I
Procédé de fixation de l'extrémité intérieure d'un spiral d'horlogerie à une virole, au cours duquel cette extrémité du spiral conserve sa forme originale, caractérisé en ce que la lame du spiral et la virole sont posées l'une et l'autre dans les positions respectives qu'elles devront occuper après la fixation, la lame du spiral étant totalement détendue et la virole reposant intimement contre elle au moins le long d'une ligne de contact parallèle à l'axe du spiral, toutefois sans provoquer une déformation quelconque de cette lame, celle-ci ayant un bord et la virole une face, qui, sur ladite ligne de contact ou le long de celle-ci, arrivent à fleur l'un de l'autre, et en ce que, tout en maintenant fermement la lame du spiral et la virole dans leurs positions respectives, on focalise un Laser,
dirigé au moins approximativement selon ladite ligne de contact, sur les portions de surface affleurantes du spiral et de la virole, qui entourent ladite zone de contact intime entre ces deux pièces.
SOUS -REVENDICATION
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la focalisation du faisceau Laser est réglée de façon que l'angle d'ouverture du cône d'incidence de ce faisceau sur les pièces à souder soit environ égal à 90.
REVENDICATION Il
Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant, sur une table de travail, des moyens de guidage capables de tenir la virole dans une position déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux goupilles faisant saillie de ladite table et dont les emplacemens sont tels par rapport à la virole que ces goupilles et la virole constituent des moyens de gui- dage du spiral, qui maintiennent ce dernier dans une position centrée bien déterminée sans le déformer.
SOUS -REVENDICATIONS
2. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que, par rapport au plan radial de ladite table issu de l'axe de la virole et passant par la ligne de contact selon laquelle le Laser est dirigé, les deux dites goupilles sont dans des plans radiaux se trouvant à 1200.
3. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que chacune des deux dites goupilles est réglable dans son plan radial.
4. Dispositif selon la revendication II ou l'une des sous-revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage de la virole, qui en assurent l'orientation autour dè son axe, sont réglables.
REVENDICATION III
Spiral virolé obtenu par le procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il est fixé à un voile de la virole dont l'épaisseur est au moins approximativement égale à la hauteur de la lame du spiral et dont le contour a une forme symétrique par rapport à l'axe de la virole.
SOUS-REVENDICATIONS
5. Spiral selon la revendication III, caractérisé en ce que ledit voile est venu de fabrication en une pièce avec un manchon destiné à assurer l'ajustement de la virole sur l'axe du balancier.
6. Spiral selon la revendication III ou la sous-revendication 5, caractérisé en ce que le contour dudit voile a la forme générale d'un losange dont les sommets situés aux extrémités de la grande diagonale sont arrondis.
7. Spiral selon la sous-revendication 6, caractérisé en ce que lesdits sommets sont arrondis selon un arc de cercle centré sur l'axe de la virole.
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Method of fixing the inner end of a watch balance spring to a ferrule, device for implementing this method and spiral spiral obtained by this method
A first subject of this patent consists of a method of fixing the inner end of a watch balance spring to a ferrule, during which this end of the balance spring retains its original shape.
To avoid, on the one hand, the deformations undergone by the blade of the hairspring in cases where its inner end is fixed by a pin in a transverse hole of the ferrule, and, on the other hand, the delicate bending of the end interior of the hairspring along a secant of the ferrule, various fixing methods are already known which allow the inner end of the hairspring to retain its original shape.
In some of these known methods, the fixing in question is carried out entirely mechanically.
However, these known methods have the drawback of requiring the manufacture of a shell of relatively complicated shape which, in addition, in most cases, is composed of several parts. Certain ferrules used in these cases also have the drawback of unbalancing the balance due to their asymmetrical shape, which is very difficult to determine and obtain so that the center of gravity of the ferrule is located on its axis.
A method is also known in which the fixing of the hairspring to the ferrule is provided by injection of plastic material.
However, this method has the drawback of requiring the manufacture of an extremely delicate mold in which it is not easy to introduce the ferrule and the balance spring automatically. In addition, this process does not guarantee that the hairspring retains its original shape. This shape risks, on the contrary, being disturbed a first time by the flow of material injected into the mold, and a second time, during the plasticization during which the injected plastic element almost always undergoes more or less deformations. less important.
Methods are also known in which, in order to avoid any overflow of the ferrule outside the inner coil of the balance spring, the latter is fixed to the ferrule by adhesion (welding, gluing).
These methods, which require contact between the hairspring and the ferrule over a certain length of the blade of the hairspring, however have the drawback of requiring the manufacture of a shell of complicated shape, if one wishes to avoid any deformation of the spring. inner part of the hairspring. Such a ferrule in turn has the drawback of unbalancing the balance like the ferrules used in the methods of mechanically fixing the inner end of the hairspring.
Moreover, the methods of fixing by adhesion still have the drawback that they do not offer any guarantee of stability; it happens that the hairspring is detached from the ferrule after a certain time.
One of the aims of the present patent is to create a process free from the drawbacks mentioned above and whose implementation can be carried out automatically.
The method according to this patent is characterized in that the blade of the balance-spring and the ferrule are both placed in the respective positions that they will have to occupy after their fixing, the blade of the hairspring being totally relaxed and the ferrule resting. intimately against it at least along a line of contact parallel to the axis of the hairspring, however without causing any deformation of this blade, the latter having an edge and the ferrule one face, which, on said line of contact or along the latter, come flush with one another, and in that, while firmly holding the blade of the hairspring and the ferrule in their respective positions, a laser is focused, directed at least approximately according to said contact line, on the flush surface portions of the hairspring and the ferrule,
which surround said intimate contact zone between these two parts.
This patent also relates to a device for carrying out the method mentioned above.
Like other known devices, used to fix the inner end of the hairspring to the ferrule, the one which is the subject of this patent also comprises, on a work table, guide means capable of holding the ferrule in a position determined.
It is however characterized in that it further comprises two pins projecting from said table and whose locations are such relative to the ferrule that these pins and the ferrule constitute means for guiding the balance spring, which hold the latter in a well determined centered position without distorting it.
In a particular embodiment, the device according to this patent is made universal, that is to say usable with balance springs of different gauges, wound on the left or on the right, in a simple manner.
First of all, the two pins participating in the centering of the hairspring are located in radial planes of the table of the device which are located at 1200 from the radial plane of this table coming from the axis of the shell and passing through the contact line whereby the laser is directed to secure the hairspring to the ferrule. On the other hand, each of these two pins is adjustable in its radial plane. Finally, the means for guiding the shell, which ensure its orientation around its axis, are also adjustable.
Lastly, this patent also relates to the spiral hairspring obtained by the process mentioned above.
This spiral hairspring is characterized in that it is fixed to a web of the ferrule, the thickness of which is at least approximately equal to the height of the blade of the hairspring and the outline of which is symmetrical in relation to the axis of the ferrule.
This last feature has the advantage of allowing the manufacture of a perfectly balanced shell which will therefore not disturb the balancing of the oscillating balance-spring assembly.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device as well as of the spiral hairspring according to this patent, while illustrating an example of implementation of the method according to this same patent.
Fig. 1 is a schematic elevational view of the device.
Fig. 2 is a plan view, a part having been removed by section.
Fig. 3 is a schematic section on an enlarged scale along the line III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is a cross section along the line
IV-IV of fig. 3.
Fig. 5 shows a detail of FIG. 3 on an even larger scale, and
fig. 6 is a plan view of the part shown in FIG. 5.
The device shown in the drawing comprises a base 1 on which is fixed a work table 2 consisting of a circular plate removably fixed to the base 1 by screws 3. At its center, the plate 2 carries a tenon 4, the diameter of which is fitted to the bore of the sleeve 5 of the series of ferrules 6 to be treated. To make it possible to use the device described with any series of ferrules, intended to be attached to balance springs wound in a determined direction, it is possible, or else to provide a set of plates 2 each corresponding to a series of ferrules, the tenon 4 being, in this case, integral with the plate 2, or else still work with the same plate 2, but provide a set of independent tenons 4, removably mounted on the plate 2.
In order to hold the ferrule 6 in a well-defined orientation around the tenon 4, the plate 2 carries two studs with eccentric heads 7 (fig, 6), the tenons of which are fitted with greasy friction in the corresponding holes of the plate 2.
To ensure the centering of the hairspring 8 on this plate 2 in a well-determined position, the device shown further comprises two cylindrical pins 9, 10, which protrude from the table 2. Each of these pins is carried by a shank 11 (fig. 3 and 4), passing through a radial slot 12 of the table 2. The base of the shank 11 is integral with a shoe 13 extending in a passage 14 of the base 1 located below the table 2. The shoe 13 is itself fixed to a piston 15 sliding in a bore 16 of the base 1.
In a variant, one could also cut the upper part of the pins 9, 10, which comes into contact with the hairspring, in the form of a cylindrical sector whose center angle would be for example 900, and orient these pins so that they come into contact with the hairspring via the edge of their cylindrical sector.
This variant would have the advantage of allowing the use of pins having a double diameter, which would increase their rigidity as well as their stability. The pins of this variant would also have the advantage of facilitating the centering of the hairspring 8 on the plate 2, because the observation of the contact between the edge of the cylindrical sector located in the axis of the pin with the hairspring is easier. and more precise than that of a fully cylindrical pin.
As can be seen from Figs. 2 and 3, the bores 16 and the passages 14 are parallel to the slots 12 of the table 2.
A pressure spring 17, bearing against the bottom of the bore 16, acts on the piston 15 so as to keep it in contact with the rod 18 of a micrometer 19 fixed by a flange 20 to the base 1 and comprising a mechanism for blocking (not shown). The two micrometers 19 of the device shown therefore make it possible to adjust the position of the pins 9, 10 relative to the tenon 4 with great precision.
An upright 21 is still fixed to the base 1 and carries the generator 22 of the coherent laser light beam, an optical focusing system 23 containing adjustment members (not shown), as well as a protective jacket 24. So that the Laser firing can be directed to the desired point, adjustment members (not shown) are provided between the upright 21 and the devices 22 and 23.
In the exemplary implementation of the manufacturing process according to this patent, which is illustrated in the drawing, the hairspring 8 is intended to be fixed to a ferrule 6 which comprises a web 25 whose thickness is approximately equal to the height of the blade of the spiral 8, as can be seen from FIG. 5. In plan, the wall 25 has the general shape of a rhombus (FIG. 6), the vertices 26 of which, at the ends of the large diagnonale, are rounded in arcs of a circle centered on the axis of the shell. As seen in fig. 6, the web 6 has a perfectly symmetrical shape with respect to the axis of the ferrule, so that the latter does not risk disturbing the balancing of the sprung balance assembly.
Given its extremely simple shape, the ferrule 6 can be manufactured very easily by turning from a round bar. The rounded ends 26 of the veil 25 naturally form part of the same rotated span. As for the rectilinear edges of the veil, they can be obtained by milling using parallel cutters, stopping while turning a circular veil on the bar turning machine and obtaining the rectilinear edges of this veil by die-cutting. At the same time, we can rectify the diameter of the central hole of the shell and thus give it a very precise dimension. The ferrule 6 could also be manufactured by stamping by means of progressive stamps, starting from a cylindrical or shaped piece.
Since the sleeve 5 is thin, the ferrule, although it is not split, can easily be adjusted in the proper way on the axis of the balance for which it is intended.
The height of the sleeve 5 is obviously chosen as a function of the distance to be provided between the hairspring 8 and the balance.
As can be seen in particular in FIG. 6, the hairspring 8, which rests freely on the table 2, is held in a well-determined centered position, on the one hand, by the edge 27 of the web 25 of the ferrule 6, and, on the other hand, by the pins 9 and 10. The latter are located in radial planes, originating from the axis of the tenon 4, which form an angle of 1200 between them. Furthermore, the eccentrics are adjusted so that the edge 27 of the ferrule 6 either in a radial plane of the table 2, also forming angles of 1200 with respect to the radial planes of the pins 9 and 10.
The distance of the pin 10 from the axis of the tenon 4 is adjusted using the corresponding micrometer 19 so as to be equal to the turning radius 26 plus a third of the hairspring pitch. As for the pin 9, it is itself a third of a pitch of the hairspring farther from the axis of the tenon 4 than the pin 10. In the case of a hairspring wound in the opposite direction, the blade of this hairspring will no longer rest against the edge 27 of the shell wall, but against the edge 32. So that this edge 32 can be placed at 1200 from the pins 9 and 10, it is planned to use another table 2 whose eccentrics 7 have locations which allow such guidance.
It would of course also be possible to provide another pair of holes in the table 2 and to introduce the eccentrics 7 therein, when it comes to treating a hairspring wound in the opposite direction. As for the pins 9 and 10, they would obviously be adjusted in the opposite way for such a hairspring.
Modern techniques for manufacturing hairsprings make it possible to achieve such regularity that, for a given production series, it is possible to determine in advance the location along the blade of the hairspring of the inner end of its part. active so that when the balance-spiral assembly is put in place in the watch, the rules of the attachment point, well known to those skilled in the art, are automatically observed.
The location along the blade of the hairspring of this inner end of its active part having been determined for a series of hairsprings, we will take a series of ferrules whose diameter of the turning 26 corresponds to this location so that, in the position shown in fig. 6, the edge 27 of the ferrule 6 comes into contact precisely at the desired location with the blade of the balance spring 8, without however causing any deformation of the latter. The position of pins 9 and 10 is then adjusted as a function of the diameter of the turning 26 corresponding to the series of balance springs considered.
Finally, it will be noted that the pins 9 and 10 do not necessarily have to be on radii located at 1200 from the edge 27. The three support points formed by these pins and this edge will always ensure the centering of the balance spring on the axis. of the ferrule, regardless of their respective angular positions along the inner coil of the hairspring. One can, for example, choose the respective angular positions of the pins 9 and 10 according to the shape given to the web of the shell, so that the pins are located at the places where there is the most space between this web and the spiral. The distances of the pins 9 and 10 to the axis of the shell will naturally have to be calculated as a function of their angular positions and of the pitch of the hairspring.
It follows from the previous description that the blade of the spiral 8 is placed around the ferrule and the pins 9 and 10 of the device described without causing any deformation of its inner coil.
The described guide means of the hairspring not only have the advantage of ensuring its centering, but also that of gauging the dimensions of the inner coil. Now, if in the same series of spirals, the inner ends are cut so that the first turn of these spirals always has the same dimension, determined in advance, we know from experience that the conditions of the point of attachment are automatically satisfied with sufficient precision.
Before putting the hairspring in place on the device described, it will therefore suffice, to eliminate the hook formed at its inner end during its manufacture, to cut an inner part of the hairspring so that its first turn then has dimensions less than those that are required. The hairspring thus prepared can then be placed on the table 2 so as to engage freely around the ferrule and the pins 9 and 10.
At this moment, it suffices to screw it by making it turn around these three elements until it comes into contact with them, but without deforming, to simultaneously carry out its centering and the gauging of its inner coil.
As the thickness of the web 25 is equal to the height of the blade 8 and both rest on the table 2, the side edge, formed by the upper edge 28 of the blade of the spiral 8 and the upper face of the web 25 are coplanar.
To operate the fixing of the hairspring to the ferrule 6, the devices 22 and 23 (fig. 1) are adjusted, first of all, so that the axis of the coherent beam of laser light coincides at least approximately with the edge 27 The laser shot is moreover centered on this edge so as to cause a simultaneous fusion of the inner end of the hairspring 8 and the corner of the web 25.
Interesting results have been obtained using a ruby laser device, the power of which can be varied by manual adjustment acting on the electronic power supply circuits of the laser beam emitter, as well as by interposing between the emitter of this beam and the parts to be welded, an optical system of convergences, a diaphragm and optical filters. By providing an opening angle of about 9o of the cone of the incident beam on the two parts to be welded and by adjusting the intensity of the emission so as to melt the blade of the hairspring 8 to about half of its height, it was found that the fixing of the balance spring to the ferrule met all the requirements.
So that the impact of the laser does not cause an accidental displacement of the hairspring during welding, a stud 29 (fig. 3) covering at least the first inner turn of the hairspring 8 maintains the latter applied to the table 2 by pressure, but without distorting it. This stud 29 has a central opening 30 intended to fit around the sleeve 5 of the ferrule, as well as a hole (not shown) at the location where the laser beam must pass.
Under the working conditions described, the impact of
Laser, at the edge 28 and the upper face of the web 25, is located inside a circular zone 31 (fig. 6) which does not reach the second turn of the blade of the balance spring 8. The diameter of this weld zone can vary 5/100 to 40/100 mm depending on the pitch of the hairspring without disturbing the conditions of attachment of the latter to the ferrule.
The end of the hairspring, which optionally extends beyond the edge 27 inwards, is automatically cut by the laser beam to the right of this edge, operating under the conditions described.
The fixing method described is obviously not limited to the shape of the ferrule shown in the drawing. In particular, if the ferrule has a surface portion in the form of a spiral, the laser beam can be directed along any generatrix of the contact surface between the spiral and the ferrule. It suffices that the contact between these two parts is intimate, that is to say that there is no air cushion between two. Of course, the hairspring and the ferrule must also have faces located flush with one another at the point of impact of the laser.
However, it is not necessary for the two faces in question to be perpendicular to the axis of the beam of coherent light; they could also be parallel to this axis. Thus, in the example shown in FIG. 6, if the inner extreme edge of the blade of the hairspring 8 were placed flush with the rectilinear edge of the web 25 leading to the edge 27, the laser beam would work tangentially just as well. For large production series, one could naturally provide a device with fixed stops and pins instead of the stops 7 and adjustable pins 9, 10, for each series of balance springs.
CLAIM I
Method of fixing the inner end of a watch balance spring to a ferrule, during which this end of the hairspring retains its original shape, characterized in that the blade of the balance spring and the ferrule are placed one and the other. other in the respective positions that they will have to occupy after fixing, the blade of the balance spring being totally relaxed and the ferrule resting intimately against it at least along a line of contact parallel to the axis of the balance spring, however without causing a any deformation of this blade, the latter having one edge and the ferrule one face, which, on said contact line or along the latter, come flush with one another, and in that, all by firmly maintaining the blade of the hairspring and the ferrule in their respective positions, a laser is focused,
directed at least approximately along said contact line, on the flush surface portions of the hairspring and the ferrule, which surrounds said intimate contact zone between these two parts.
SUB-CLAIM
1. Method according to claim I, characterized in that the focusing of the laser beam is adjusted so that the opening angle of the cone of incidence of this beam on the parts to be welded is approximately equal to 90.
CLAIM It
Device for implementing the method according to claim I, comprising, on a work table, guide means capable of holding the shell in a determined position, characterized in that it further comprises two pins projecting from said table and the locations of which are such with respect to the ferrule that these pins and the ferrule constitute means for guiding the hairspring, which hold the latter in a well-determined centered position without deforming it.
SUB-CLAIMS
2. Device according to claim II, characterized in that, relative to the radial plane of said table from the axis of the shell and passing through the contact line along which the laser is directed, the two said pins are in radial planes lying at 1200.
3. Device according to sub-claim 2, characterized in that each of the two said pins is adjustable in its radial plane.
4. Device according to claim II or one of sub-claims 2 or 3, characterized in that the guide means of the ferrule, which ensure the orientation around its axis, are adjustable.
CLAIM III
Spiral bound hairspring obtained by the process according to claim I, characterized in that it is fixed to a web of the ferrule, the thickness of which is at least approximately equal to the height of the blade of the hairspring and the contour of which has a symmetrical shape relative to the axis of the shell.
SUB-CLAIMS
5. Spiral according to claim III, characterized in that said web is manufactured in one piece with a sleeve intended to ensure the adjustment of the ferrule on the axis of the balance.
6. Spiral according to claim III or sub-claim 5, characterized in that the outline of said web has the general shape of a diamond whose vertices located at the ends of the large diagonal are rounded.
7. Spiral according to sub-claim 6, characterized in that said vertices are rounded in an arc of a circle centered on the axis of the ferrule.
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