CN103270457B - 不具有塑性域的部件的组装 - Google Patents
不具有塑性域的部件的组装 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103270457B CN103270457B CN201180061993.8A CN201180061993A CN103270457B CN 103270457 B CN103270457 B CN 103270457B CN 201180061993 A CN201180061993 A CN 201180061993A CN 103270457 B CN103270457 B CN 103270457B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- opening
- intermediary element
- component
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 54
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000708 deep reactive-ion etching Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
- G04B13/021—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots elastic fitting with a spindle, axis or shaft
- G04B13/022—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots elastic fitting with a spindle, axis or shaft with parts made of hard material, e.g. silicon, diamond, sapphire, quartz and the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
- G04B13/021—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots elastic fitting with a spindle, axis or shaft
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
- G04B13/025—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots with elastic means between the toothing and the hub of a toothed wheel
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B15/00—Escapements
- G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
- G04B17/325—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring in a fixed position, e.g. using a block
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
- G04B17/34—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring onto the balance
- G04B17/345—Details of the spiral roll
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D1/00—Gripping, holding, or supporting devices
- G04D1/0007—Gripping, holding, or supporting devices for assembly entirely by hand
- G04D1/0042—Gripping, holding, or supporting devices for assembly entirely by hand tools for setting, riveting or pressing, e.g. nippers for this purpose
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
- G04D3/04—Devices for placing bearing jewels, bearing sleeves, or the like in position
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
- Y10T428/24298—Noncircular aperture [e.g., slit, diamond, rectangular, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
- Y10T428/24298—Noncircular aperture [e.g., slit, diamond, rectangular, etc.]
- Y10T428/24306—Diamond or hexagonal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
- Y10T428/24322—Composite web or sheet
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Dowels (AREA)
- Adornments (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
Abstract
本发明涉及一种组件(2,12,22,62),其中借助于由第三材料制成的中间元件(4,14,24,64)将由第一材料制成的构件(7,17,27,67)组装在由不具有塑性域的第二材料制成的部件(1,3,61)的开口(8,18,28,68)内,所述中间元件安装在所述构件与所述部件之间。根据本发明,所述中间元件具有用于接纳所述构件的孔。此外,所述部件(1,3,61)具有围绕其中的开口(8,18,28,68)分布的形成弹性变形装置的穿孔(6,16,26,26',26'',26''',46,46',66)。最后,弹性地和塑性地变形的所述中间元件(4,14,24,64)径向夹紧(B,C)所述构件并迫压所述部件(1,3,61)的弹性变形装置,从而以对所述部件没有破坏性的方式将所述组件(2,12,22,62)接合在一起。本发明尤其涉及钟表领域。
Description
技术领域
本发明涉及将由不具有塑性域(plastic domain)的材料制成的部件组装到由不同类型材料构成的构件。
背景技术
包括硅基部件的现有组件通常是通过粘合进行固定。这种类型的操作要求非常精密的应用,这使其成本高昂。
第1850193号EP专利公开了利用中间金属部件组装在金属心轴上的第一硅基部件。然而,该文献中给出的形状变型并不令人满意,并且要么会在其组装期间造成硅部件的断裂,要么不能将各部件足够好地彼此结合。
发明内容
本发明的一个目标是通过提供一种无粘合剂的组件来克服全部或部分的上述缺点,这种组件能够将由不具有塑性域的材料制成的部件固定至由延性材料例如金属或金属合金构成的构件。
因此,本发明涉及一种组件,所述组件利用由第三材料制成的中间元件将由第一材料制成的构件组装在由不具有塑性域的第二材料制成的部件的开口内,所述中间元件被安装在所述构件与所述部件之间,所述组件的特征在于,所述中间元件具有用于接纳所述构件的孔;所述部件包括围绕开口分布的形成弹性变形装置的穿孔;以及,弹性地和塑性地变形的中间元件沿径向夹紧所述构件并压迫所述部件的弹性变形装置,以便以对所述部件没有破坏性的方式来固定所述组件。
这种构型有利地使得无需粘合至常用的精度受控构件就能够固定由部件-中间元件-构件组成的单元,同时确保所述部件即使由例如硅构成时也不会承受破坏性的应力。
根据本发明其它的有利特征:
-中间元件的外壁的形状与所述部件中的开口基本匹配,从而在部件的围绕所述开口的壁上施加基本均匀的径向应力;
-所述部件中的开口为圆形;
–所述部件中的开口是非对称的,以防止在所述组件的元件之间的任何相对移动;
-所述穿孔通过以梅花形排列方式分布的两个系列的菱形孔而在距开口一定距离处且围绕开口形成,从而形成呈正割V形布置的梁;
-所述穿孔包括在前两个系列与开口之间的第三系列,该第三系列由三角形孔构成并与前两个系列中的一个以梅花形排列方式布置,从而形成呈正割X形分布的梁;
-所述部件包括允许第三系列的孔与开口之间连通的槽缝;
-所述穿孔通过与第二系列的三角形孔呈梅花形排列方式分布的第一系列的长形孔而在距开口一定距离处且围绕开口形成,其中第二系列最接近开口,并且每个三角形孔都经由切口与开口连通,从而形成可根据长形孔的厚度径向移动的梁;
-所述穿孔包括第三系列的三角形孔,第三系列的每个孔都分布在第二系列的两个三角形孔之间并经由槽缝与开口连通,从而形成具有两个独立臂部的梁,所述梁可根据长形孔的厚度径向移动以及根据槽缝的厚度切向移动;
-各系列的孔从开口的边缘开始在介于100μm与500μm之间的宽度上延伸;
-所述开口具有0.5mm到2mm之间的截面。
此外,本发明涉及一种钟表,其特征在于,所述钟表包括根据前述变型中任一项所述的组件。
最后,本发明涉及一种将由第一材料制成的构件组装在由不具有塑性域的第二材料制成的部件中的方法。该方法包括以下步骤:
a)将所述部件成型为具有开口和围绕开口分布的穿孔,所述穿孔预期形成弹性变形装置;
b)将由第三材料制成的中间元件无任何应力地插入开口内;
c)将所述构件无任何应力地引入孔内;
d)通过在所述中间元件的上方和下方一起将两个工具朝向彼此轴向移动而使所述中间元件弹性地和塑性地变形,从而利用所述部件的所述弹性变形装置对所述构件以及围绕所述开口的所述部件的壁施加径向应力,以便以对所述部件没有破坏性的方式来固定组件。
该方法有利地允许在没有对所述部件施加任何轴向应力的情况下径向固定所述构件。实际上,有利地根据本发明,仅向所述部件施加径向的弹性变形。最后,该方法通过适配于各种元件制造时的偏差(dispersion)而将由部件-中间元件-构件组成的组件结合为一体。
根据本发明其它的有利特征:
-所述中间元件的外壁形状与部件内的开口基本匹配,从而在围绕开口的部件的壁上施加基本径向的应力;
-所述部件内的开口为圆形;
-所述部件内的开口是非对称的,以防止在所述组件的元件之间的任何相对移动;
-在步骤b)中,开口的截面与中间元件的外截面之差约为10μm;
-在步骤c)中,构件的截面与中间元件的内截面之差约为10μm;
-在步骤d)中,变形施加夹持力以产生在16μm到40μm之间的位移;
-在步骤b)至d)中,通过使用两个工具中的一个工具将中间元件保持在开口内;
-第二材料为硅基材料;
-第三材料由金属或金属合金基材构成;
-所述部件例如可以是钟表轮副、钟表擒纵叉、钟表游丝、谐振器或甚至MEMS。
附图说明
根据以下参照附图作为非限制性内容给出的说明,其它的特征和优点将变得显而易见,在附图中:
-图1是包括根据本发明的三个组件的钟表机芯的局部的示意图;
-图2是包括根据本发明的第四组件的钟表游丝的局部的示意图;
-图3至6是根据本发明的弹性变形装置的第一实施例的变型的视图;
-图7和8是根据本发明的弹性变形装置的第二实施例的变型的视图;
-图9至11是根据本发明的组装方法的连续步骤的示意图;
-图12是根据本发明的组装方法的图11的替代步骤的示意图。
具体实施方式
如上所述,本发明涉及一种组件以及组装该组件的方法,用于将脆性材料(即,不具有塑性域的材料,例如硅基材料)与延性材料(例如金属或金属合金)结合为一体。
该组件被设计用于钟表学领域内的应用。然而,其它领域也可以很好地适用,例如,特别是航空、珠宝、汽车工业或餐具。
在钟表学领域内,需要这种组件是由于脆性材料(例如基于硅、石英、刚玉或更普通的陶瓷的那些材料)日益增加的重要性。举例而言,可以设想完全或部分地由脆性材料基材来构成游丝、摆轮、擒纵叉、桥夹板或甚至轮副,例如擒纵轮。
但是,总是必须使用普通钢制心轴(已经掌握其加工技术)是一种约束,它与使用不具有塑性域的部件难以调和。实际上,在进行测试时,无法将钢制心轴钉入,并且这会系统地破坏脆性部件,即不具有塑性域的那些部件。例如,清楚的是,由于金属心轴进入硅部件的开口内而生成的剪切力会系统地破坏所述部件。
这就是为何本发明涉及以下组件的原因:通过使安装在所述构件和所述部件之间的由第三材料制成的中间元件的变形,所述组件将由第一材料(例如诸如钢之类的延性材料)制成的构件组装在由不具有塑性域的第二材料(例如硅基材料)制成的部件的开口内。
根据本发明,所述中间元件包括用于接纳所述构件的孔。而且,弹性地和塑性地变形的中间元件沿径向夹紧所述构件并压迫所述部件的弹性变形装置,以便以对所述部件没有破坏性的方式固定所述组件。
此外,优选地,所述中间元件的外壁的形状与所述部件的开口基本匹配,从而在围绕所述开口的部件的壁上施加基本均匀的径向应力。实际上,在进行研究时清楚地发现,中间元件在围绕开口的所述部件的壁的最大化表面积上以均匀的方式分配由于其变形导致的径向应力。
因此,如果脆性部件内的开口为圆形,则优选的是中间元件的外壁基本成形为连续的柱面,即,没有径向槽缝或轴向穿孔,以防止在围绕开口的部件的壁的脆弱部分上的任何局部应力,该局部应力可能使脆性材料断裂。
当然,脆性部件内的开口的形状可以有所不同,例如是非对称的,以防止在组件的元件之间的任何相对移动。该非对称的开口因此例如可以是基本椭圆形。
即使在中间元件的顶部或底部上不使用轴环的情况下,这种解释也是正确的。实际上,在变形期间,这种轴环将轴向变形力的一部分从所述构件传递到脆性部件的顶部(或底部)。因此,特别是由轴环的边缘在脆性部件的顶部(或底部)上施加的剪切同样产生可能使脆性部件断裂的局部应力。
因此,如果开口的截面为圆形,则具有孔的中间元件(其形状与开口匹配)可以理解为是具有连续的内壁和外壁的完整环,即,没有任何凹槽或更一般地说没有任何材料上的不连续性。因此,通过弹性和塑性变形,中间元件的匹配形状使得能够在围绕开口的所述部件的壁的最大化表面积上产生基本均匀的径向应力。
当然,这种匹配的壁形状也可以应用于中间元件的面向构件的内壁。因此清楚的是,内壁的形状可以与构件的外部形状相匹配,以便中间元件的内壁在构件的外壁的最大化表面积上产生基本均匀的径向应力。
最后,根据本发明,所述部件包括形成弹性变形装置的穿孔,所述穿孔围绕开口并与开口相距一定距离分布,预期吸收所述径向力以及一旦来自工具的应力已被解除则释放所述径向力,从而最终以对所述部件没有破坏性的方式固定所述组件。
参考示出了钟表学领域内的示例性应用的图1至8,将更好地理解根据本发明的组件。图1示出了包括擒纵叉1和擒纵轮3的钟表擒纵系统,图2示出了游丝61。
在图1的情形中,擒纵叉1例如包括根据本发明的两个组件2、12,组件2、12分别用于将镖状件(dart)7和所述构件(其在这里为枢转销17)固定到擒纵叉的杆件5。如图1所示,各组件2、12包括在镖状件7或构件17与擒纵叉1的杆件5之间配合的实心环形式的中间元件4、14。而且,各组件2、12包括围绕开口8、18在杆件5中形成的穿孔6、16,所述穿孔预期形成弹性变形装置。因此清楚的是,组件2、12具有充分的抗性以避免在其元件之间产生相对运动。
作为示例,擒纵轮3(更概括地说轮副3)包括用于将所述构件(其在这里为枢转销27)固定至轮3的本体25的组件22。如图1所示,组件22包括在构件27与轮3的本体25之间配合的实心环形式的中间元件24。而且,组件22包括穿孔26,所述穿孔26是围绕轮3中的开口28在轮毂中形成的,并且预期形成弹性变形装置。
因此显然清楚的是,示例性组件22可以应用于任何类型的轮副。此外,构件27可包括一体的齿轴以形成完整的轮副。
因此,如图2所示,可以通过使用根据本发明的组件62来将游丝61固定至一个构件,该构件在此为摆轮轴67。穿孔66形成在游丝61的内桩63中,并且中间元件64以与前文所述类似的方式安装在内桩63中的开口68内。
穿孔的示例在图3至8中示出。根据图3至6所示的第一实施例,穿孔通过以梅花形排列方式分布的两个系列的菱形孔在距开口一定距离处围绕开口形成,从而形成呈正割V形排列的梁。
图3是图1和2的穿孔6、16、26、66的图解。为了更加简化起见,在图3中仅再次使用轮3作为参考。图3示出穿孔26,所述穿孔26优选穿过由脆性材料制成的本体25的整个厚度。穿孔26在距开口28一定距离处围绕开口28分布,所述开口28也优选形成为穿过由脆性材料制成的本体25的整个厚度。
如图3所示,穿孔26形成第一系列的孔31(其距离开口28最远)以及第二系列的孔33,这些孔31和33为菱形并呈梅花形排列。图3示出穿孔31、33因此形成彼此正割的V形梁32。
在图4所示的第一实施例的第一变型中,穿孔26'同样包括第一和第二系列的孔31、33,并且增加了第三系列,由三角形孔35构成的第三系列位于前两个系列与开口28之间,即,它最接近开口28。如图4所示,第三系列的孔35与前两个系列中的一个33以梅花形排列方式分布,从而形成X形的正割梁34。
在图5所示的第一实施例的第二变型中,穿孔26''同样包括图4的穿孔26',并且增加了槽缝36,第三系列的孔35经由槽缝36与开口28连通。
有利地,根据本发明,各系列的孔31、33和35以及槽缝36用来形成弹性变形装置,所述弹性变形装置能够吸收径向应力,即,从开口28的中心朝围绕所述圆形开口的本体25的壁所施加的力。
当然,根据最大期望间隙和用于使梁32、34变形的期望应力,所述两个或三个系列可以彼此更接近或更远离和/或具有不同形状和/或不同尺寸。
作为示例,图5的一种替代方案在图6中示出。可以看到穿孔26'''与图5的穿孔26''相似。然而,三个系列的孔彼此进一步间隔开。此外,可以看到孔和槽缝两者的形状和尺寸不同。因此清楚的是,图6的替代方案改变了脆性材料中的弹性变形装置的刚度。
优选地,穿孔26、26'、26''、26'''从围绕开口28的本体25的壁开始在介于100μm和500μm之间的宽度上延伸。此外,槽缝36介于15μm和40μm之间。最后,开口28的截面优选介于0.5mm和2mm之间。
根据图7和8所示的第二实施例,穿孔通过与第二系列的三角形孔呈梅花形排列方式分布的第一系列的长形孔在距开口一定距离处围绕开口形成,该第二系列最接近圆形开口,每个三角形孔都经由切口与所述开口连通,从而形成可根据长形孔的厚度沿径向移动的梁。
因此,图7示出穿孔46,其优选穿过由脆性材料制成的本体25的整个厚度。穿孔46在距开口28一定距离处围绕开口28分布,所述开口28也优选形成为穿过由脆性材料制成的本体25的整个厚度。
如图7所示,穿孔46形成第一系列的长形孔51和第二系列的三角形孔53。根据第二实施例,两个系列的孔51、53以梅花形排列方式布置。
此外,各三角形孔53经由切口57与开口28连通。图7示出穿孔46因此形成基本上梯形的梁52,所述梁52通过切口57彼此分离。还要指出的是,各个梁52在长形孔51上对中,这使得各个梁52可以根据长形孔51的厚度沿径向移动。
在图8所示的第二实施例的一个变型中,穿孔46'同样包括图7的穿孔46,并且增加了第三系列的三角形孔55。此外,第三系列的各个孔55布置在第二系列的两个三角形孔53之间,并经由槽缝56与开口28连通。穿孔46'因此形成具有两个独立的对称的且基本为L形的臂部的梁54,梁54可根据长形孔51的厚度沿径向移动,以及根据槽缝56和切口57的厚度沿切向移动。
当然,与第一实施例中一样,根据最大期望间隙和用于使梁52、54变形的期望应力,所述两个或三个系列可以彼此更接近或更远离和/或具有不同形状和/或不同尺寸。
优选地,穿孔46、46'从围绕开口28的本体25的壁开始在介于100μm和500μm之间的宽度上延伸。此外,槽缝56和切口57介于15μm和40μm之间。最后,开口28的截面优选介于0.5mm和2mm之间。
现将参考示意图9至11介绍组装方法。为了更加简化起见,在图9至11中仅再次使用轮3作为参考。根据本发明,第一步骤包括由不具有塑性域的材料形成部件3,按照例如前文介绍的实施例,部件3具有开口28和穿孔26,所述穿孔26围绕开口28分布并且预期形成弹性变形装置。如图9所示,开口28具有截面e4,并且穿孔26包括具有截面e5的孔。
此步骤可以通过干法或湿法蚀刻例如DRIE(深度活性离子蚀刻)完成。
进而,在第二步骤中,该方法包括用第二材料形成具有主截面e6的构件,此构件在图9至11的示例中为枢转销27。如前文所述,第二步骤可以根据常用的心轴制造工艺来执行。构件27优选是金属的并且例如可以由钢形成。
在第三步骤中,该方法包括用第三材料形成具有孔23的中间元件24,,孔23具有内截面e2和外截面e3,并且其壁基本上与开口28的形状匹配。因此第三步骤可以通过常规的机加工或电成型工艺实现。中间元件24因此可以具有100μm到300μm之间的厚度,以及同样介于100μm和300μm之间的宽度I,该宽度I即外截面e3减去内截面e2再除以2(I=(e3-e2)/2)。
优选地,第三材料比构件27的第二材料具有更大的延展性,以便后者在变形步骤期间变形较小或者根本不变形。中间元件24优选为金属,因此可以包括镍和/或金。然而,任何其它的延性材料均可有利地添加到第三材料或者替代第三材料。
当然,前三个步骤不必须遵守任何特定的顺序并且甚至可以同时执行。
在第四步骤中,将中间元件24无任何接触地插入开口28内。如图9所示,这意味着开口28的截面e4大于或等于中间元件24的外截面e3。
优选地,开口28的截面e4与中间元件24的外截面e3之间的差约为10μm,即,约为5μm的间隙,其将部件3的本体25相对于中间元件24分隔开。
此外,优选地根据本发明,使用用于变形步骤的工具20、21中的一个工具21将中间元件24保持在开口28内。最后,优选地,工具21包括用于接纳构件27的凹部29。
在第五步骤中,将构件27无任何接触地引入中间元件24的孔23内。如图10所示,这意味着孔23的截面e2大于或等于构件27的外截面e6。
优选地,孔23的截面e2与构件27的外径e6之间的差约为10μm,即,约为5μm的间隙,其将构件27与中间元件分隔开。
此外,根据本发明,通过利用工具21的所述凹部29将构件27保持在孔23内,凹部29具有与构件27的截面e6基本相同的截面。
最后,该方法包括第六步骤,该第六步骤包括:通过将工具20、21沿轴向A朝向彼此移动来使中间元件24弹性地和/或塑性地变形,从而通过压迫部件3的弹性变形装置(即,穿孔26)来对构件27和围绕开口28的所述部件的壁分别施加均匀的径向应力C、B。
因此,如图11所示,通过工具20和21沿轴向A分别在中间元件24的顶部和底部上施压,可导致中间元件24的弹性和塑性变形,该中间元件24仅沿方向B和C(即,朝向本体25和朝向构件27)径向变形。
优选地根据本发明,变形参数设定为使得夹持力或夹紧力一方面在未变形的中间元件24和围绕开口28的本体25的壁之间的间隙处较大,另一方面在未变形的中间元件24和构件27之间的间隙处较大。优选地,夹持力产生的位移介于16μm和40μm之间。
因此,要求中间元件24的弹性和塑性变形不仅导致围绕开口28的本体25的弹性变形,而且导致构件27的弹性和/或塑性变形,从而如图11所示,将构件27、中间元件24和轮3的本体25彼此固定。这种弹性变形会使包括构件27-中间元件24-本体25的组件自动对中。在这方面,图11示出穿孔26具有标为e7的截面,而不再具有截面e5。
有利地根据本发明,可以从轮3的本体25的任一侧固定构件27。此外,在所述过程中没有轴向力(根据定义这种力很可能是破坏性的)施加至轮3的本体25。仅有径向弹性变形施加至本体25。还要指出的是,中间元件24(其外壁具有与开口28基本相同的形状)的使用使得在中间元件24的径向变形B期间,能够在围绕开口28的本体25的最大化表面积上施加均匀的应力,以便防止破坏轮3的脆性材料以及适配于各种元件的制造中的任何偏差。
当然,本发明并不限于图示的示例,本领域技术人员可以想到各种变型和修改。特别地,由脆性材料制成的部件的穿孔可包括比前文给出的实施例更多或更少系列的孔。而且,本文给出的实施例可以根据目标应用而彼此结合。
作为示例,图12示出了上述方法的一种替代实施例。因此,图12示出了一种可选方案,其中构件27'与构件27的明显不同之处在于它具有轴环29'。因此,工具21'的底部不再需要具有凹部29,而仅是具有通孔,该通孔的截面至少等于或大于构件27'的截面。因此清楚的是,中间元件24以及可能地本体25此时可以由凸缘29'承载,而不再由其中一个工具承载。此外,中间元件24在其底部上的变形不再直接通过工具21'实现,而是经由轴环29'实现,同时并不丧失所述方法的优点。
图1和2示出了用于擒纵系统的应用,例如擒纵叉1和擒纵轮3,或者用于钟表机芯的游丝61的应用。当然,本发明的组件2、12、22、62可应用于其它元件。可以设想形成使用如上所述的组件2、12、22、62的摆轮、桥夹板,或者更概括地说,活动部件,但这并非穷尽的列举。
也可在变形步骤期间修改中间元件24,从而有利于通过中间元件的变形导致的应力的径向取向B、C。作为示例,因此可以设想形成与孔23共轴的圆锥形凹部,从而有利于径向取向B、C,而且还使所导致的应力是渐进的。
还可以使用组件2、12、22、62代替WO专利No.2009/115463(其通过引用并入于此)中的弹性装置48或柱件63、66,以将一体式游丝摆轮谐振器固定到枢转销。
当然,也可以使用两个不同的组件2、12、22、62将如上文所述的两个部件固定至同一心轴,从而使它们各自的运动成一体。
最后,根据本发明的组件2、12、22、62也可以将其本体由不具有塑性域的材料(硅、石英等)形成的任意类型的钟表构件或其它构件与心轴结合,例如音叉谐振器,或者更概括地说,MEMS(微电子机械系统)。
Claims (15)
1.一种利用中间元件(4,14,24,64)将由第一材料制成的构件(7,17,27,67)组装在由不具有塑性域的第二材料制成的部件(1,3,61)内以便形成组件(2,12,22,62)的方法,包括以下步骤:
a)将所述部件(1,3,61)成型为具有开口(8,18,28,68)和围绕所述开口(8,18,28,68)分布的穿孔(6,16,26,26',26″,26″',46,46',66),所述穿孔预期形成弹性变形装置;
b)将由第三材料制成并且包括孔(23)的中间元件(4,14,24,64)无任何应力地插入所述开口(8,18,28,68)内;
c)将所述构件无任何应力地引入所述孔(23)内;
d)通过在所述中间元件(4,14,24,64)的上方和下方使两个工具(20,21,21')朝彼此轴向移动来使所述中间元件(4,14,24,64)弹性地和塑性地变形,从而通过迫压所述部件(1,3,61)的所述弹性变形装置而对所述构件(7,17,27,67)以及对围绕所述开口(8,18,28,68)的所述部件(1,3,61)的壁施加径向应力(B,C),以便以对所述部件没有破坏性的方式来固定所述组件(2,12,22,62)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述中间元件(4,14,24,64)的外壁的形状与所述部件(1,3,61)的所述开口(8,18,28,68)基本上匹配,从而在围绕所述开口(8,18,28,68)的所述部件(1,3,61)的壁上施加基本均匀的径向应力(B)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件(1,3,61)的所述开口(8,18,28,68)为圆形。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件(1,3,61)的所述开口(8,18,28,68)是非对称的,以防止所述组件的元件之间的任何相对运动。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,所述开口(8,18,28,68)的截面(e4)与所述中间元件(4,14,24,64)的外截面(e3)之间的差约为10μm。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤c)中,所述构件(7,17,27,67)的截面(e6)与所述中间元件(4,14,24,64)的内截面(e2)之间的差约为10μm。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤d)中,变形施加介于16μm与40μm之间的夹持力。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤b)至d)中,经由所述两个工具(20,21,21')中的一个将所述中间元件(4,14,24,64)保持在所述开口(8,18,28,68)内。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二材料是硅基材料。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三材料由金属或金属合金基材形成。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件是钟表轮副(3)。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件是钟表擒纵叉(1)。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件是钟表游丝(61)。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件是谐振器。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述部件是MEMS。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP10196591.1 | 2010-12-22 | ||
EP10196591A EP2469356A1 (fr) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Assemblage d'une pièce ne comportant pas de domaine plastique |
PCT/EP2011/070689 WO2012084383A2 (fr) | 2010-12-22 | 2011-11-22 | Assemblage d'une pièce ne comportant pas de domaine plastique |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103270457A CN103270457A (zh) | 2013-08-28 |
CN103270457B true CN103270457B (zh) | 2015-09-02 |
Family
ID=44170216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180061993.8A Active CN103270457B (zh) | 2010-12-22 | 2011-11-22 | 不具有塑性域的部件的组装 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9457536B2 (zh) |
EP (2) | EP2469356A1 (zh) |
JP (1) | JP5671154B2 (zh) |
CN (1) | CN103270457B (zh) |
CH (1) | CH704256A2 (zh) |
HK (1) | HK1188836A1 (zh) |
TW (1) | TWI531878B (zh) |
WO (1) | WO2012084383A2 (zh) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102834198B (zh) * | 2010-03-26 | 2016-01-20 | 京滨精密工业株式会社 | 金属部件连接结构以及装置 |
EP2442189A1 (fr) * | 2010-10-15 | 2012-04-18 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Assemblage d'une pièce ne comportant pas de domaine plastique |
EP2469351A1 (fr) * | 2010-12-22 | 2012-06-27 | Nivarox-FAR S.A. | Assemblage d'une pièce ne comportant pas de domaine plastique |
EP2930571A1 (fr) * | 2014-04-07 | 2015-10-14 | Nivarox-FAR S.A. | Assortiment horloger utilisant un alliage métallique amorphe |
EP2952971B1 (fr) * | 2014-06-05 | 2016-10-12 | Nivarox-FAR S.A. | Ancre pour mécanisme d'échappement d'un mouvement de montre |
EP3106931A1 (fr) * | 2015-06-16 | 2016-12-21 | Nivarox-FAR S.A. | Pièce à surface de soudage découplée |
EP3106929A1 (fr) * | 2015-06-16 | 2016-12-21 | Nivarox-FAR S.A. | Pièce à surface de soudage améliorée |
EP3109200B1 (fr) * | 2015-06-25 | 2023-06-28 | Nivarox-FAR S.A. | Piece de micromecanique avec une surface de contact diminuee et son procede de fabrication |
JP6772790B2 (ja) * | 2016-11-29 | 2020-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | 時計部品の製造方法、及び時計の製造方法 |
JP6891622B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2021-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 機械部品及び時計 |
EP3401740B1 (fr) * | 2017-05-12 | 2021-03-31 | Patek Philippe SA Genève | Composant horloger pour chassage sans bavure |
JP2018194381A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | セイコーエプソン株式会社 | 機械部品、時計、機械部品の製造方法 |
JP6891646B2 (ja) * | 2017-06-07 | 2021-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 機械式部品、時計 |
CN109752943B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-03-23 | 厦门理工学院 | 一种钟表正负极自动组装机 |
EP3742236A1 (fr) | 2019-05-23 | 2020-11-25 | Rolex Sa | Dispositif horloger comprenant un premier composant fixé sur un deuxième composant par déformation plastique |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1850193A1 (fr) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | Patek Philippe Sa | Procédé de chassage d' une pièce dans une autre |
EP2075652A1 (fr) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Chopard Technologies SA | Organe d'entraînement et de transmission pour un échappement, plateau et échappement en étant équipés, et pièce d'horlogerie les comportant. |
CH700260A2 (fr) * | 2009-01-16 | 2010-07-30 | Cartier Creation Studio Sa | Balancier spiral sans élément de réglage. |
CN102537026A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-07-04 | Eta瑞士钟表制造股份有限公司 | 包括无塑性区的部件的组件 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1826634A1 (fr) * | 2006-02-28 | 2007-08-29 | Nivarox-FAR S.A. | Pièce de micro-mécanique avec ouverture de forme pour assemblage sur un axe |
EP2104008A1 (fr) | 2008-03-20 | 2009-09-23 | Nivarox-FAR S.A. | Organe régulateur monobloc et son procédé de fabrication |
-
2010
- 2010-12-22 CH CH02148/10A patent/CH704256A2/fr not_active Application Discontinuation
- 2010-12-22 EP EP10196591A patent/EP2469356A1/fr not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-11-22 EP EP11785682.3A patent/EP2656151B1/fr active Active
- 2011-11-22 US US13/995,328 patent/US9457536B2/en active Active
- 2011-11-22 CN CN201180061993.8A patent/CN103270457B/zh active Active
- 2011-11-22 WO PCT/EP2011/070689 patent/WO2012084383A2/fr active Application Filing
- 2011-11-22 JP JP2013545142A patent/JP5671154B2/ja active Active
- 2011-11-30 TW TW100143939A patent/TWI531878B/zh active
-
2014
- 2014-02-25 HK HK14101801.1A patent/HK1188836A1/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1850193A1 (fr) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | Patek Philippe Sa | Procédé de chassage d' une pièce dans une autre |
EP2075652A1 (fr) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Chopard Technologies SA | Organe d'entraînement et de transmission pour un échappement, plateau et échappement en étant équipés, et pièce d'horlogerie les comportant. |
CH700260A2 (fr) * | 2009-01-16 | 2010-07-30 | Cartier Creation Studio Sa | Balancier spiral sans élément de réglage. |
CN102537026A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-07-04 | Eta瑞士钟表制造股份有限公司 | 包括无塑性区的部件的组件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014501922A (ja) | 2014-01-23 |
JP5671154B2 (ja) | 2015-02-18 |
CH704256A2 (fr) | 2012-06-29 |
US20130309446A1 (en) | 2013-11-21 |
CN103270457A (zh) | 2013-08-28 |
EP2469356A1 (fr) | 2012-06-27 |
TWI531878B (zh) | 2016-05-01 |
WO2012084383A2 (fr) | 2012-06-28 |
EP2656151A2 (fr) | 2013-10-30 |
HK1188836A1 (zh) | 2014-05-16 |
TW201241583A (en) | 2012-10-16 |
US9457536B2 (en) | 2016-10-04 |
EP2656151B1 (fr) | 2015-01-07 |
WO2012084383A3 (fr) | 2012-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103270457B (zh) | 不具有塑性域的部件的组装 | |
CN103299245B (zh) | 不具有塑性域的部件的组装 | |
CN102537026B (zh) | 包括无塑性区的部件的组件 | |
CN102540848B (zh) | 不具有塑性域的部件的组装 | |
CN102566395B (zh) | 不具有塑性域的部件的组装方法 | |
US8523426B2 (en) | One-piece regulating member and method of manufacturing the same | |
CN103869677B (zh) | 利用弹性臂的变形的装配装置 | |
US20110103196A1 (en) | Composite balance and method of manufacturing the same | |
CN103926823A (zh) | 游丝内桩的消除应力的弹性结构 | |
CN103869676B (zh) | 用于装配和锁定接头的装置 | |
CN114341748B (zh) | 用于生产弹性保持构件-钟表部件组件与支承元件的组件的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1188836 Country of ref document: HK |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1188836 Country of ref document: HK |