CH706002A2

CH706002A2 - Hair spring for use in resonator of mechanical watch, has spiral springs comprising counterweights to compensate for unbalance formed by weight of fastener and personalize slope of anisochronism of hair spring

Info

Publication number: CH706002A2
Application number: CH00011/12A
Authority: CH
Inventors: Jean-Luc Helfer; Kaspar Trumpy
Original assignee: Montres Breguet Sa
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2013-07-15

Abstract

The hair spring (1) has spiral springs (3, 5), each having a curve extending in a plane. Each curve is such that a specific relation containing parameters representing moment of the hair spring of order n, length of the hair spring, curved abscissa along the hair spring to power of order n and parameterization of the hair spring is zero so as to reduce displacement of center of mass during expansion and contraction. Each spiral spring has counterweights (8, 8', 9, 9') to compensate for unbalance formed by a weight of fastener (4) and personalize slope of anisochronism of the hair spring. The hair spring is formed from silicon.

Description

Domaine de l’inventionField of the invention

[0001] L’invention se rapporte à un spiral utilisé pour former un résonateur balancier-spiral dont la courbure autorise un développement à centre de masse sensiblement immobile. [0001] The invention relates to a hairspring used to form a sprung balance resonator whose curvature allows development with a substantially stationary mass center.

Arrière plan de l’inventionBackground of the invention

[0002] Les documents EP 2 184 652, EP 2 196 867 et EP 2 105 807 expliquent comment fabriquer des spiraux à élévation de courbe en matériaux micro-usinables respectivement à l’aide de trois parties, de deux parties ou de manière monobloc. Ces documents sont incorporés par référence à la présente description. [0002] Documents EP 2,184,652, EP 2,196,867 and EP 2,105,807 explain how to manufacture spirals with an elevation of curve in micromachinable materials respectively using three parts, two parts or as a single piece. These documents are incorporated by reference into the present description.

[0003] Il est connu d’appliquer les critères de Phillips pour déterminer la courbure théorique d’une courbe terminale. Cependant, les critères de Phillips sont en fait une approximation qui ne donne pas forcément satisfaction si un écart de marche encore plus réduit est souhaité. [0003] It is known to apply the Phillips criteria to determine the theoretical curvature of a terminal curve. However, the Phillips criteria are in fact an approximation which is not necessarily satisfactory if an even smaller deviation of course is desired.

Résumé de l’inventionSummary of the invention

[0004] Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un spiral respectant des conditions prédéterminées apte à réduire le déplacement du centre de masse du spiral en contraction et en expansion. [0004] The aim of the present invention is to alleviate all or part of the drawbacks mentioned above by providing a hairspring that meets predetermined conditions capable of reducing the displacement of the center of mass of the hairspring in contraction and expansion.

[0005] A cet effet, l’invention se rapporte à un spiral comportant un premier ressort-spiral dont la courbe s’étend dans un premier plan et dont la spire interne comporte une virole, un deuxième ressort-spiral dont la courbe s’étend dans un deuxième plan parallèle au premier plan, une attache solidarisant la spire externe du premier ressort-spiral à la spire externe du deuxième ressort-spiral afin de former un spiral double en série caractérisé en ce que la courbe du premier ressort-spiral et la courbe du deuxième ressort-spiral comportent chacune un pas continûment variable et sont symétriques par rapport à une droite parallèle aux premier et deuxième plans et passant par le plan médian de projection de l’attache, chaque courbe tendant à ce que la relation suivante soit sensiblement nulle: [0005] To this end, the invention relates to a hairspring comprising a first hairspring, the curve of which extends in a first plane and of which the internal coil comprises a ferrule, a second hairspring whose curve s' extends in a second plane parallel to the foreground, an attachment securing the outer turn of the first spiral spring to the outer coil of the second spiral spring in order to form a double balance spring in series characterized in that the curve of the first balance spring and the curve of the second spiral spring each have a continuously variable pitch and are symmetrical with respect to a line parallel to the first and second planes and passing through the median plane of projection of the fastener, each curve tending so that the following relation is substantially zero:

où: – est le moment du spiral d’ordre n; – L est la longueur du spiral; – s<n> représente l’abscisse curviligne le long du spiral à la puissance d’ordre n; – est la paramétrisation du spiral par son abscisse curviligne, afin de réduire les déplacements de son centre de masse lors de ses contraction et expansion et en ce que chaque ressort-spiral comporte en outre au moins deux contrepoids afin de compenser le balourd formé par la masse de l’attache et personnaliser la pente d’anisochronisme du spiral. or: - is the moment of the hairspring of order n; - L is the length of the hairspring; - s <n> represents the curvilinear abscissa along the hairspring to the power of order n; - is the parametrization of the hairspring by its curvilinear abscissa, in order to reduce the displacements of its center of mass during its contraction and expansion and in that each spiral spring further comprises at least two counterweights in order to compensate for the unbalance formed by the mass of the fastener and to customize the slope of hairspring anisochronism.

[0006] Conformément à d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention: – lesdits au moins deux contrepoids sont symétriques selon ladite même droite que les courbures; – deux contrepoids sont situés à côté de l’attache et deux autres contrepoids sont situés du côté opposé à l’attache afin de minimiser le balourd; – chaque contrepoids est sensiblement en forme de H, les bras parallèles du H étant sensiblement parallèles à la courbure locale du ressort-spiral auquel il est associé; – les raideurs et/ou les masses apportées localement par lesdits contrepoids et ladite attache sont utilisées pour modifier la pente d’anisochronisme du spiral; – les faces principales de l’attache sont sensiblement parallèles à ladite droite de symétrie; – la spire interne du deuxième ressort-spiral comporte un dispositif de décalage agencé pour s’attacher à un piton dans le plan du deuxième ressort-spiral; – le dispositif de décalage comporte une pièce en prolongement de la spire interne du deuxième ressort-spiral, ladite pièce étant plus rigide que ledit deuxième ressort-spiral afin de ne pas fournir de couple élastique; – la pièce en prolongement est reliée à la spire interne à l’aide d’un coude sensiblement en forme de U; – la pièce en prolongement est venue de matière avec le deuxième ressort-spiral; – la pièce en prolongement est rendue plus rigide par une épaisseur au moins trois fois supérieure par rapport à celle dudit deuxième ressort-spiral; – la pièce peut être partiellement ajourée pour diminuer sa masse; – la spire interne du premier ressort-spiral comporte un dispositif d’agrandissement de la virole dans le plan du premier ressort-spiral; – le dispositif d’agrandissement comporte un bourrelet prolongeant la spire interne du premier ressort-spiral, ledit bourrelet étant plus rigide que ledit premier ressort-spiral afin de ne pas fournir de couple élastique; – le bourrelet est sensiblement en forme de U; – le bourrelet est venu de matière avec le premier ressort-spiral; – le spiral est formé à partir de silicium; – le spiral comporte au moins une partie recouverte de dioxyde de silicium afin de limiter sa sensibilité aux variations de température et aux chocs mécaniques. [0006] According to other advantageous features of the invention: - Said at least two counterweights are symmetrical along said same straight line as the curvatures; - two counterweights are located next to the hitch and two other counterweights are located on the side opposite the hitch to minimize unbalance; - Each counterweight is substantially H-shaped, the parallel arms of the H being substantially parallel to the local curvature of the spiral spring with which it is associated; - the stiffnesses and / or masses provided locally by said counterweights and said attachment are used to modify the anisochronism slope of the hairspring; - The main faces of the fastener are substantially parallel to said line of symmetry; - the internal coil of the second spiral spring comprises a shift device arranged to be attached to a stud in the plane of the second spiral spring; - the shift device comprises a part extending from the internal coil of the second spiral spring, said part being more rigid than said second spiral spring so as not to provide an elastic torque; - the extension piece is connected to the internal coil using a substantially U-shaped elbow; - the continuation part is integral with the second spiral spring; - the extension part is made more rigid by a thickness at least three times greater than that of said second spiral spring; - the part can be partially perforated to reduce its mass; - the internal coil of the first spiral spring comprises a device for enlarging the ferrule in the plane of the first spiral spring; - the enlarging device comprises a bead extending the internal turn of the first spiral spring, said bead being more rigid than said first spiral spring so as not to provide an elastic torque; - the bead is substantially U-shaped; - the bead is integral with the first spiral spring; - the hairspring is formed from silicon; The hairspring comprises at least one part covered with silicon dioxide in order to limit its sensitivity to temperature variations and to mechanical shocks.

[0007] Par conséquent, avantageusement selon l’invention, un spiral peut être fabriqué en respectant des conditions prédéterminées afin de réduire le déplacement du centre de masse du spiral en contraction et en expansion. Ce déplacement faible ou négligeable permet avantageusement de réduire le ventre des courbes d’anisochronisme à une valeur sensiblement égale ou inférieure 0,5 s.j<-><1>. De plus, avantageusement selon l’invention, la pente d’anisochronisme du spiral peut être personnalisée afin de compenser celle donnée par le retard à l’échappement. [0007] Therefore, advantageously according to the invention, a hairspring can be manufactured in accordance with predetermined conditions in order to reduce the displacement of the center of mass of the hairspring in contraction and expansion. This small or negligible displacement advantageously makes it possible to reduce the belly of the anisochronism curves to a value substantially equal to or less than 0.5 s.j <-> <1>. In addition, advantageously according to the invention, the anisochronism slope of the hairspring can be personalized in order to compensate for that given by the exhaust delay.

[0008] De plus, l’invention se rapporte à un résonateur pour une pièce d’horlogerie comportant un balancier caractérisé en ce que le balancier coopère avec un spiral conforme à l’une des variantes précédentes. [0008] In addition, the invention relates to a resonator for a timepiece comprising a balance characterized in that the balance cooperates with a balance spring in accordance with one of the preceding variants.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

[0009] 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: - les fig. 1 et 2<sep>sont des schémas destinés à expliquer les raisonnements suivis; - les fig. 3 à 5<sep>sont des exemples de calcul de courbures à 2, 3 spires respectant respectivement les équations des moments jusqu’à l’ordre 2, 3 et 4; - les fig. 6 à 8<sep>sont des exemples de calcul de courbures à 5, 3 spires respectant respectivement les équations des moments jusqu’à l’ordre 2, 3 et 4; -les fig. 9 et 10<sep>sont des représentations en perspective d’un spiral selon l’invention; - la fig. 11<sep>est une représentation vue de dessus du spiral des fig. 9 et 10.[0009] Other features and advantages will emerge clearly from the description which is given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the accompanying drawings, in which: - FIGS. 1 and 2 <sep> are diagrams intended to explain the reasoning followed; - fig. 3 to 5 <sep> are examples of calculating curvatures with 2, 3 turns respecting respectively the equations of moments up to the order of 2, 3 and 4; - fig. 6 to 8 <sep> are examples of calculating curvatures at 5, 3 turns respecting respectively the equations of moments up to the order of 2, 3 and 4; -the fig. 9 and 10 <sep> are perspective representations of a hairspring according to the invention; - fig. 11 <sep> is a top view of the hairspring of FIGS. 9 and 10.

Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of the preferred embodiments

[0010] Les variations de marche d’une montre mécanique relativement à sa fréquence théorique sont principalement dues à l’échappement et au résonateur balancier-spiral. On distingue deux types de variations de marche suivant qu’elles soient engendrées par l’amplitude d’oscillation du balancier ou par la position du mouvement horloger. C’est pourquoi, pour les tests d’anisochronisme, un mouvement horloger est testé selon six positions, 2 horizontales (cadran vers le haut et vers le bas) et 4 verticales (tige étant tournée de 90° à partir d’une position vers le haut). Des six courbes distinctes obtenues, on détermine l’écart maximal entre ces dernières, également appelé «ventre», exprimant la variation de marche maximale du mouvement en secondes par jour (s.j<-><1>). [0010] The variations in the rate of a mechanical watch relative to its theoretical frequency are mainly due to the escapement and the sprung balance resonator. There are two types of rate variations depending on whether they are generated by the amplitude of oscillation of the balance or by the position of the watch movement. This is why, for the anisochronism tests, a watch movement is tested in six positions, 2 horizontal (dial up and down) and 4 vertical (stem being rotated 90 ° from a position towards the top). From the six distinct curves obtained, we determine the maximum difference between them, also called "belly", expressing the maximum rate variation of the movement in seconds per day (s.j <-> <1>).

[0011] L’échappement induit une variation de marche en fonction de l’amplitude du balancier qui est difficile à régler. Par conséquent, le spiral est en général adapté afin que sa variation en fonction de la même amplitude soit sensiblement opposée à celle de l’échappement. De plus, le spiral est adapté afin que sa variation soit minimale entre les quatre positions verticales. The escapement induces a variation of rate depending on the amplitude of the balance which is difficult to adjust. Consequently, the hairspring is generally adapted so that its variation as a function of the same amplitude is substantially opposite to that of the escapement. In addition, the hairspring is adapted so that its variation is minimal between the four vertical positions.

[0012] Les adaptations nécessaires des spiraux ont tenté d’être posées mathématiquement afin de déterminer par calcul les courbures idéales. Des conditions géométriques ont été énoncées notamment par MM. Phillips et Grossmann afin de construire un spiral satisfaisant, c’est-à-dire dont le centre de masse du spiral reste sur l’axe du balancier. Toutefois, les conditions actuelles sont des approximations grossières. De fait, comme de très faibles déplacements du centre de masse peuvent, engendrer de grandes variations de marche, les variations de marche obtenues en suivant les conditions géométriques actuelles sont souvent décevantes. [0012] The necessary adaptations of the balance springs attempted to be applied mathematically in order to determine the ideal curvatures by calculation. Geometric conditions have been stated in particular by MM. Phillips and Grossmann in order to build a satisfactory balance-spring, that is, one in which the center of mass of the balance-spring remains on the axis of the balance. However, current conditions are rough approximations. In fact, as very small displacements of the center of mass can generate large variations in rate, the variations in rate obtained by following current geometric conditions are often disappointing.

[0013] C’est pourquoi, avantageusement selon l’invention, de nouvelles conditions sont présentées ci-après afin d’obtenir de meilleurs résultats de variation de marche que par des conditions géométriques actuelles, notamment celles édictées par MM. Phillips et Grossmann. [0013] This is why, advantageously according to the invention, new conditions are presented below in order to obtain better rate variation results than by current geometric conditions, in particular those enacted by MM. Phillips and Grossmann.

[0014] On définit un «moment du spiral d’ordre n», , par la formule suivante: We define a "moment of the spiral of order n",, by the following formula:

où: – L est la longueur du spiral; – s<n>représente l’abscisse curviligne le long du spiral à la puissance d’ordre n; – est la paramétrisation du spiral par son abscisse curviligne. or: - L is the length of the hairspring; - s <n> represents the curvilinear abscissa along the hairspring to the power of order n; - is the parametrization of the hairspring by its curvilinear abscissa.

[0015] Ainsi, dans le but d’obtenir un centre de masse immobile, il est nécessaire, pour chaque ordre que le moment du spiral soit nul. Tous les ordres ne peuvent pas être calculés puisqu’il en existe un nombre infini. Ainsi, plus un nombre important d’ordres dont la relation (1) nulle est respectée, plus la quantité de déplacement du centre de masse sera diminuée. [0015] Thus, in order to obtain a stationary center of mass, it is necessary for each order that the moment of the hairspring be zero. Not all orders can be calculated since there are an infinite number of orders. Thus, the more a large number of orders whose null relation (1) is respected, the more the amount of displacement of the center of mass will be reduced.

[0016] Dans l’exemple illustré à la fig. 1, huit ordres de moment du spiral sont représentés par des points qui permettent, par une paramétrisation à l’aide d’un polynôme comportant au moins autant de coefficients que d’ordres (dans notre cas au moins huit), de définir une courbure théorique «idéale». [0016] In the example illustrated in FIG. 1, eight orders of moment of the hairspring are represented by points which allow, by a parameterization using a polynomial comprising at least as many coefficients as orders (in our case at least eight), to define a curvature theoretical "ideal".

[0017] Dans le but d’appliquer ces conditions du moment du spiral nul, on part d’un spiral du type des fig. 9à 11, c’est-à-dire, un spiral 1 comportant un premier ressort-spiral 3 dont la courbe s’étend dans un premier plan, un deuxième ressort-spiral 5 dont la courbe s’étend dans un deuxième plan parallèle au premier plan. Chaque extrémité de ressort-spiral 3, 5 est préférentiellement solidarisée par une attache 4 afin de former un spiral double en série. [0017] In order to apply these conditions of the moment of the zero balance spring, we start with a balance spring of the type of fig. 9 to 11, that is to say, a hairspring 1 comprising a first hairspring 3 whose curve extends in a first plane, a second hairspring 5 whose curve extends in a second plane parallel to the foreground. Each end of the spiral spring 3, 5 is preferably secured by a clip 4 in order to form a double spiral in series.

[0018] Comme expliqué ci-dessus, la fabrication d’un tel spiral est possible par les procédés expliqués dans les documents EP 2 184 652, EP 2 196 867 et EP 2 105 807 à partir de matériaux micro-usinables tels que le silicium respectivement à l’aide de trois parties, de deux parties ou de manière monobloc. Bien évidemment, un tel spiral peut être fabriqué à partir d’autres procédés et/ou d’autres matériaux. As explained above, the manufacture of such a hairspring is possible by the methods explained in documents EP 2 184 652, EP 2 196 867 and EP 2 105 807 from micromachinable materials such as silicon. respectively using three parts, two parts or in one piece. Obviously, such a hairspring can be made from other processes and / or other materials.

[0019] Afin de simplifier les calculs, la courbe du premier ressort-spiral 3 et la courbe du deuxième ressort-spiral 5 comportent, de manière préférée, chacune un pas continûment variable et sont symétriques par rapport à une droite A parallèle aux premier et deuxième plans passant par le centre du plan médian P de projection de l’attache 4 et le centre de l’axe du balancier. In order to simplify the calculations, the curve of the first spiral spring 3 and the curve of the second spiral spring 5 preferably comprise a continuously variable pitch and are symmetrical with respect to a straight line A parallel to the first and second planes passing through the center of the median plane P of projection of the attachment 4 and the center of the axis of the balance.

[0020] Par conséquent, à titre d’exemple, pour chaque ressort-spiral 3, 5, les sept premiers ordres doivent respecter les relations suivantes: [0020] Therefore, by way of example, for each balance-spring 3, 5, the first seven orders must respect the following relationships:

[0021] Comme expliqué ci-dessus, plus le nombre de relations (2)-(8) sont respectées, plus le déplacement du centre de masse du spiral 1 sera limité. A titre de comparaison, les conditions de Phillips s’approchent de la relation (2), c’est-à-dire une approximation au premier ordre. Une application des relations (2)-(5) est représentée à la figure 2qui est une vue partielle et agrandie de la fig. 1. As explained above, the more the number of relationships (2) - (8) are respected, the more the displacement of the center of mass of the hairspring 1 will be limited. For comparison, the Phillips conditions approach Relation (2), that is, a first order approximation. An application of relations (2) - (5) is shown in FIG. 2 which is a partial and enlarged view of FIG. 1.

[0022] A l’aide d’une paramétrisation comme expliquée ci-dessus, il est possible de définir une grande variété de courbes de ressort-spiral suivant l’inertie choisie du balancier, le matériau, la section et la longueur du spiral mais également les coefficients des polynômes de paramétrisation. Il est également possible de choisir des solutions particulières en limitant par exemple le nombre d’ordres et/ou le nombre de spires. Using a parameterization as explained above, it is possible to define a wide variety of balance spring curves depending on the chosen inertia of the balance, the material, the section and the length of the balance spring but also the coefficients of the parameterization polynomials. It is also possible to choose specific solutions, for example by limiting the number of orders and / or the number of turns.

[0023] Des simulations de courbes possibles sont représentées aux fig. 3 à 8. Ainsi, pour former la figure 3, la paramétrisation s’est limitée aux relations (2) à (4) avec un spiral à 2,3 spires et un polynôme de paramétrisation de degré 2. La fig. 4 correspond à la paramétrisation avec un polynôme de degré 3 à partir des relations (2) à (5) toujours en limitant l’enroulement à 2,3 spires. Enfin, la fig. 5correspond à la paramétrisation avec un polynôme de degré 4 à partir des relations (2) à (6) en limitant l’enroulement à 2, 3 spires. Les figures 6à 8 correspondent aux mêmes critères respectivement que les fig. 3 à 5mais en augmentant l’enroulement de 2, 3 spires à 5,3 spires. On s’aperçoit qu’il existe une infinité de solutions de courbe tout en respectant les relations (2)-(8) énoncées. Possible curve simulations are shown in FIGS. 3 to 8. Thus, to form Figure 3, the parametrization is limited to relations (2) to (4) with a hairspring with 2.3 turns and a degree 2 parametrization polynomial. 4 corresponds to the parametrization with a polynomial of degree 3 from relations (2) to (5) still limiting the winding to 2.3 turns. Finally, fig. 5corresponds to the parameterization with a polynomial of degree 4 from relations (2) to (6) by limiting the winding to 2, 3 turns. FIGS. 6 to 8 correspond to the same criteria respectively as FIGS. 3 to 5 but increasing the winding from 2.3 turns to 5.3 turns. We can see that there is an infinity of curve solutions while respecting the relations (2) - (8) stated.

[0024] Comme illustré aux fig. 9à 11, l’extrémité 6 du ressort-spiral 3 est reliée à une virole 10 en une seule pièce et l’extrémité 7 du ressort-spiral 5, qui est opposée à l’attache 4, est agencée pour coopérer avec un piton (non représenté). De plus, comme visibles aux fig. 9 à 11, les faces principales 11, 12 de l’attache 4 sont sensiblement parallèles à la droite de symétrie A. As illustrated in FIGS. 9 to 11, the end 6 of the spiral spring 3 is connected to a ferrule 10 in one piece and the end 7 of the spiral spring 5, which is opposite the fastener 4, is arranged to cooperate with a stud ( not shown). In addition, as visible in fig. 9 to 11, the main faces 11, 12 of the clip 4 are substantially parallel to the line of symmetry A.

[0025] Dans le cas particulier des fig. 9à 11 dans lequel le spiral 1 est formé à partir de trois parties comme expliqué dans le document EP 2 184 652, en plus de respecter le plus de relations (2)-(8), il devient alors nécessaire de compenser le balourd engendré par l’attache 4, c’est-à-dire compenser la masse de l’attache 4 par rapport à son éloignement de l’axe du balancier. [0025] In the particular case of FIGS. 9 to 11 in which the hairspring 1 is formed from three parts as explained in document EP 2 184 652, in addition to respecting the most relationships (2) - (8), it then becomes necessary to compensate for the unbalance caused by the attachment 4, that is to say, compensating for the mass of the attachment 4 with respect to its distance from the axis of the balance.

[0026] Ainsi, comme illustré aux fig. 9à 11, chaque ressort-spiral 3, 5 comporte, de manière préférée, au moins deux contrepoids 8-9, 8 ́-9 ́ qui sont symétriques selon la même droite A que les courbures afin de compenser le balourd formé par la masse de l’attache 4 et personnaliser la pente d’anisochronisme du spiral 1. Préférentiellement, les masses des contrepoids 8, 8 ́ et 9, 9 ́ sont sensiblement égales et leur somme est plus ou moins grande par rapport à celle de l’attache 4 suivant la différence d’éloignement entre, d’une part, l’attache 4 et l’axe de balancier, et, d’autre part, les contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ et ledit axe de balancier. [0026] Thus, as illustrated in FIGS. 9 to 11, each spiral spring 3, 5 preferably comprises at least two counterweights 8-9, 8 ́-9 ́ which are symmetrical along the same line A as the curvatures in order to compensate for the unbalance formed by the mass of attachment 4 and customize the anisochronism slope of hairspring 1. Preferably, the masses of the counterweights 8, 8 ́ and 9, 9 ́ are substantially equal and their sum is greater or less compared to that of the attachment 4 according to the difference in distance between, on the one hand, the attachment 4 and the balance axis, and, on the other hand, the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ and said balance axis.

[0027] En effet, il a été montré empiriquement que deux uniques contrepoids sur le côté opposé de l’attache ne permettaient pas de baisser le ventre de la variation de marche en dessous de 1,4 s.j<-1>. Cela vient du fait que même si les contrepoids équilibrent parfaitement le balourd pour un angle de rotation de la virole de 0°, cela n’est plus le cas lorsque la virole tourne d’un certain angle car la distance radiale de l’attache 4 ne varie pas de la même manière que la distance radiale des contrepoids 9, 9 ́. [0027] In fact, it has been shown empirically that two single counterweights on the opposite side of the fastener do not allow the belly of the variation in rate to be lowered below 1.4 s.j <-1>. This comes from the fact that even if the counterweights perfectly balance the unbalance for an angle of rotation of the ferrule of 0 °, this is no longer the case when the ferrule rotates by a certain angle because the radial distance of the attachment 4 does not vary in the same way as the radial distance of the counterweights 9, 9 ́.

[0028] C’est pourquoi pour mieux équilibrer le balourd sur une plage d’angle de rotation habituelle de 0° à sensiblement 300°, on ajoute au moins deux contrepoids 8, 8 ́ supplémentaires en les plaçant à d’autres endroits sur les ressorts-spiraux 3, 5. Ainsi, il a été trouvé que quatre contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ tous alignés sur l’axe A comme visible à la fig. 11, deux 8, 8 ́ à côté de l’attache 4 et deux 9, 9 ́ du côté opposé à l’attache 4 permettent d’optimiser le balourd en le rendant quasiment nul quelque soit l’angle de la virole 10. This is why to better balance the unbalance over a usual range of rotation angle of 0 ° to substantially 300 °, we add at least two additional 8, 8 ́ counterweights by placing them in other places on the spiral springs 3, 5. Thus, it was found that four counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ all aligned on the axis A as visible in fig. 11, two 8, 8 ́ next to the attachment 4 and two 9, 9 ́ on the side opposite the attachment 4 allow the unbalance to be optimized by making it almost zero whatever the angle of the ferrule 10.

[0029] Préférentiellement selon l’invention, chaque contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ est sensiblement en forme de H, les bras parallèles du H étant sensiblement parallèles à la courbure locale du ressort-spiral 3, 5 auquel il est associé. Comme visible aux fig. 9 à 11, on remarque que ces formes en H apportent une surépaisseur locale de chaque ressort-spiral 3, 5 qui augmente localement leur raideur. Preferably according to the invention, each counterweight 8, 8 ́, 9, 9 ́ is substantially H-shaped, the parallel arms of the H being substantially parallel to the local curvature of the spiral spring 3, 5 with which it is associated . As visible in fig. 9 to 11, we note that these H-shapes provide a local extra thickness of each spiral spring 3, 5 which locally increases their stiffness.

[0030] Ainsi, avantageusement selon l’invention, les raideurs et/ou les masses apportées localement par les contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ et l’attache 4 sont utilisées pour modifier la pente d’anisochronisme du spiral 1. [0030] Thus, advantageously according to the invention, the stiffnesses and / or the masses provided locally by the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ and the attachment 4 are used to modify the anisochronism slope of the hairspring 1.

[0031] Une simulation du ventre et de la pente d’anisochronisme du spiral 1 selon l’invention a été réalisée en variant la longueur de l’attache 4 ou des contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ le long du spiral 1: Attache 4<sep>Contrepoids 9, 9 ́<sep>Contrepoids 8, 8 ́<sep>Pente<sep>Ventre [mm]<sep>[mm]<sep>[mm]<sep>[s/j/100°]<sep>[s/j] 0,22<sep>0,1<sep>0,1<sep>-8,54<sep>0,26 0,1<sep>0,1<sep>0,1<sep>-7,51<sep>0,35 0,22<sep>0,04<sep>0,22<sep>-12,97<sep>1,14 0,22<sep>0,22<sep>0,04<sep>-7,88<sep>0,54 0,22<sep>0,44<sep>0,22<sep>-5,49<sep>0,22 0,22<sep>0,33<sep>0,22<sep>-5,05<sep>0,29 0,22<sep>0,33<sep>0,25<sep>-4,3<sep>0,49A simulation of the belly and of the anisochronism slope of the hairspring 1 according to the invention was carried out by varying the length of the attachment 4 or of the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ along the hairspring 1 : Hitch 4 <sep> Counterweight 9, 9 ́ <sep> Counterweight 8, 8 ́ <sep> Slope <sep> Belly [mm] <sep> [mm] <sep> [mm] <sep> [s / d / 100 °] <sep> [s / d] 0.22 <sep> 0.1 <sep> 0.1 <sep> -8.54 <sep> 0.26 0.1 <sep> 0.1 <sep > 0.1 <sep> -7.51 <sep> 0.35 0.22 <sep> 0.04 <sep> 0.22 <sep> -12.97 <sep> 1.14 0.22 <sep > 0.22 <sep> 0.04 <sep> -7.88 <sep> 0.54 0.22 <sep> 0.44 <sep> 0.22 <sep> -5.49 <sep> 0, 22 0.22 <sep> 0.33 <sep> 0.22 <sep> -5.05 <sep> 0.29 0.22 <sep> 0.33 <sep> 0.25 <sep> -4, 3 <sep> 0.49

[0032] La longueur représente la longueur de la portion du spiral 1 qui est rigidifié par l’attache 4 ou le contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́. Pour la simulation, il a été choisi une inertie de balancier s’élevant à 2,5 mg/cm<2> et un spiral 1 en silicium d’une section de 0,033 mm × 0,1 mm et une longueur L de 45 mm. [0032] The length represents the length of the portion of the hairspring 1 which is stiffened by the clip 4 or the counterweight 8, 8 ́, 9, 9 ́. For the simulation, a balance inertia of 2.5 mg / cm <2> and a silicon balance spring 1 with a section of 0.033 mm × 0.1 mm and a length L of 45 mm were chosen. .

[0033] On s’aperçoit qu’en diminuant la longueur de l’attache 4, la pente d’anisochronisme tend à se redresser alors que le ventre reste avantageusement inférieur à 0,4 s.j<-1>. De plus, en augmentant la longueur des contrepoids 9, 9 ́, la pente d’anisochronisme tend à se redresser alors que le ventre reste avantageusement inférieur à 0,3 s.j<-1>. Enfin, en augmentant la longueur des contrepoids 8, 8 ́, la pente d’anisochronisme tend à se redresser alors que le ventre reste avantageusement inférieur à 0,5 s.<-><1>. [0033] We see that by reducing the length of the clip 4, the anisochronism slope tends to straighten up while the belly remains advantageously less than 0.4 s.j <-1>. In addition, by increasing the length of the counterweights 9, 9 ́, the anisochronism slope tends to straighten up while the belly remains advantageously less than 0.3 s.j <-1>. Finally, by increasing the length of the counterweights 8, 8 ́, the slope of anisochronism tends to straighten out while the belly remains advantageously less than 0.5 s. <-> <1>.

[0034] Bien entendu, la masse de l’attache 4 et donc des contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ peut également être modifiée pour adapter la pente d’anisochronisme: Attache 4<sep>Contrepoids 9, 9 ́<sep>Contrepoids 8, 8 ́<sep>Attache 4<sep>Pente<sep>Ventre[mm<3> [mm]<sep>[mm]<sep>[mm]<sep>]<sep>[s/j/100°]<sep>[s/j] 0,22<sep>0,1<sep>0,1<sep>0,016<sep>-8,54<sep>0,26 0,22<sep>0,1<sep>0,1<sep>0,008<sep>-5,58<sep>0,56 0,22<sep>0,1<sep>0,1<sep>0,002<sep>-4,58<sep>0,53Of course, the mass of the attachment 4 and therefore of the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ can also be modified to adapt the slope of anisochronism: Attachment 4 <sep> Counterweight 9, 9 ́ <sep > Counterweight 8, 8 ́ <sep> Attachment 4 <sep> Slope <sep> Belly [mm <3> [mm] <sep> [mm] <sep> [mm] <sep>] <sep> [s / d / 100 °] <sep> [s / d] 0.22 <sep> 0.1 <sep> 0.1 <sep> 0.016 <sep> -8.54 <sep> 0.26 0.22 <sep> 0.1 <sep> 0.1 <sep> 0.008 <sep> -5.58 <sep> 0.56 0.22 <sep> 0.1 <sep> 0.1 <sep> 0.002 <sep> -4 , 58 <sep> 0.53

[0035] On s’aperçoit alors qu’en diminuant la masse de l’attache 4, la pente d’anisochronisme tend à se redresser alors que le ventre reste avantageusement inférieur à 0,6 s.j<-1>. Par conséquent, avantageusement selon l’invention, la pente d’anisochronisme du spiral 1 peut être personnalisée afin de compenser celle donnée par le retard à l’échappement. [0035] We then see that by reducing the mass of the attachment 4, the anisochronism slope tends to straighten up while the belly remains advantageously less than 0.6 s.j <-1>. Therefore, advantageously according to the invention, the anisochronism slope of the hairspring 1 can be personalized in order to compensate for that given by the exhaust delay.

[0036] 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, d’autres critères d’encadrement peuvent être prévus comme par exemple une limitation du rapport entre le rayon intérieur et le rayon extérieur afin que les extrémités des ressort-spiraux ne soient pas trop proches du point d’origine où doit être présent l’axe de balancier. [0036] Of course, the present invention is not limited to the example illustrated but is susceptible of various variations and modifications which will appear to those skilled in the art. In particular, other framing criteria can be provided such as for example a limitation of the ratio between the inner radius and the outer radius so that the ends of the spiral springs are not too close to the point of origin where must be present. the balance axis.

[0037] En outre, avantageusement selon l’invention, la spire interne 7 du deuxième ressort-spiral 5 comporte, de manière préférée, un dispositif de décalage 13 agencé pour s’attacher à un piton (non représenté) dans le plan du deuxième ressort-spiral 5. Le dispositif de décalage 13 est notamment utile pour éviter que des formes particulières du spiral 1 rendent impossible son montage à cause de la proximité de son extrémité libre 7 par rapport à l’axe de balancier. In addition, advantageously according to the invention, the internal coil 7 of the second spiral spring 5 preferably comprises a shift device 13 arranged to be attached to a stud (not shown) in the plane of the second hairspring 5. The offset device 13 is particularly useful for preventing particular shapes of the hairspring 1 from making it impossible to mount because of the proximity of its free end 7 to the balance axis.

[0038] Comme visible aux fig. 9à 11, le dispositif de décalage 13 comporte une pièce 14 en prolongement de la spire interne 7 du deuxième ressort-spiral 5. Préférentiellement, la pièce 14 est plus rigide que le deuxième ressort-spiral 5 afin de ne pas fournir de couple élastique au résonateur balancier-spiral. De plus, la pièce 14 est préférentiellement rendue plus rigide par une épaisseur supérieure, comme par exemple au moins trois fois supérieure, par rapport à l’épaisseur du deuxième ressort-spiral 5, c’est-à-dire la largeur de sa lame. On comprend donc que la forme de la pièce 14 est en partie adaptée en fonction de la courbure des spires du deuxième ressort-spiral 5 afin qu’aucun contact n’ait lieu. As visible in FIGS. 9 to 11, the shift device 13 comprises a part 14 as an extension of the internal coil 7 of the second spiral spring 5. Preferably, the part 14 is more rigid than the second spiral spring 5 so as not to provide an elastic torque to the spiral spring. sprung balance resonator. In addition, the part 14 is preferably made more rigid by a greater thickness, such as for example at least three times greater, compared to the thickness of the second spiral spring 5, that is to say the width of its blade. . It is therefore understood that the shape of the part 14 is in part adapted according to the curvature of the turns of the second spiral spring 5 so that no contact takes place.

[0039] De plus, selon une alternative particulière, il est préféré que la pièce 14 soit venue de matière avec le deuxième ressort-spiral 5 et, de manière préférée, que ce dernier comporte une hauteur sensiblement égale à celle de la pièce 14, c’est-à-dire que cette dernière est contenue dans le même plan. In addition, according to a particular alternative, it is preferred that the part 14 is integral with the second spiral spring 5 and, preferably, that the latter has a height substantially equal to that of the part 14, that is, the latter is contained in the same plane.

[0040] La pièce en prolongement 14 est en outre reliée, de manière préférée, à la spire interne 7 du deuxième ressort-spiral 5 à l’aide d’un coude 15 sensiblement en forme de U afin de limiter d’avantage la fourniture d’un quelconque couple élastique. On comprend que la pièce en prolongement 14 et le coude 15 permettent de virtuellement rapprocher le point fixe formé par le piton (non représenté) à l’extrémité 7 du spiral 1. The extension piece 14 is further connected, preferably, to the internal coil 7 of the second spiral spring 5 using an elbow 15 substantially U-shaped in order to further limit the supply. of any elastic torque. It is understood that the extension part 14 and the elbow 15 make it possible to virtually bring the fixed point formed by the eyebolt (not shown) to the end 7 of the hairspring 1.

[0041] De plus, la pièce 14 comporte un évidement 16, borgne ou traversant, de section sensiblement asymétrique et destiné à coopérer avec le piton (non représenté). Enfin, comme visible aux fig. 9 à 11, la pièce 14 peut être partiellement ajourée par des trous 19 pour diminuer sa masse et ainsi rendre moins pénalisant son poids lors du montage du spiral 1. In addition, the part 14 comprises a recess 16, blind or through, of substantially asymmetrical section and intended to cooperate with the stud (not shown). Finally, as visible in fig. 9 to 11, the part 14 can be partially perforated by holes 19 to reduce its mass and thus make its weight less penalizing when mounting the hairspring 1.

[0042] De manière similaire, la spire interne 6 du premier ressort-spiral 3 comporte un dispositif d’agrandissement 17 de la virole 10 dans le plan du premier ressort-spiral 3. Le dispositif d’agrandissement 17 est notamment utile pour éviter que des formes particulières du spiral 1 rendent impossible son montage à cause de la proximité de son extrémité libre 6 par rapport à l’axe de balancier. On comprend donc que sans le dispositif d’agrandissement 17, la virole 10 serait nécessairement d’un plus petit diamètre à cause de la proximité de la spire interne 6. Similarly, the internal coil 6 of the first spiral spring 3 comprises an enlarging device 17 of the ferrule 10 in the plane of the first spiral spring 3. The enlarging device 17 is in particular useful to prevent particular shapes of the hairspring 1 make it impossible to fit it because of the proximity of its free end 6 to the balance axis. It is therefore understood that without the enlarging device 17, the ferrule 10 would necessarily have a smaller diameter because of the proximity of the internal coil 6.

[0043] Préférentiellement, le dispositif d’agrandissement 17 comporte un bourrelet 18 prolongeant la spire interne 6 du premier ressort-spiral 3, le bourrelet 18 étant plus rigide que le premier ressort-spiral 3 afin de ne pas fournir de couple élastique. De plus, le bourrelet 18 est préférentiellement rendue plus rigide par une épaisseur supérieure par rapport à l’épaisseur du premier ressort-spiral 3, c’est-à-dire la largeur de sa lame. Preferably, the enlarging device 17 comprises a bead 18 extending the internal turn 6 of the first spiral spring 3, the bead 18 being more rigid than the first spiral spring 3 so as not to provide an elastic torque. In addition, the bead 18 is preferably made more rigid by a thickness greater than the thickness of the first spiral spring 3, that is to say the width of its blade.

[0044] En outre, selon une alternative particulière, il est préféré que le bourrelet 18 soit sensiblement en forme de U. Enfin, le bourrelet 18 est préférentiellement venu de matière avec le premier ressort-spiral 3. In addition, according to a particular alternative, it is preferred that the bead 18 is substantially U-shaped. Finally, the bead 18 is preferably integral with the first spiral spring 3.

[0045] Par conséquent, avantageusement selon l’invention, un spiral peut être fabriqué en respectant des conditions prédéterminées afin de réduire le déplacement du centre de masse du spiral en contraction et en expansion. Ce déplacement faible ou négligeable permet avantageusement de réduire le ventre des courbes d’anisochronisme à une valeur sensiblement égale ou inférieure 0,5 s.j»1. De plus, avantageusement selon l’invention, la pente d’anisochronisme du spiral peut être personnalisée afin de compenser celle donnée par le retard à l’échappement. [0045] Therefore, advantageously according to the invention, a hairspring can be manufactured in accordance with predetermined conditions in order to reduce the displacement of the center of mass of the hairspring in contraction and expansion. This small or negligible displacement advantageously makes it possible to reduce the belly of the anisochronism curves to a value substantially equal to or less than 0.5 s.j "1. In addition, advantageously according to the invention, the anisochronism slope of the hairspring can be personalized in order to compensate for that given by the exhaust delay.

[0046] Enfin, la configuration des fig. 9à 11 défini un axe A de symétrie très robuste qui permet de minimiser les défauts chronométriques induits par des perturbations dans la direction orthogonale à l’axe A. On comprend donc qu’il est possible de maximiser la précision de fabrication dans la direction attache-contrepoids, c’est-à-dire l’axe A, comme seule direction critique au lieu de deux habituellement. Finally, the configuration of FIGS. 9 to 11 defines an axis A of very robust symmetry which makes it possible to minimize the chronometric defects induced by disturbances in the direction orthogonal to the axis A. It is therefore understood that it is possible to maximize the manufacturing precision in the attached direction. counterweight, that is to say the A axis, as the only critical direction instead of the usual two.

[0047] 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, les contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ peuvent être de forme et/ou de géométrie différentes sans sortir du cadre de l’invention. Il est également possible d’augmenter leur nombre et/ou les distribuer de manière différente, c’est-à-dire notamment que les contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ ne sont pas nécessairement symétriques selon la droite A comme les courbures. [0047] Of course, the present invention is not limited to the example illustrated but is susceptible to various variations and modifications which will be apparent to those skilled in the art. In particular, the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ can be of different shape and / or geometry without departing from the scope of the invention. It is also possible to increase their number and / or distribute them in a different way, that is to say in particular that the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ are not necessarily symmetrical along the line A like the curvatures .

[0048] Ainsi, à titre d’exemple, il est parfaitement envisageable, pour chaque ressort-spiral 3, 5, d’ajouter deux contrepoids supplémentaires, c’est-à-dire d’avoir quatre contrepoids, afin de les distribuer sensiblement à 90° les uns des autres. Thus, by way of example, it is perfectly conceivable, for each spiral spring 3, 5, to add two additional counterweights, that is to say to have four counterweights, in order to distribute them substantially at 90 ° to each other.

[0049] De plus, quand le spiral est en silicium, ii peut être au moins partiellement recouvert de dioxyde de silicium afin de le rendre moins sensible aux variations de température et aux chocs mécaniques. On comprend alors que la variation de section des contrepoids 8, 8 ́, 9, 9 ́ modifie également la compensation thermique locale du spiral. In addition, when the hairspring is made of silicon, it can be at least partially covered with silicon dioxide in order to make it less sensitive to temperature variations and to mechanical shocks. It is then understood that the variation of the cross-section of the counterweights 8, 8 ́, 9, 9 ́ also modifies the local thermal compensation of the balance spring.

[0050] Enfin, il peut être envisagé de compenser également le balourd induit par le bourrelet 18 en ajoutant un contrepoids supplémentaire sur le côté opposé de virole 10. Finally, it can be envisaged to also compensate for the unbalance induced by the bead 18 by adding an additional counterweight on the opposite side of the shell 10.

Claims

1. Spiral (1) comprising a first spiral spring (3) whose curve extends in a first plane and whose internal coil (6) comprises a ferrule (10), a second spiral spring (5) whose curve extends in a second plane parallel to the first plane, an attachment (4) securing the outer coil of the first spiral spring (3) to the outer coil of the second spiral spring (5) in order to form a hairspring (1) double in series characterized in that the curve of the first spiral spring (3) and the curve of the second spiral spring (5) each have a continuously variable pitch and are symmetrical with respect to a straight line (A) parallel to the first and second planes and passing through the median projection plane (P) of the clip (4), each curve tending for the following relation to be substantially zero:

or: - is the moment of the hairspring of order n; - L is the length of the hairspring; - s ́ ́ represents the curvilinear abscissa along the hairspring to the power of order n; - is the parametrization of the hairspring by its curvilinear abscissa, in order to reduce the displacements of its center of mass during its contraction and expansion and in that each spiral spring (3, 5) furthermore comprises at least two counterweights (8, 8 ́, 9, 9 ́) in order to compensate the unbalance formed by the mass of the attachment (4) and customize the anisochronism slope of the hairspring (1).

2. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that said at least two counterweights (8, 8 ́, 9, 9 ́) are symmetrical along said same straight line (A) as the curvatures.

3. Spiral (1) according to claim 1 or 2, characterized in that two counterweights (8, 8 ́} are located next to the attachment (4) and two other counterweights (9, 9 ́) are located on the side opposite to the clip (4) in order to minimize the unbalance.

4. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each counterweight (8, 8 ́, 9, 9 ́) is substantially H-shaped, the parallel arms of the H being substantially parallel to the local curvature. of the spiral spring (3, 5) to which it is associated.

5. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the stiffnesses and / or the masses provided locally by said counterweight (8, 8 ́, 9, 9 ́} and said fastener (4) are used for modify the anisochronism slope of the hairspring (1).

6. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the main faces (11, 12) of the clip (4) are substantially parallel to said line of symmetry (A).

7. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal coil (7) of the second spiral spring (5) comprises a shift device (13) arranged to be attached to a pin in the plane of the second spiral spring (5).

8. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that the shifting device (13) comprises an extension part (14) of the internal coil (7) of the second spiral spring (5), said part being more rigid than said second spiral spring so as not to provide an elastic torque.

9. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that the extension part (14) is connected to the internal coil by means of an elbow (15) substantially U-shaped.

10. Spiral (1) according to claim 8 or 9, characterized in that the extension piece (14) is integral with the second spiral spring (5).

11. Spiral (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the extension piece (14) is made more rigid by a thickness at least three times greater than that of said second spiral spring.

12. Spiral (1) according to one of claims 8 to 11, characterized in that the part (14) can be partially perforated to reduce its mass.

13. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal coil (6) of the first spiral spring (3) comprises an enlarging device (17) of the ferrule (10) in the plane. of the first spiral spring (3).

14. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that the enlarging device (17) comprises a bead (18) extending the internal turn (6) of the first spiral spring (3), said bead being more rigid. than said first spiral spring so as not to provide an elastic torque.

15. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that the bead (18) is substantially U-shaped.

16. Spiral (1) according to claim 13 or 14, characterized in that the bead (18) is integral with the first spiral spring (3).

17. Spiral (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is formed from silicon.

18. Spiral (1) according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least one part covered with silicon dioxide in order to limit its sensitivity to temperature variations and to mechanical shocks.

19. Resonator for a timepiece comprising a balance characterized in that the balance cooperates with a hairspring (1) according to one of the preceding claims.