Quelle est l'utilité d'un balancier compensé ?

Bonjour amis FAMeurs,

Voici ma question du jour dans le titre.
Je pense que c'est pour gagner en précision, mais sur quoi ce mécanisme agit-il ?

Balancier compensé...
Tu fais référence à un balancier fendu bi-métallique avec des vis?

Si c'est le cas, les phénomènes de dilatation thermique agissent sur l'inertie du balancier pour compenser l' imprécision du spiral sur les anciennes montres.

Je sais pas si j'ai répondu à la question mais c'est comme ça que l'interprète.

Chimère a écrit:

Balancier compensé...
Tu fais référence à un balancier fendu bi-métallique avec des vis?

Si c'est le cas, les phénomènes de dilatation thermique agissent sur l'inertie du balancier pour compenser l' imprécision du spiral sur les anciennes montres.

Je sais pas si j'ai répondu à la question mais c'est comme ça que l'interprète.

Plutôt pour compenser le changement du moment d'inertie du balancier dû à la dilatation du métal ainsi que le changement des propriétés élastiques et de la longueur du spiral. Avec la fonction recherche du forum on doit tomber sur quelques post de Saturne tout frais émoulu de l'école d'horlogerie et qui a fait deux ou trois exposés très documentés sur le sujet.
Sinon il y a la littérature accessible à presque tout le monde (Jendritzki Manuel suisse de l'horloger-rhabilleur Réglage d'une montre à balancier spiral ... ) pour ce que je connais.

En effet : une augmentation de la température de 1°, sur une montre équipée d'un balancier à serge laiton, et spiral métallique provoque un retard d'environ 11 secondes, dont 2 provenant de la dilatation du balancier, et 9 de la perte d'élasticité du spiral !

Raison pour laquelle on n'utilise plus de spiraux métallique depuis longtemps, et que l'alliage des serges de balanciers a lui aussi évolué.

Cette méthode ancienne mais perfectionnée de la compensation thermique n'en reste pas moins très performante chronométriquement, bien que subissant le phénomène dit de " l'erreur secondaire ", traduisant une correction imparfaite à certaines températures; importance minime.

Soures chiffrées : H. Jendritzki.

carlgustav a écrit:

.... Raison pour laquelle on n'utilise plus de spiraux métalliques depuis longtemps...

??? Ils sont faits en quoi? En fil de fer de cuivre, ... de plastique?
En fil de bave de crapaud laminé?

J'avais lu quelque part qu'il n'existait plus qu'une seule usine dans le monde qui fabriquait des spiraux. C'est vrai?

Nivarox et bonnes recherches

Theo a écrit:

Nivarox et bonnes recherches

Je cherche, je cherche et je trouve:

Wikipedia a écrit:

... As a trade name Nivarox is a German acronym for "Nicht Variable Oxydfest" (G.) or "Non-Variable Non-Oxidizing." (E.). The Nivarox alloy is a metallic alloy used mainly in the watch industry ...

et puis

Wikipedia a écrit:

... These alloys are stainless steel alloys with high concentrations of Cobalt (42-48%), Nickel (15-25%) and Chromium (16-22%). There are also small amounts of titanium and beryllium. Hairsprings made of this alloy are wear-resistant; they are practically non-magnetic, non-rusting and possess a low coefficient of thermal expansion. ...

Tout ça c'est de la bonne came métallique, si je ne m'abuse (comme disait le Dr).
carlgustav voulait-il dire que ce n'était plus des alliages à majorité de fer?

Wikipedia a écrit:

Nivaflex
... Nivaflex NM, NO, NE, 45/5 and 45/18 are various alloys used for the mainsprings of watches. The NO, NM, NE, 45/5 and 45/18, are generally the same alloy (e.g. 45% Cobalt + 21% Nickel + 18% Chromium + 5% Iron + 4% Tungsten + 4% Molybdenum + 1% Titanium) except that the Nivaflex 45/5 has an additional 0.2% Beryllium...

ça fait plus beaucoup de fer ... dans l'eau ferrugineuse chère à notre fer cher Bourvil

Bonsoir je vous copie ici la réponse que Steyr a eu la gentilesse de m'envoyer par MP pour que vous puissiez profiter de sa connaissance à votre tour:

steyr a écrit:

Les variations thermiques ont 3 effets :
-augmentation du diamètre du balancier
-allongement de la partie active du spiral
-variation du module d'élasticité du spiral


On constate que lorsque la température augmente, le résultat des 3 effets combinés génère du retard. A l'inverse, lorsque la température diminue, les alternances se font plus rapidement et on observe une avance.


Aujourd'hui, la réponse est très simple avec des alliages comme l'invar et l'élinvar qui donnent respectivement des caractéristiques stables au balancier et au ressort spiral.

Mais par le passé, il fallait user de solutions plus mécaniques et la piste la plus souvent utilisée avec les anciens alliages pour contrer ces effets est le balancier bi-métallique fendu. Il agissait comme une bilame en combinant une couche d'acier (à l'intérieur) avec une couche de laiton (à l'extérieur). Ainsi, le laiton se dilatant plus que l'acier, lorsque la température augmentait, la demi-serge se cambrait vers l'intérieur en rapprochant la masse vers centre, à l'intérieur du diamètre nominal, ce qui donnait une avance compensant les autres effets sur le spiral. A l'inverse, lorsque la température diminuait, la demi-serge du balancier se cambre vers l'extérieur du diamètre nominal et donne du retard.


Ce principe de combinaison de métaux à taux de dilatations différents a également été appliqué en pendulerie avec les balanciers à gril.

Christian t'a mis en effet sur la bonne voie.

Une petite recherche sur le balancier guillaume devrait aussi t'aider.

Nivarox est une société du swatch group qui va de pair avec Glucydur

Hypnos a écrit:

carlgustav a écrit:

.... Raison pour laquelle on n'utilise plus de spiraux métalliques depuis longtemps...

??? Ils sont faits en quoi? En fil de fer de cuivre, ... de plastique?
En fil de bave de crapaud laminé?

J'avais lu quelque part qu'il n'existait plus qu'une seule usine dans le monde qui fabriquait des spiraux. C'est vrai?

Après de longues recherches , rien vu sur la bave de crapaud laminé;
par contre, et antre autres, on trouve un alliage de zinc laminé,lui aussi, à propriétés anisotropes, dont l'auteur n'est rien moins que R. Straumann.

Pour ce qui est des spiraux, sauf accident, il me semble que Roelex fabrique les siens, et que Seiko ne dépends certainement pas de Nivarox.

PS: Il fallait entendre " acier ", les spiraux bleus, si vous préférez, plutôt que " métalliques ", comme écrit par erreur, et, outre mes excuses, veuillez agréer mes remerciements pour l'énumération Wiki.

Quant aux "propriètés anisotropes" ( Straumann ), elles s'appliquent au balancier, bien sûr, et non au spiral... Fin des corrections.

Cette discussion "métallurgique" est des plus intéressantes. On comprend, en plus, que les montres "modernes" sont anti-magnétic de part les propriétés des métaux utilisés. C'est sur qu'un inox à 5% de fer ne doit pas couper le beurre et ne doit pas attirer l'aimant !!!

Je vais peut-être mettre les pieds dans le plat mais pourquoi Steyr répond par un intermédiaire et ne participe plus aux discussions?

carlgustav a écrit:

Quant aux "propriètés anisotropes" ( Straumann ), elles s'appliquent au balancier, bien sûr, et non au spiral... Fin des corrections.

C'est défini comment les directions dans lesquelles la dilatation est la plus importante (j'imagine que c'est de cette anisotropie qu'il est question et pas de la densité ...)?

C'est obtenu comment? C'est un matériau sandwich?

Il est vrai que Nivarox fabrique la grande majorité des spiraux de nos montres.
Seiko bien sur fabrique ses propres spiraux, ils sont pas mal ,mais passe difficilement le COSC.

Il y a 2 ou 3 fabriquant de spiraux en Allemagne sauf erreur. De toute façon les spiraux Nivarox sont fabriqués avec de la matière coulée en Allemagne.

En Suisse le groupe Vaucher fabrique une partie de ses spiraux, il y a aussi la société Precision Engineering, et Astral du groupe Festina (sauf erreur).

Après il y a les spiraux en Silicium et autre matières exotiques. Mimotec et Sigatec sont bien connues dans ce domaine, Nivarox à également beaucoup investi dans ce domaine.

Nivarox a beaucoup d'avance et d'expérience dans ce domaine, les autres Tentent de s'aligner mais ça coute cher.

Hypnos a écrit:

carlgustav a écrit:

Quant aux "propriètés anisotropes" ( Straumann ), elles s'appliquent au balancier, bien sûr, et non au spiral... Fin des corrections.

C'est défini comment les directions dans lesquelles la dilatation est la plus importante (j'imagine que c'est de cette anisotropie qu'il est question et pas de la densité ...)?

C'est obtenu comment? C'est un matériau sandwich?

" Rond à une certaine température, il devient ovale à tout autre température, ce qui modifie son mouvement d'inertie. Il peut ainsi compenser le faible effet de la température sur un spiral autocompensateur "; ex Berner, dictionnaire pro. horloger.

Curieux cette faculté de compenser " à toute autre température ". A la baisse ça se conçoit, plus difficilement à la hausse.. Va falloir chercher dans d'autres bouquins, c'est un peu succinct, tout comme le structure et les directions de déformation.

Hypnos a écrit:

C'est obtenu comment? C'est un matériau sandwich?

Obtenu par coulée.

On usine au tour une gorge dans un rond d'acier


On adapte un anneau pour le combler, surtout vers l'intérieur pour que les surfaces adhèrent bien, avec un minimum d'air ou impuretés entre les matières.


On forme le balancier au tour en supprimant la partie extérieure qui ne servait que pour le "moulage" et l'intérieur excédentaire


On forme les bras et fend la serge


Ensuite, on a les systèmes de réglages/équilibrages à ajouter que je n'ai pas trop le temps de représenter si ce n'est avec cet exemple :




Sinon sur les spiraux, quelques lectures intéressantes extraites du forum Tempered :

carlgustav a écrit:

Curieux cette faculté de compenser " à toute autre température ". A la baisse ça se conçoit, plus difficilement à la hausse.. Va falloir chercher dans d'autres bouquins, c'est un peu succinct, tout comme le structure et les directions de déformation.

Attention, il n'est pas dit qu'il compense "à toute température". Les courbes ne sont pas parfaitement symétriques. Il persiste ce que l'on appelle l'erreur secondaire que Saturne nous avait expliqué ici :
https://forumamontres.forumactif.com/forum-de-discussions-sur-les-montres-vintages-et-sujets-techniques-f7/gousset-omega-tige-cassee-t41602.htm

Absolument passionnant. Ces aspects de mise en œuvre dans la fabrication m'étaient complètement inconnus. un grand merci pour tout ça.

Superbes photos; , et qui ont trait à la fabrication d'un bi-métallique coupé;
je m'étais toujours demandé quelle était la technique utilisée. Merci.

Mes dernières réponses, et la question d'Hypnos concernaient l'anisotrope de Straumann, à serge non coupée, et spiral autocompensateur, un balancier d'apparence "normale", en quelque sorte.


Erratum ( encore ! ) : dans l'avant dernier post, lire " moment " d'inertie, et non " mouvement".

Juste pour amener de l'eau au moulin





Reinhard Meis : les montres de poche

Loseby, connaissais pas . Merci Kelorkilé.