CN101968626A - 用于将零件装配在枢转机件上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将由硬度高于500维氏硬度的材料制造的硬零件(18)装配在枢转机件上的方法，该方法包括如下步骤：i.准备包括管形部分和绕该管形部分延伸的支承表面的枢转机件；ii.在枢转机件上围绕管形部分自由地引进硬零件，所述硬零件具有预先形成的至少一个结构，该结构形成进口并且牵引所述硬零件与也绕管形部分设置在该枢转机件上的韧性机件接触，使得它被定位在该结构的进口上，这个组件由该硬零件和支承该支撑表面的的韧性机件形成；iii.不可恢复地使该韧性机件变形，以便形成由垫片形成的并且安放在该结构里面而没有任何自由度的掣子(24)，该韧性机件与该枢转机件形成为一体。

Description

用于将零件装配在枢转机件上的方法 

技术领域

本发明涉及用于将硬零件装配在枢转机件上的方法。所谓枢转机件是指轴或用于接纳轴的空心轴。 

背景技术

近年来，在钟表制造业中所用的材料有了显著的发展。特别是，针对其他微型技术行业所研发的生长和蚀刻技术为在钟表制造业中的应用提供了特别的机遇。但是，诸如硅或金刚石的大多数这些新材料不具有塑性场(plastic field)或具有很小的塑性场，也就是说它们不能够经受塑性变形。不能使用通常所用的安装零件，例如将轮子安装在轴上的驱动方法，因为这些方法会使零件破裂。 

为了克服这种缺点，已经提出了解决方法，该方法包括在零件的毂上安装一弹性结构，使得零件能够安装在轴上。这种结构需要提供附加的机件，以消除该零件相对于该轴在角度和纵向两者上的自由度。 

文献EP 1850193提出一种用于在没有塑性变形的第二零件中驱动第一零件的方法，要点是形成第二零件的第一孔包括可变形的中间零件，该中间零件包括第二孔，并且将第一零件驱动到第二孔中，以便通过中间零件的变形将该中间零件固紧在第一孔的壁上。同时感兴趣的是对中间零件，而不是对没有塑性变形的零件施加与驱动有关的压力，尽管如此后者还是经受这些压力的撞击。此外，在当需要施加高转矩时，旋转期间将零件连接在轴上不能令人满意，除非当驱动该中间零件时相当大的径向应力施加在该没有塑性变形的零件上，这不能解决原来的关于没有塑性变形的零件破碎的问题。一般而言，这种困难可在用通常具有高于500维氏硬度的材料制造的硬零件中遇到。除了硅和金刚石之外，镍、钢、陶瓷和石头(天然的和人工合成的)也是用在钟表制造中的能够产生这种问题的材料。 

本发明的目的是提供一种用于将硬零件装配在轴上的方法，或更 一般而言，装配在枢转机件上的方法，而没有上面所述的缺点。 

发明内容

更具体地说，本发明涉及一种用于将硬零件装配在枢转机件上的方法，该方法包括如下步骤： 

i.准备包括管形部分和绕该管形部分延伸的支承表面的枢转机件； 

ii.围绕该管形部分在枢转机件上自由地引进该硬零件，所述硬零件具有形成进口的至少一个腔(housing)，并且牵引所述硬零件与也绕该管形部分设置在该枢转机件上的韧性机件接触，使得它被定位在该腔的进口上，该组件由该硬零件和支承该支撑表面的韧性机件形成； 

iii.不可恢复地使该韧性机件变形，以便形成由垫片形成的并且安放在该腔里面而没有任何自由度的掣子(catch)。 

该韧性机件在装配过程期间或预先连接于该枢转机件。 

根据本发明的方法的其他具体步骤在权利要求中提到。 

附图说明

当参考附图阅读下面的描述时本发明的其他特征将变得更加清楚，其中： 

图1示出根据本发明的方法的第一实施方式(implementation)的步骤； 

图2、3、4、5和8表示该方法的另外的实施方式，以及 

图6和7提供用在根据本发明的方法的实施方式中的零件的各种具体形状。 

具体实施方式

图1示出根据本发明的方法的实施例的各种机件。因此，有枢转机件，这个术语包括旨在通过运动机件(mobile)的旋转而被安装在该运动机件上的各种零件。如图1所示，枢转机件可以是具有管形部分和未示出的形成枢轴的端部的轴10。 

该轴10包括绕该轴10径向延伸的盘状物12。该盘状物12形成支承表面。它可以是圆盘形状。根据优选实施例，该盘状物在其一个表面上设置有围绕该轴设置的环形凹槽14。该凹槽的形状是无关紧要的。特别是对于在这个例子中所描述的方法，该凹槽紧接该轴的基部(base)设置，在轴上具有至少一个开口区。 

韧性机件，通常为环形形状的塑性垫片16，也用在根据本发明的方法中。该垫片16可以是金属的或合成的，并且可能显示弹性性质。同时可能通过施加机械应力，由于冷或热蠕变而变形。也可以使用可变形，然后例如，通过聚合作用变硬的膏形式的材料。例如，可以提供由金、锡、铝、橡胶、聚合物制成的垫片16。 

该垫片16尺寸做成安放在凹槽14中。因此，它具有中心开口，旨在能够引进轴10。优选地，该中心开口是圆形的，其直径稍大于该轴10的外径，能够不受约束地定位垫片16。垫片16的外形形状是无关紧要的；它只是必须适合于凹槽14的形状。在这个例子中，垫片16的厚度高于凹槽14的深度，以便垫片16从凹槽14伸出。 

最后，存在由通常具有硬度高于500维氏硬度的材料制成的没有塑性场或塑性场很小的硬零件18。具体说，该硬零件18可以用硅、金刚石、镍或钢制造。例如，该硬零件18可以是旨在装配在轴上的轮子或杠杆。为此，硬零件18包括通孔，其形状适应于轴10的形状，以自由地插入该轴上。根据希望的零件的定位精度，可以稍微有点活动或稍微有点弹性，但是不对硬零件18施加径向应力。该硬零件18仍然具有至少一个形成进口的腔20，其被定位以便紧靠垫片16开通(discharge)。根据这个例子，硬零件18被用作腔的两个管形孔穿过，优选为圆柱形。 

任选地，也可以设置盖子22。它包括尺寸做成能够在轴10上驱动的开口。该盖子22的尺寸通常类似盘状物12的尺寸，以便隐藏从该方法得到的组件的可见零件，并且还能够平衡该组件。将会看到，在垫片16由弹性材料制造的情况下，该盖子对于相对于枢转机件轴向定位的垫片特别重要。 

对于其组件，垫片16设置在凹槽14中。然后，硬零件18安装在轴10上，并且压紧在从凹槽14伸出的垫片16上。由于上面所述的腔 20的开口位于紧靠垫片16的事实，施加在硬零件18上的压力足以使垫片16在腔20里面产生蠕变。这种变形引起掣子24的形成，垫片零件16因此变形，插入该零件18的腔20中而没有任何自由度。零件18和垫片16因此以旋转方式绝对地连接。此外，垫片16定位成靠近轴10，施加于垫片16上的压力也引起，垫片16朝着轴10变形，如图所示。可以看到轴10与垫片16非常紧。硬零件18因此固定于轴10上，而没有任何自由度。此外，由于掣子24的存在，施加于硬零件18使硬零件18从其轴松开的力包含与剪切应力相关的分量，不可避免使掣子24破裂。在该零件旋转期间也存在作用在掣子24上的剪切应力，这能够较好地分配与转矩相关的约束力。 

图2a和2b示出本发明的另一个实施例，其中该枢转机件是具有管形部分并且旨在用于接纳轴28的空心轴26。该空心轴26具有类似于在上面参考图1所描述的盘状物12，该盘状物12具有用于接纳垫片16的凹槽14。硬零件18类似于参考图1所描述的自由地装配在空心轴26上。在图2a和2b中，盖子22用来隐藏从该方法得到的该组件的可看见的零件。有利的是，得到独立的和功能性组件，其包括空心轴26、垫片16和硬零件18以及可能的盖子22。轴28然后可以安装在空心轴26内，但是正如所理解的，它不驱动能够保持上述组件的该轴。 

图3也示出利用空心轴26的本发明的实施方式。在这个例子中，没有盖子并且该轴具有用作盖子的直接的运动机件30。可以看到，有利的是，该运动机件是轮子或带齿的小齿轮。该空心轴26不伸出到硬零件18之外，因此在轴28和运动机件30装配之后，该运动机件30压紧在硬零件18上，在两个机件之间没有间隙。 

图4a和4b表示根据本发明的方法的又一个实施例。特别是在这个实施例中，值得指出的是，垫片16不需要从凹槽14伸出。垫片16的厚度优选等于或接近凹槽的深度。该硬零件18的至少一些腔20是通孔。此外，盘状物12具有孔穴32，一些孔穴至少是紧靠垫片16开通的(discharging)通孔。该硬零件18的腔20和盘状物12的孔穴32定位成以便两两相对。 

因此，垫片16首先设置在凹槽14中，并且然后硬零件18设置在 顶上，以便硬零件18的腔20和盘状物12的孔穴32两两相对。本领域的技术人员可以提供转位装置，用于容易引导两个机件彼此相关。然后，通过将这些零件保持在适当的位置，合适的工具33分别通过盘状物12的孔穴32和硬零件18的通孔腔20——它们因此可接近，并且压力作用在垫片16上。垫片16将蠕变到硬零件18的腔20中，并且分别地进入盘状物12的孔穴32中以形成掣子24。 

硬零件18和枢转机件的盘状物12因此被完全连接，在两者之间没有任何自由度。在这种情况下可以看到，不需要凹槽14设置成紧靠枢转机件的管形部分的基部。垫片16可以具有任何形状。的确，形成在盘状物里面的掣子24直接提供该垫片与枢转机件的连接。 

本领域的技术人员仍然能够考虑其他替代物。例如，垫片16的变形可以通过作为施加压力的结果，例如在熔化垫片期间热进行，垫片16的材料仅流进硬零件18的腔20中，并且在适当的情况下流进盘状物12的那些腔中。 

在与垫片16的变形步骤无关的步骤中，也能够将垫片16固定于盘状物12。例如，根据用于为该实施方式而选择的材料，垫片16可以被胶结、焊接、铜焊于盘状物，甚至通过电镀直接将它沉积在盘状物上。在这类情况下，不需要如上所述，在垫片的变形步骤期间将垫片16设置成使得它连接于枢转机件的管形部分上。 

图5a和5b示出根据本发明的方法的又一个实施例，其中硬零件18自由地安装在轴10的管形部分上。特别是对于这个实施例，垫片16的尺寸做成在轴10上被驱动。具体说，其厚度足以经受由于这种驱动所引起的机械应力，该厚度是材料强度的函数。在将垫片16安装在轴10上的期间，垫片和管形部分通过驱动连接。当垫片16与硬零件18接触时，垫片压紧在硬零件上，以便使垫片16在硬零件18所包含的腔中蠕变并且形成掣子24。 

图6a、6b、6c和6d提供在硬零件上可获得的腔20的不同例子，在腔20中掣子24可以由垫片形成。在这种情况下，附图示出运动机件的毂34。因此，腔20可以由以任何封闭形状在毂34上形成的开口组成。腔在毂34的内或外圆周上也可以具有敞开的形状。腔20可以开或多或少变形的槽口。可以使用腔的设置，优选使得运动机件的重 心中心与旋转轴线对齐。优选腔在硬零件18的该区域上伸展，旨在紧邻垫片16。图6d示出该毂的具体结构，其中开口的弹性结构被安装在轴上。轮子的每个半径结束在形成轮子的毂的夹紧区36中的轮子的中心。径向取向的狭槽38分开两个连续的夹紧区。以类似于图6C的槽口的形式，该狭槽能够最终在轮子的中心侧上开通(discharge)。此外，这些夹紧区也设置有腔20。虽然用垫片16安装这样的轮子，韧性材料将蠕变到狭槽中并且也蠕变到夹紧区的开口中。 

更一般地说，以斑点形式设置在硬零件的表面上的腔20可以被形成在硬零件表面上的与韧性机件接触的区域中的微型结构所替代。术语“斑点”是指围绕确定的点所限定的表面或空间，例如由管形腔所形成的。这些由喷砂或太阳爆炸(sunbursting)技术产生的结构可以是规则的或不规则的。当它变形时，韧性机件穿进形成在该硬零件的表面上的结构内部，并且因此提供许多很小的掣子。 

图7a至图7f示出用于获得凹槽14的不同的图形，以便引导构成垫片的材料将要蠕变的方向。图7a的例子是最简单的，其凹槽的底部是平的。在图7b中，凹槽的底部是肋形形状的，形成朝着垫片的中心倾斜的第一内侧侧面(flank)14a，和朝着垫片的外侧倾斜的第二外侧侧面14b。图7c和7d提供具有单侧面的底部，分别朝着垫片的中心倾斜的14c和朝着垫片的外侧倾斜的14d。在图7e中，凹槽的底部是平的，但是由凹槽底部的边缘形成内槽14e和外槽14f。换句话说，凹槽在其底部较宽。图7f示出通孔或盲孔穴如何可在凹槽的底部配合。凹槽的底部也能够沿着上面提出的用于硬零件的直线构造。这加强韧性机件和枢转机件之间的相互作用。 

因此提出一种用于将硬零件装配在枢转机件上的方法，该方法的实施特别简单。此外，值得指出的是该硬零件不经受径向应力。它只受在垫片变形期间施加的压力的影响，并且这种压力被硅、金刚石等制造的零件很好地支承。 

本领域的技术人员将考虑在本发明的总构架内由权利要求限定的其他实施例。例如，当垫片的尺寸，用于与支承表面接触的厚度和表面，被改变时，可以具有在塑性盘状物上的垫片而没有凹槽。这种方案示于图8。同样，凹槽可以不是环形的。支撑表面可以具有围绕管形 部分分布的多个凹槽。韧性机件设置在凹槽中，因此与设置在硬零件中的腔配合。可以看到，韧性机件可以具有任何形状。可以提供转位装置，以将韧性机件和腔定位成彼此相邻。 

Claims (22)

1.一种用于将由硬度超过500维氏硬度的材料制造的硬零件(18)装配在枢转机件上的方法，该方法包括如下步骤：

i.准备包括管形部分和绕该管形部分延伸的支承表面的枢转机件；

ii.围绕该管形部分在该枢转机件上自由地引进硬零件，所述硬零件具有至少一个预先形成的结构，该结构形成进口并且牵引所述硬零件与也绕所述管形部分设置在该枢转机件上的韧性机件接触，使得它被定位在该结构的进口上，该组件由该硬零件和支承该支撑表面的韧性机件形成；

iii.不可恢复地使该韧性机件变形，以便形成由垫片形成的并且安放在该结构里面而没有任何自由度的掣子(24)，

该韧性机件与该枢转机件形成为一体。

2.根据权利要求1所述的方法，所述支承表面具有围绕所述枢转机件的凹槽(14)，其中所述韧性机件是垫片(16)，所述垫片被放置在所述凹槽中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述韧性机件和所述枢转机件的连接与所述韧性机件的变形步骤iii同时进行。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述韧性机件和所述枢转机件的连接与所述韧性机件的变形步骤iii同时进行。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述垫片(16)的厚度高于所述凹槽(14)的深度，以便从所述凹槽中伸出。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述垫片(16)的厚度高于所述凹槽(14)的深度，以便从所述凹槽中伸出。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述垫片(16)的厚度高于所述凹槽(14)的深度，以便从所述凹槽中伸出。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述凹槽(14)在所述枢转机件的基部形成。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述凹槽(14)在所述枢转机件的基部形成。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述凹槽(14)在所述枢转机件的基部形成。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用于固定所述韧性机件的步骤在放置所述韧性机件的步骤之后、引进所述硬零件(18)之前进行。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述韧性机件放置所述支承表面上，这是通过电镀增长直接进行的。

13.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于所述韧性机件的变形机械地进行。

14.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于所述韧性机件的变形热进行。

15.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于所述枢转机件是轴(10)。

16.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于所述枢转机件是旨在接纳轴的空心轴(26)。

17.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于该方法还包括在步骤iii之后的另一个步骤，包括在硬零件(18)上面将盖子(22)添加到所述枢转机件上，所述硬零件(18)被插入在所述支承表面和所述盖子之间，以便隐藏由于操作i至iii产生的可见的机件。

18.根据权利要求2至12任一项所述的方法，其特征在于所述凹槽(14)的形状做成以便引导所述垫片的变形。

19.根据权利要求1至13任一项所述的方法，其特征在于该方法还包括对所述硬零件形成微型结构的步骤，以便在所述硬零件的表面上，旨在与所述韧性机件接触的区域中，提供微型结构。

20.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于该方法包括一步骤，用于以至少一个斑点式腔(20)的形状产生所述的结构。

21.根据前述权利要求所述的方法，其中所述硬零件具有毂(34)，其特征在于所述至少一个斑点式腔(20)是设置在所述毂的内或外圆周上的槽口。

22.根据权利要求1和2任一项所述的方法，其中所述硬零件(18)具有至少两个腔(20)，该腔(20)的至少一个是通孔，并且其中所述支承表面由具有至少两个孔穴(32)的盘状物(12)形成，该两个孔穴(32)中至少其中一个是通孔，并且所述通孔的开口设置成紧靠所述韧性机件开通；所述硬零件的腔和所述盘状物的孔穴设置成能够定位成两两相对，其特征在于：

步骤ii通过将所述韧性机件和所述硬零件放置在所述枢转机件上进行，使得所述硬零件的腔和所述盘状物的孔穴两两相对，

步骤iii.的要点是通过操作适合于所述盘状物和所述硬零件的通孔的工具(33)使所述韧性机件变形，并且在将这些零件保持在适当位置的同时对所述韧性机件施加压力，以便使韧性机件下降到所述硬零件的腔中，并且分别在所述盘状物的孔穴中，并且因而形成所述掣子(24)。

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