CN102224465B

CN102224465B - 制造表的机板的方法

Info

Publication number: CN102224465B
Application number: CN200980146378.XA
Authority: CN
Inventors: J-L·贝津; S·博尔班; Y·温克勒; J·格鲁普
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: US20120024432A1; EP2180385A1; WO2010046381A1; CN102224465A; US20150266089A1; WO2010046381A8; JP2012512384A; KR20110092278A; KR101292964B1; US9207644B2; HK1163267A1; JP5351276B2; EP2350746A1; EP2350746B1

Abstract

本发明提供了一种用于生产钟表的机板的方法。该方法包括以下步骤：a)提供(A₁，A₂)包括至少一种金属元素的机板材料；b)形成(B₁，B₂)所述机板；c)对整体进行急冷处理(C)，以使所述钟表机板处于至少部分非结晶的状态；以及d)获取(D)所述机板。

Description

制造表的机板的方法

技术领域

本发明涉及制造钟表元件的方法。

背景技术

由结晶材料制成的表的（主）机板是现有技术中已知的。这些表的机板被固定在表壳内，并且支承大量的元件。由所述机板支承的元件当中包括桥夹板以及机芯的各种部件，例如齿轮系。这些机板具有非常复杂的几何结构并且必须非常精确。因此，为了使此部分容易机加工，通常使用黄铜。

但是，这种对于极度精确的要求的主要缺陷是非常高的制造成本。这需要加工技术、特别是使用高质量的数控加工中心以满足所希望的精度，并且需要非常大量的步骤。

制造成本由于向机芯添加最有魅力的表面装饰而进一步增加。这些装饰（例如缎面磨光〔satin finish〕、抛光以及机械雕花〔engine turning〕）常常在机板上完成，以便在增加其价值的同时使其具有更富吸引力的外观。当然，这些美学改进需要专用的机器，其成本是可观的。

发明内容

本发明涉及一种制造钟表元件的方法，该方法通过提出一种较便宜的机板克服了现有技术的上述缺陷，所述机板能够更快速地生产，同时仍具有至少等同于现有技术的精度。

因此，本发明涉及一种上述的制造表的机板的方法，该方法的特征在于包括以下步骤：

a)取用形成所述机板的包括至少一种金属元素的材料；

b)形成所述机板；

c)整体进行冷却以便获得处于至少部分非结晶状态的所述钟表的机板；以及

d)获取所述机板。

在第一实施例中，该方法通过应用简单的锻造法来利用非结晶材料的有利的成形特性。实际上，这些非结晶金属在每种合金所特有的给定温度范围[Tg-Tx]（Tg：玻璃化转变温度，Tx：结晶温度）内具有在保持非结晶的同时特有的软化特性。因此，可以在兆帕斯卡（MPa）量级的低的压力下以及在根据材料可以低至至少200℃的低温下，使这样的金属成形。则这意味着能够非常精确地再现细微和精确的几何结构，这是因为合金的粘度被大大降低，从而能够按照压模（die）的所有细节进行模制。这尤其适合于复杂和精确的部件，诸如表的机板。

本发明还涉及利用铸造原理的第二实施例。

此实施例的一个优点是它的实现更为简单，并且不需要使用非结晶预成型件。实际上，此方法使用通过铸造制作部件的简单技术，因此需要使用与利用所述材料的非结晶区域相关联的较简单的工具。对于第一实施例，这意味着能够精确地再现细微和精确的几何结构，这是因为合金的粘度被大大降低，因而所述合金能够按照铸模（mould）的所有细节进行模制。这种简化导致相当大的成本节约。

这种能力带来的另一个优点是，能够很好地匹配铸模的形状。实际上，机板制造步骤因此能够同时与装饰步骤相结合。可以这样来设想该方案：直接在铸模或压模上制作装饰以便在机板的制造期间直接再现所述装饰。这再次节省了时间和金钱。

最后，非结晶材料的使用使得能够采用具有高机械性能的强度更大的合金。因此，机板的制造不再受制于黄铜机加工。因而，清楚的是，通过使用具有高机械性能的材料，还可以减小所述机板的尺寸、尤其是其厚度，同时具有相同的机械特征。

本发明还涉及一种制造钟表桥夹板的方法。

附图说明

在下文对仅作为非限制性示例给出的并且由单个附图示出的本发明的实施例的详细描述中，可以更清楚地看到本发明的方法的目的、优点以及特征，其中所述附图示出根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

表的机芯由表的机构固定在其上的机板形成。因此，该机板支承所述机芯的能量蓄积构件、调节构件以及马达构件。

在机械表的情况下，这些不同的构件可以经由枢轴被紧固在机板和桥夹板之间。本发明包括制造元件（例如钟表的桥夹板或机板）的方法1。在下文的描述中，将以机板的制造作为示例，因为表的桥夹板可以相同方式制成。

第一实施例包括使用利用压机的热成形。

首先，第一步骤A₁包括制作用于机板的压模。各压模均具有包含要被制造的机板的阴造型凹腔的内表面。压模具有用于排出任何剩余材料的装置。当然，由于这些压模的制造不形成本发明的主题的一部分，因此可以设想用于制成压模的任何可能的方法。

其次，此第一步骤A₁包括取用将制成机板的材料。根据本发明，所使用的材料为至少部分非结晶的材料。优选地，将使用完全非结晶的材料。所述材料可以是或者不是贵金属。当然，所述金属也可以是合金。

非结晶材料的使用有利地使得能够减小尺寸。非结晶材料具有使其在被塑性变形之前能够经受较高的应力的变形和弹性极限特性。因此，相对于由结晶材料制成的机板，对于相同的应力可以设想尺寸尤其是厚度的减小。

一旦获得压模和材料，则随后的步骤B₁包括整体进行处理以形成所述元件。

首先，步骤B₁包括制作非结晶材料的预成型件。此预成型件包括外观和大小与最终部件类似的部件。例如，在当前的机板的情况下，预成型件表现为圆盘的形式。所述预成型件因而必须总是具有非结晶结构。

最初，将压模布置在热压机中。然后，对压模进行加热直到它们达到材料特定的温度，优选地在玻璃化转变温度Tg和结晶温度Tx之间。

一旦压模已达到所述温度，则将预成型件布置在其中一个压模上。然后通过移动压模靠近在一起而在预成型件上施加压力，以便将压模的形状复制在非结晶金属预成型件上。此压制操作被执行预定的一段时间。当此时间过去后，打开压模，从而可以开始用于冷却被模制的部件的步骤C。

此热成形方法为获得的部件有利地提供了高的精度水平。可以通过将非结晶金属材料保持在Tg和Tx之间的温度而实现此精度。实际上，当非结晶材料被加热到此温度区间时，其粘度大大降低，对于一些材料来说，其粘度从10²⁰Pa.S^-1改变为10⁵Pa.S^-1。则这使得非结晶材料能够更好地填充每个压模的所述阴造型凹腔的空间，这有助于复杂部件的制造。

根据第二实施例，通过铸造—例如通过将液态金属灌注到铸模中—来制成机板。为了实现这一点，步骤A₂首先包括通过任何可能的方法来制作用于机板的铸模。

其次，此第一步骤包括取用将制成机板的材料。在此第二实施例中，不必须使用非结晶材料。实际上，材料是结晶的还是非结晶并不重要，这是因为铸造原理要求材料处于液态形式，即处于比Tx更高的温度。因此，预先具有特定的结晶结构不是必需的，因为使材料处于液态将解除所述材料的结构。

但是，由于非结晶金属的熔化温度低于结晶金属的熔化温度，因此该方法更容易实施。铸造也可以通过注射进行，从而使得液态材料能够更好地匹配铸模的形状。

然后进行使材料成形的步骤B₂。为了实现这一步骤，对形成机板的材料进行加热以使其处于液态形式。一旦被液化，则材料被注射到铸模中。

一旦预定的压制时间结束，无论是根据第一实施例A₁、B₁打开或不打开压模，还是根据第二实施例A₂，B₂已经铸造材料，则下一步骤都包括使所述元件凝固。所述凝固包括被称为步骤C的冷却步骤。步骤C被快速执行以使温度尽可能快地下降到低于Tg。实际上，如果冷却过慢，则允许原子构造为晶格（cell）从而使得金属结晶，而快速冷却使得原子凝固以防止它们被构造。因此，尽管在热成形的情况下，目的是维持至少部分非结晶的初始状态，但是在灌注的情况下，目的是获得非结晶或至少部分非结晶的状态。

实际上，在第二实施例中，使用金属铸造以及随后的冷却步骤C以获得非结晶金属比相应的结晶金属更为精确。由于非结晶金属在其凝固时不具有结晶结构，因此非结晶金属受到非常小的由于凝固导致的材料收缩效应。因此，在结晶材料的情况下，凝固收缩率可达到5%或6%，这意味着部件的大小在凝固期间将减小5%或6%。在非结晶金属的情况下，收缩率为大约0.5%。

随后第四步骤D包括一旦机板已经凝固，则获取所述机板。

有利地，根据方法1，在步骤D之后提供步骤E。步骤E包括在机板中插入补充构件，例如红宝石轴承，其例如用于承载形成表的齿轮系的齿轮的心轴。优选地，在步骤E中通过热镶嵌（hot setting）将红宝石轴承插入。为了实现这一点，在必须插入所述轴承的位置将机板局部加热至Tg和Tx之间的温度。一旦插入位置已达到该温度，则朝所述位置移动红宝石轴承，然后将其推入机板。

在此步骤E的第一变型中，将轴承加热到高于Tg的温度，然后将轴承挤压到机板中。由所述轴承释放的热量将机板局部加热到高于Tg的温度，这有助于插入。

接下来，将机板快速冷却以维持金属的非结晶状态，并且清理任何剩余材料。由于非结晶材料能够依据轮廓进行模制，因此该步骤E将轴承更稳固地固定在机板中。步骤E的简易性也节约了时间和金钱。

在第二变型中，可以将轴承直接放置在铸模中或者压模上，并且在步骤B₁或B₂期间将其插入。

在第三变型中，可以在步骤B₁或B₂期间将轴承有利地直接结合在铸件或压铸件的形状中，从而形成单件式元件，即，所述轴承形成元件的一体部分而不是添加的部分。

有利地，方法1还可提供使所述机板再结晶的步骤F。为了实现这一点，将机板加热到至少等于非结晶金属的结晶温度的温度。然后进行冷却以便原子有时间被构造。此步骤可在获取步骤D之后（图1中的双线），或者在插入补充构件的步骤E之后（图1中的单线）进行。这种再结晶可有利地用于改变材料的某些物理、机械或化学性能，例如韧性、硬度或摩擦系数。

方法1的一种变型包括在上述实施例的步骤B₁或B₂期间进行装饰。为了实现这一点，直接在所述铸模或压模的阴造型凹腔中制作机板装饰，例如日内瓦波纹（

de Genève）雕刻、圆纹处理（circular graining）、缎面磨光或机械雕花。因此，除了上述优点之外，此变型还意味着当前用于这些装饰的系列制造的大量工具不再是必需的。很清楚，方法1因此能够更迅速并且还成本更低地制造带装饰的机板。

此外，可以在第二实施例的步骤B₂期间直接制成螺纹。则此操作将在铸造期间通过设在铸模中的插入件来执行。

清楚的是，在不背离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对上文阐述的本发明的各种实施例进行对于本领域技术人员明显的各种修改和/或改进和/或组合。

清楚的是，机板可以是方形的或矩形的，并且红宝石轴承不是唯一的可被插入的补充构件。

Claims

1.一种制造钟表的机板的方法，其特征在于包括以下步骤：

a)取用（A₁，A₂）形成所述机板的包含至少一种金属元素的材料；

b)形成（B₁，B₂）所述机板；

c)整体进行冷却（C）以便获得处于至少部分非结晶状态的所述钟表的机板；以及

d)获取（D）所述机板；

e)通过热镶嵌在所述机板中插入（E）至少一个补充构件。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述步骤b）包括以下步骤：

·制作至少部分非结晶的预成型件；

·在材料的玻璃化转变温度和结晶温度之间加热压模；

·将预成型件置于所述压模之间；以及

·使用压模在预成型件上施加预定时间的压力，以便将压模的形状复制在预成型件的每一个面上，

以及，所述步骤c）包括冷却所述机板以便维持所述机板的至少部分非结晶状态。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述压模包含插入件。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，每个插入件用于在机板中形成一个形状物。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述形状物是轴承。

6.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述形状物是装饰物。

7.根据权利要求3的方法，其特征在于，每个插入件形成用于结合在机板中的构件。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述构件是轴承。

9.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述构件是装饰物。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤b）包括通过将所述材料灌注到铸模中来制造所述机板，以及，步骤c）包括整体进行冷却（C）以便为所述机板提供非结晶结构。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，在步骤b）中执行的铸造模制是注射模制。

12.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述铸模包括插入件。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，每个插入件用于在机板中形成一个形状物。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述形状物是螺纹。

15.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述形状物是轴承。

16.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述形状物是装饰物。

17.根据权利要求12的方法，其特征在于，每个插入件形成用于结合在所述机板中的构件。

18.根据权利要求17的方法，其特征在于，所述构件是轴承。

19.根据权利要求17的方法，其特征在于，所述构件是装饰物。

20.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述构件的插入（E）包括以下步骤：

·将要接纳所述构件的机板的表面加热到所述表面的玻璃化转变温度和结晶温度之间的温度；以及

·在所述构件上施加压力以便将所述构件插入所述机板。

21.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述构件的插入（E）包括以下步骤：

·将要被接纳在所述机板的表面上的构件加热到高于玻璃化转变温度的温度；以及

·在所述构件上施加压力以便将所述构件插入所述机板。

22.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述至少一个补充构件包括红宝石轴承。

23.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法（1）还包括使所述机板结晶（F）的步骤。

24.根据权利要求1的方法，其特征在于，所使用的材料是完全非结晶的。

25.一种制造钟表的桥夹板的方法，其特征在于包括以下步骤：

a）取用（A₁，A₂）形成所述桥夹板的包括至少一种金属元素的材料；

b）形成（B₁，B₂）所述桥夹板；

c）整体进行冷却（C）以便获得处于至少部分非结晶状态的所述钟表的桥夹板；以及

d）获取（D）所述桥夹板;

e）通过热镶嵌在所述桥夹板中插入（E）至少一个补充构件。

26.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述步骤b）包括以下步骤：

·制作至少部分非结晶的预成型件；

·在材料的玻璃化转变温度和结晶温度之间加热压模；

·将预成型件置于所述压模之间；以及

以及，所述步骤c）包括冷却所述桥夹板以便维持所述桥夹板的至少部分非结晶状态。

27.根据权利要求26的方法，其特征在于，所述压模包含插入件。

28.根据权利要求27的方法，其特征在于，每个插入件用于在桥夹板中形成一个形状物。

29.根据权利要求28的方法，其特征在于，所述形状物是轴承。

30.根据权利要求28的方法，其特征在于，所述形状物是装饰物。

31.根据权利要求27的方法，其特征在于，每个插入件形成用于结合在桥夹板中的构件。

32.根据权利要求31的方法，其特征在于，所述构件是轴承。

33.根据权利要求31的方法，其特征在于，所述构件是装饰物。

34.根据权利要求25的方法，其特征在于，步骤b）包括通过将所述材料灌注到铸模中来制造所述桥夹板，以及，步骤c）包括整体进行冷却（C）以便为所述桥夹板提供非结晶结构。

35.根据权利要求34的方法，其特征在于，在步骤b）中执行的铸造模制是注射模制。

36.根据权利要求34的方法，其特征在于，所述铸模包括插入件。

37.根据权利要求36的方法，其特征在于，每个插入件用于在桥夹板中形成一个形状物。

38.根据权利要求37的方法，其特征在于，所述形状物是螺纹。

39.根据权利要求37的方法，其特征在于，所述形状物是轴承。

40.根据权利要求37的方法，其特征在于，所述形状物是装饰物。

41.根据权利要求36的方法，其特征在于，每个插入件形成用于结合在所述桥夹板中的构件。

42.根据权利要求41的方法，其特征在于，所述构件是轴承。

43.根据权利要求41的方法，其特征在于，所述构件是装饰物。

44.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述构件的插入（E）包括以下步骤：

·将要接纳所述构件的桥夹板的表面加热到所述表面的玻璃化转变温度和结晶温度之间的温度；以及

·在所述构件上施加压力以便将所述构件插入所述桥夹板。

45.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述构件的插入（E）包括以下步骤：

·将要被接纳在所述桥夹板的表面上的构件加热到高于玻璃化转变温度的温度；以及

·在所述构件上施加压力以便将所述构件插入所述桥夹板。

46.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述至少一个补充构件包括红宝石轴承。

47.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述方法（1）还包括使所述桥夹板结晶（F）的步骤。

48.根据权利要求25的方法，其特征在于，所使用的材料是完全非结晶的。