CN103809421B - 钟表的防脱扣机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防脱扣机构(1)，用于限制钟表摆轮(2)的行程，所述摆轮包括从摆轴(3)突出的销钉(4)，所述防脱扣机构包括柔性多稳态或双稳态元件(5)，其承载防脱扣止动元件(6)，并且经由柔性和弹性连接件固定到钟表机芯(10)的刚性结构元件(7)上。所述防脱扣止动元件(6)的一端(63；64)设置为根据摆轮(2)的角位置与所述销钉(4)的轨迹干涉，并且在摆轮(2)超过其正常角行程的情况下执行止动元件的功能。每个防脱扣止动元件(6)包括两个臂(61，62)，所述两个臂的相应端部(63，64)均与销钉(4)的轨迹干涉。
Description
技术领域
本发明涉及一种钟表限制器(1imiter)或者传动机构，用于限制或者传动钟表机芯的运动部件的角行程，所述运动部件包括至少一个突出的销钉或齿，所述钟表限制器或者传动机构包括限制或者传动装置，其经由至少一个柔性多稳态或双稳态元件固定到所述机芯的另一个部件上或者固定到所述机芯的刚性结构元件上，所述机构形成防脱扣(anti-trip)机构，用于限制钟表机芯的钟表摆轮的角行程；所述摆轮包括摆轴以及从所述摆轴伸出的销钉，所述防脱扣机构包括至少一个柔性多稳态或双稳态元件，所述柔性多稳态或双稳态元件承载至少一个防脱扣止动元件，并且经由柔性和弹性连接件固定到所述钟表机芯的刚性结构元件上，其中，所述防脱扣止动元件的一个端部根据所述摆轮的角位置设置为与所述销钉的轨迹相干涉，并且在所述摆轮超过其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能。
本发明还涉及一种钟表机芯，其包括至少一个具有摆轮的调速机构，并且包括至少一个这种类型的防脱扣机构。
本发明还涉及一种钟表或者手表，其包括至少一个这种类型的机芯，或者至少一个这种类型的防脱扣机构。
本发明涉及钟表擒纵机构的技术领域。
背景技术
对于机械表设计者来说，改进差率(rate)和寻求改进效率是一直追求的目标，另外还要寻求获得最大可能的能量存储，以及在极端困难的使用条件下的规律性、精确度以及安全性。调速组件以及擒纵机构是该问题的核心。
特别地，在机械表中，擒纵机构需要满足若干安全标准。安全装置之一的防脱扣机构，其设计为防止摆轮运转的角度范围超过正常的旋转角度。
Montres Breguet SA名义下的EP专利No.1801668B1提出一种机构，其结构特征在于它包括安装在摆轴上的齿轴。该齿轴与带齿的轮啮合，如果驱动摆轮超过其正常的旋转角度，则所述带齿的轮的至少一个半径抵靠一固定的止动件。然而，此机构会影响摆轮的惯性，并且会干扰其振荡。另外，形成该机构的齿轮内存在摩擦，也会影响调速机构。
Montres Breguet SA名义下的EP专利申请No.1666990A2公开了另外一种基于游丝的膨胀的防脱扣机构：锁定臂，其固定到游丝的外圈，并且插入到与摆轮成一体的指状件和与摆轮条夹板成一体的两个柱之间。只有当游丝过度膨胀到超过其正常工作角度的角度以外时，才会发生锁定。此机构仅仅限制在一个旋转方向上的旋转角度。
简而言之，每一种已知的安全装置都具有以下重复发生的缺陷中的至少一个：由于改变调速部件的惯性而对振荡造成破坏，在摩擦作用下对效率造成不利影响，或者仅仅限制在一个旋转方向上的旋转角度。
Nivarox名义下的EP专利申请No.2450756A1公开了一种用于擒纵机构的防脱扣装置，该装置具有枢转运动部件，该枢转运动部件承载沿着与摆轮成一体的凸轮路径移动的指状件。该枢转运动部件可包括具有双稳态杠杆的臂，特别是弹性双稳态杠杆。
Enzler-Von-Gunten名义下的EP专利申请No.2037335A2公开了一种擒纵叉杆，其具有带擒纵叉瓦的两个臂，以及一个擒纵叉头，该组件形成为具有两个柔性固定臂的一体式部件，所述两个柔性固定臂限定了擒纵叉杆的虚拟枢转轴线，并且当它们弯曲时允许擒纵叉杆枢转，这两个条带的中间轴线在该虚拟轴线上相交。
ROLEX名义下的国际申请No.WO2011／120180A1描述了一种用于擒纵轮的阻断装置。该装置包括具有两个擒纵叉的阻断器，所述两个擒纵叉经由两个弹性叶片与一个结构结合，以便限定虚拟枢轴。第三个弹性叶片沿侧向作用在该阻断器上。
FRAGNIERE名义下的瑞士专利申请No.CH703333A2公开了一种擒纵叉，其具有双稳态复位弹簧，该复位弹簧在叉头和枢转轴线之间固定在擒纵叉的杆上。
ROCHAT名义下的EP专利申请No.1710636A1描述了一种类似于制动擒纵机构的机构，其具有包括双稳态弹簧的牵拉系统。
NIVAROX名义下的EP专利申请No.2450757A1描述了一种防脱扣装置，用于具有双稳态部件的擒纵机构，其包括抗震的限幅装置。
NIVAROX名义下的国际申请No.WO2013／144236描述了一种具有由双稳态柔性叶片承载的可动框架的柔性擒纵机构。
发明内容
本发明的一个目的在于提高手表的效率并且克服前述问题，同时仅仅非常轻微地干扰摆轮的振荡，其具有可忽略不计的效率损失或者零效率损失，同时限制摆轮在两个旋转方向上的角行程。
根据本发明的防脱扣机构是基于存储摆轮位置的原理，与瑞士杠杆(Swisslever)的原理类似：以在瑞士杠杆的情况下限位钉或制动钉经由叉头和角部的进入和退出相同的方式，一个元件在摆轮通过时改变位置并且定位防脱扣止动元件。
因此，本发明涉及一种钟表限制器或者传动机构，用于限制或者传动钟表机芯的运动部件的角行程，所述运动部件包括至少一个销钉或突出的齿，其特征在于，所述时钟限制器或者传动机构包括限幅或者传动装置，所述装置经由至少一个柔性多稳态或双稳态元件固定到所述机芯的另一部件上或者固定到所述机芯的刚性结构元件上。
在一个特定应用中，该机构为防脱扣机构，用于限制钟表机芯的钟表摆轮的角行程，所述摆轮包括摆轴以及从所述摆轴伸出的销钉。根据本发明的防脱扣机构是基于存储摆轮位置的原理，与瑞士杠杆的原理类似：元件在摆轮通过时改变位置并且定位防脱扣止动元件，正如在瑞士杠杆的情况下，限位钉或制动钉经由叉头和角部进入和退出。根据本发明，该防脱扣机构包括至少一个柔性多稳态或双稳态元件，该柔性多稳态或双稳态元件承载至少一个防脱扣止动元件，并且经由柔性和弹性连接件固定到所述钟表机芯的刚性结构元件上。
因此，本发明涉及一种钟表限制器或者传动机构，用于限制或者传动钟表机芯的运动部件的角行程，所述运动部件包括至少一个突出的销钉或齿，所述钟表限制器或者传动机构包括限幅或者传动装置，该装置经由至少一个柔性多稳态或双稳态元件固定到所述机芯的另一部件上或者固定到所述机芯的刚性结构元件上，所述机构形成防脱扣机构，用于限制钟表机芯的钟表摆轮的角行程；所述摆轮包括摆轴以及从所述摆轴伸出的销钉，所述防脱扣机构包括至少一个柔性多稳态或者双稳态元件，该柔性多稳态或者双稳态元件承载至少一个防脱扣止动元件，并且经由柔性和弹性连接件固定到所述钟表机芯的刚性结构元件上，其中，所述防脱扣止动元件的一端设置为根据所述摆轮的角位置与所述销钉的轨迹干涉，并且在所述摆轮超过其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能，其特征在于，所述防脱扣止动元件具有两个臂，每个臂的相应端部能够分别与所述销钉的轨迹干涉。
本发明还涉及一种钟表机芯，该钟表机芯包括至少一个具有摆轮的调速机构，并且包括至少一个这种类型的防脱扣机构，其特征在于，所述机芯包括一结构，所述防脱扣机构的所述柔性多稳态或双稳态元件固定在该结构上，或者该结构由所述柔性多稳态或双稳态元件形成。
本发明还涉及一种钟表或手表，其包括至少一个这种类型的机芯，或者至少一个这种类型的防脱扣机构。
附图说明
通过参考附图阅读如下详细说明，本发明的其他特征和优点将会很明显，其中：
-图1示出根据本发明的钟表限制器或传动机构的示意性正视图，所述钟表限制器或传动机构制成根据本发明的防脱扣机构的形式，其固定在机芯的结构上，并且经由其中包含的若干臂(在此图中为两个)之一与摆轮的销钉交替配合。
-图2示出与图1类似的视图，相同的机构添加了减震器机构。
-图3示出受约束梁的三种状态的示意图：3A为静止状态，3B为第一屈曲(buckling)模式，3C为第二屈曲模式。
-图4示出在柔性枢轴作用下以图3A的第二模态屈曲的受约束的预应力梁的示意性正视图。
-图5示出根据图4的原理的本发明的一个实施例的示意性正视图，其中，所述梁被偏心螺钉屈曲和预加应力，并且作为单个部件的实施例。
-图6示出图5的一种变型，其中，预应力通过硅框架内的硅氧化物的“袋”获得。图6A和6B示出在硅被氧化前后，截面具有很大不同的区域的细节，该区域在二氧化硅形成后发生很大改变，并且使截面较小的直梁受到屈曲应力或力。
-图7示出另一个预加应力原理，其利用由被氧化的硅制成的平行梁的网络与单个受预应力的屈曲梁之间的屈曲阻力差异。图7A、7B、7C表示用于使梁氧化和屈曲的方法中的连续步骤。
-图8示出包括柔性减震区域的防脱扣止动臂的一个变型。
-图9示出形式为手表的钟表的局部示意图，该手表包括具有根据本发明的防脱扣装置的机芯。
-图10示出一种构型，其中，防脱扣机构的虚拟多稳态或双稳态枢轴可以平移。
-图11示出防脱扣机构的一个细节，该防脱扣机构包括用于将防脱扣系统的臂保持在摆轮销钉的平面内的至少两个层级：第一顶部层级具有与所述销钉配合的臂，并且第二底部层级具有与凹口配合的叉头钉。
-图12为在图7A的结构的一种变型中，能够通过氧化硅而变形的结构。
-图13示出单石英晶体结构的截面图，其用于制造根据本发明的防脱扣机构。
-图14示出根据本发明的机构，该机构在摆轮销钉和防脱扣机构的臂之间具有排斥作用，这种排斥作用由在沿着虚线的截面内的以垂直取向定位的磁体施加。
-图15示出类似的实施例，其在磁场平面内定向。
-图16是与图10类似的示意图，其涉及一种更通用的情况，其中机芯可以是任何机芯，并且是双稳态的。
-图17A和17B示出由线圈内的氧化物生长(之前和之后)所获得的预应力。
-图18A和18b(及其在图19A和19B中的细节)示出通过当硅氧化物生长(之前和之后)时打开之字型轮廓顶点处的角度所获得预应力。
-图20A和20B示出通过在具有极低曲率半径的区域内改变被氧化的壁的曲率半径(之前和之后)所获得的角度的变化。
-图21为与单个摆锤的两端配合的柔性双稳态条带的示意图。
-图22示出另一种应用的平面图，其中，钟表限制器或者传动机构是在摆轮和擒纵轮之间的擒纵叉机构。
具体实施方式
本发明涉及一种钟表限制器或者传动机构1000，其用于限制或者传动钟表机芯10的运动部件2000的角行程，所述运动部件2000包括至少一个突出的销钉或者齿4000(特别是径向突出的齿5001)或者轴向突出的销钉4。根据本发明，此钟表限制器或者传动机构1000包括限幅或传动装置6000，该装置经由至少一个多稳态柔性元件(特别是多稳态或双稳态元件5)固定到机芯10的另一部件上或者固定到机芯10的刚性结构元件7上。
在一个特定应用中，此钟表限制器或者传动机构1000为防脱扣机构1，其用于防止钟表摆轮2超速运行。该摆轮包括摆轴3和销钉4或者从所述摆轴3伸出的类似元件。
该防脱扣机构1包括至少一个单件式的柔性的多稳态或双稳态元件，(其将在下文中称为“柔性多稳态或双稳态元件5”)，其承载至少一个防脱扣止动元件6，并且经由柔性和弹性连接件固定到钟表机芯10的刚性结构元件7上，例如底板、条夹板等，在该刚性结构元件7中集成有摆轮2所属的调速机构。
在一个特定变型中，该结构7包含一个与摆轮2的摆轴自对准的系统。
该柔性多稳态或双稳态元件5承载至少一个防脱扣止动元件6，根据摆轮2的角位置，该防脱扣止动元件6的一端63或64可以与销钉4的轨迹干涉，并且在摆轮2超过其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能。
图1表示在一个特定的优选的但非限制性的应用中的流程图，其中，柔性多稳态或双稳态元件5与所述至少一个防脱扣止动元件6共同形成一体式元件。在本发明的此有利实施例中，防脱扣止动元件6包括两个臂61、62，其相应端部63、64可以根据摆轮2的位置分别与销钉4的轨迹干涉，并且在摆轮2超出其正常的角行程的情况下执行止动元件的功能。如图所示，带有两个臂的此实施例限制了摆轮2在所述摆轮的两个旋转方向上的旋转角度。图1以虚线示出了与摆轮2的干涉位置，其限制摆轮的角行程。
柔性多稳态或双稳态元件5在这里示出为具有柔性和弹性连接件，其由至少两条窄带51、52形成，每一条窄带在第一端处固定在结构7上，并且经由第二端连接到柔性元件的主体上。在图1的特定情况下，两条窄带51、52经由各自的第二端连接到柔性元件的主体上形成“V”形，从而限定了防脱扣止动元件6可绕其枢转的虚拟枢轴50。因此，在图1和2的情况下，根据本发明的柔性多稳态或双稳态元件5为柔性多稳态或双稳态枢轴。此实施例并不是唯一的：图10为其中防脱扣止动元件6可以平移的情况的视图。图16表示一种更普遍的情况，其中运动可以是任何类型的，并且是多稳态或双稳态的。
优选地，至少两个柔性臂51、91、52、92以预应力安装，并且相对于结构7或者相对于包含在柔性多稳态或双稳态元件5中的框架56屈曲。
每个条带51、52可以根据它们所承受的应力或者力而处于若干状态。这些条带中的每一个都经过计算而通过屈曲工作，并且可根据屈曲模式采用若干几何形状，如图3所示：图3A中是静止的，图3B中为具有凹陷或凸出形状的第一屈曲模式，图3C中为具有S或者Z形状的第二屈曲模式。柔性多稳态或双稳态元件5可以包括其形状与这里示出的柔性条带51、52不同的柔性元件，而不会偏离本发明。
在一个特定实施例中，柔性多稳态或双稳态元件5还可以与结构元件7制成一个元件。
在一个特定实施例中，如图8所示，柔性元件65、66可包含在防脱扣机构1的止动元件6的臂61、62中，以防止过度震动。
此柔性多稳态或双稳态元件5可以采用硅技术、“LIGA”、MEMS等技术制成。它相比于摆轮2具有极低的惯性，并且它的致动仅会轻微地干扰摆轮2的振荡。
图2示出用于保护柔性多稳态或双稳态元件5的柔性条带51和52的减震器机构。此机构在以下情况下是有用的或甚至是必要的：防脱扣止动元件6必须限制摆轮2的幅值。其目的在于，在以贴靠方式与臂61、62配合的减震器止动元件81、82中吸收震动，并且不会将这些震动传递给柔性臂51、52以避免破坏所述臂。图5示出与柔性枢轴共轴的减震器止动元件83。在此示例性实施例中，减震器止动元件81和82包括基本为圆柱形的突起，该突起与臂61、62中的基本互补形状的凹槽配合。
柔性多稳态或双稳态枢轴5可以根据若干原理制成。图3介绍了在该特定情况下所考虑的多稳态或双稳态状态的原理。利用承受应力的梁9的自然屈曲模式，更特别的是图3C中示出的第二模式。
如图4所示，在一个有利的实施例中，为了迫使梁9屈曲为第二模式，枢轴90对梁9施加作用力以使梁的中部(附加枢轴的旋转中心)具有节点。多稳态或双稳态枢轴5的旋转中心50因而是附加枢轴90的旋转中心。
图5示出根据该原理制成的一个完整的防脱扣机构1。柔性多稳态或双稳态枢轴5包括至少一个预应力梁9，该梁9以第二模式屈曲，其中该梁9具有S或Z形状，枢轴90迫使所述梁9在其中部区域(优选在其中间)具有节点。优选地，在图5的情况下，通过使用两个偏心螺钉94和95向两个梁91和92(其共同形成梁9)施加应力，使两个预应力梁91和92屈曲，从而实现柔性多稳态或双稳态枢轴5。固定到结构7或者固定到柔性多稳态或双稳态元件5的框架56的第三梁93迫使由梁91和92形成的梁9以第二模式变形，并且起到图4中的枢轴90的作用。减震器止动元件83位于柔性多稳态或双稳态枢轴5的旋转中心50处。
图11示出包括至少两个层级的防脱扣止动元件6，用于将防脱扣系统的臂61、62保持在摆轮销钉4的平面内：第一顶部层级具有与销钉4配合的臂61和62，第二底部层级具有与摆轮2的凹口21配合的叉头钉(dart)67。
为了消除任何接触或者降低任何接触压力，根据本发明的防脱扣机构1还可有利地包括用于在摆轮2与防脱扣机构1的臂61、62之间产生排斥力或力矩的装置。
图14示出这样的情况：其中，这种排斥作用由沿着竖直取向位于销钉4以及臂61、62的端部63、64上的磁体实施。图15示出类似的实施例，具有在磁场平面内的取向；这些磁体的北极和南极被示出。
在类似的位置，替代磁体或者除了磁体以外，还使用驻极体(静电电荷)以施加这些排斥力。
这是为了增加防脱扣机构1的效率，以及尽可能少地干扰摆轮2的操作。防脱扣机构1的操作如下：
-当倾侧(tipping)时，在第一阶段，摆轮2向柔性多稳态或双稳态元件5传递能量；
-一旦越过平衡点，在第二阶段，该机构将部分能量返回摆轮2，引起小的冲击。
该机构以和瑞士杠杆的角部类似的方式操作：释放，然后冲击。
在一个特定实施例中，摆轮2和／或至少防脱扣止动元件6的臂61、62，或者当作为一体部件时的整个防脱扣机构1(在一个有利的实施例中)使用硅技术用硅晶片制造，其具有或者不具有硅氧化物生长，并且具有表面层，该表面层根据情况一方面将磁体或磁性颗粒或者另一方面将驻极体限定在其中。此特定层的获得可以通过电镀(galvanic)方法，或者通过阴极溅射，或者通过其他合适的微技术构造方法。
在柔性多稳态或双稳态元件5采用硅技术制造的所述优选情况下，在形成梁91和92的条带内产生应力可以通过硅的氧化作用发生。实际上，当从硅生长时，硅氧化物占据较大的体积，如图6中所示，其中，在硅框架56内形成二氧化硅的“袋”(pocket)54、55。图5或6的示例示出该框架56还可以形成结构7，或者以非常简单的方式通过任何常见的机械固定技术连接到结构7上。
图6A和6B表示在硅氧化作用之前和之后，截面具有很大不同的一个区域的细节，所述区域在二氧化硅形成后具有很大的改变，比直梁形成延伸部分的头部T具有更小截面的该直梁P承受屈曲应力。
在这些条带中获得屈曲应力的另一种方式是通过氧化具有特定形状的硅结构，如图7所示。硅氧化作用产生表面应力，其具有增加被氧化梁的长度的效果。图7示出了另一种预加应力原理，其利用平行的经氧化的硅梁的网络和单个预加应力的屈曲梁之间的屈曲阻力差异，并且示出了一种简单的机构，其中，在左侧部分，平行结构94具有一组平行梁95，在氧化作用后(以虚线表示)，所述平行梁95将迫使右侧部分的需要变形的、要被施加应力的柔性元件9(在此情况下为梁9、91、92等)屈曲和弯曲，平行结构94的屈曲阻力比要受到应力的柔性元件96的屈曲阻力要大得多。图7A、7B、7C表示对布置在框架C中的两个孔口F1、F2之间的梁P进行氧化和屈曲的方法的连续步骤。图7A示出在被置于熔炉中的时刻，通过硅蚀刻成型得到的基础结构。图7B表示通过将结构保持在1100摄氏度若干小时，在孔口F1、F2内部和从而在梁P的侧面上的二氧化硅SiO2的发展；以已知的方式，通过朝向部件外部的硅的局部消耗产生二氧化硅SiO2的生长，随后在细梁P中，在1100摄氏度下的所述处理期间随着时间的经过，硅的比例减小，同时二氧化硅SiO2的比例增加。图7C示出冷却到大约20摄氏度的环境温度之后，结构的收缩。框架C的侧向元件M1、M2与梁P平行，基本上由硅和少量二氧化硅构成，并且比梁P收缩更多，该梁P因而基本上由膨胀系数低于硅的二氧化硅组成。因此，梁P承受屈曲应力并且处于双稳态。
另一个变型如图12所示。
图17A和17B也示出通过线圈内的氧化物生长所获得的预应力。
图18A和18b(及其在图19A和19B中的细节)示出根据相同的原理通过打开之字形轮廓顶点处的角度所获得的预应力：硅氧化物的生长迫使这些角度打开，并且通过结构的Z形或者之字形几何结构使运动放大。图20A和20B示出通过改变具有极低曲率半径的区域内的经氧化的壁的曲率半径所获得的角度变化。
因此，本发明还涉及一种形成柔性多稳态或双稳态条带的方法。
在第一变型中，如图21所示，柔性多稳态或双稳态条带5与至少一个摆锤的两端E1、E2配合，特别是与一个单独的摆锤MU配合。该方法包括如下一系列操作：
-蚀刻硅部件S，在该硅部件中，具有较小截面的细长梁P形成具有较大截面(是较小截面的至少十倍)的至少一个质量块MU的两端E1、E2之间的连接，所述至少一个质量块MU形成刚性框架C；
一在熔炉中，通过将温度保持在1100摄氏度达数个小时，对该部件S施加已知的二氧化硅SiO2生长方法；
一调整所述数个小时的持续时间，以便由二氧化硅SiO2形成的梁P的截面与由硅形成的梁P的截面之间的第一比率RA大于1；然后硅可以在梁P内完全被氧化，形成柔性元件5。由二氧化硅SiO2构成的质量块MU的截面与由硅构成的质量块MU的截面之间的第二比率RB远远小于第一比率RA。RA／RB的比率在2和10000之间，优选在2和1000之间，更优选在10和1000之间，并且在一个优选应用中大于100。
-在大约20摄氏度的环境温度下执行冷却，以便在至少一个质量块MU的冷却期间引起梁P的屈曲，所述质量块MU在冷却期间的收缩大于梁P的收缩。图7A、7B、7C示出形成柔性多稳态或双稳态条带的方法的第二变型实施方式，其涉及至少两个质量块。此方法包括如下一系列操作：
-蚀刻硅部件S，在该硅部件中，具有较小截面的细长梁P形成具有较大截面(是较小截面的至少十倍)的至少两个质量块M1、M2之间的连接，所述两个质量块M1、M2共同形成或者与其它结构元件共同形成刚性框架C；
-在熔炉中，通过将温度保持在1100摄氏度达数个小时，对该部件S施加已知的二氧化硅SiO2生长方法；
-调整所述数个小时的持续时间，以便由二氧化硅SiO2形成的梁P的截面与由硅形成的梁P的截面之间的第一比率RA大于1；然后硅可以在梁P内完全被氧化，形成柔性元件5。由二氧化硅SiO2构成的每个质量块M1、M2的截面与由硅构成的相应质量块的截面之间的第二比率RB远远小于第一比率RA。RA／RB的比率在2和10000之间，优选在2和1000之间，更优选在10和1000之间，并且在一个优选应用中大于100。
-在大约20摄氏度的环境温度下执行冷却，以便在两个质量块M1、M2的冷却期间引起梁P的屈曲，所述两个质量块在冷却期间的收缩大于梁P的收缩。
在另一个变型实施例中，防脱扣机构1的结构由单晶体石英制成。如图13所示，中心单晶体石英核的顶面和底面覆盖一层在比环境温度更高的温度下形成的沉积物，其系数α小于石英的系数αx,y。该石英系数αx,y是7.5ppm／℃。
这里所示的防脱扣机构1限制了摆轮沿两个旋转方向的旋转角度。它仅仅非常轻微地干扰摆轮2的振荡。
本发明可以用于没有防脱扣机构的手表机构中。
在另一个特定应用中，所述钟表限制器或者传动机构1000为用于擒纵机构的擒纵叉机构3000，特别但不限于瑞士杠杆，其具有相同的原理，用于与摆轮2和擒纵轮5000配合。该擒纵叉3000包括至少一个柔性多稳态特别是多稳态或双稳态元件5。根据本申请人的EP专利申请No.12183559.9，所述杠杆可以制成为具有恒定力的柔性杠杆实施例。通过与上述防脱扣止动元件6的臂61、62的两端63、64类似的角部3001，实现擒纵叉3000与摆轮2之间的配合。由擒纵叉3000的第一部分3100承载的这些角部3001通过至少一个柔性多稳态特别是多稳态或双稳态条带5连接到固定结构7上，或者优选地连接到擒纵叉的包括擒纵叉瓦3002的第二部分3200上，其中所述擒纵叉瓦3002与擒纵轮5000的齿5001配合。类似地，这些擒纵叉瓦3002有利地以类似于臂61、62的方式形成，并且通过至少一个柔性多稳态特别是多稳态或双稳态条带5连接到固定结构7上，或者优选地连接到擒纵叉的包括角部3001的第一部分3100上。
在一个特别有利的方式中，为了改进差率和效率，通过不接触或者弱接触来实现一方面角部3001和摆轮2之间的相互作用，和／或另一方面擒纵叉瓦3002和擒纵轮5000之间的相互作用，为了这一目的，对角部3001和／或擒纵叉瓦3002的受影响的表面进行磁化或者电化，使所述表面以排斥方式与摆轮和／或擒纵轮的相对表面配合，所述相对表面由适当材料制成和／或有利地以互补方式被磁化或电化。斯沃琪集团研究与发展公司名下的专利申请No.PCT／EP2011／057578公开了这种类型的非接触或者弱接触传动，其与具有柔性多稳态条带的机构(特别是擒纵叉)的结合提供了所需的优点。
本发明还涉及一种钟表机芯10，其包括具有摆轮2的至少一个调速机构，并且包括至少一个根据本发明的钟表限制器或传动机构1000。根据情况，机芯10包括其上固定所述钟表限制器或传动机构1000的柔性多稳态或双稳态元件5的结构7，或者所述柔性多稳态或双稳态元件5实际构成这一结构。
本发明还涉及一种钟表100，特别是手表，其包括至少一个这种类型的机芯10，或者至少一个这种类型的钟表限制器或传动机构1000。
基于与柔性多稳态或双稳态枢轴相对应的传统枢轴和弹簧的等效机构被认为构成本发明的一部分。
用于制成所述装置的技术不限于硅技术，还可以包括“LIGA”、MEMS以及其他微加工方法。
Claims (19)
1.一种防脱扣机构(1)，用于限制钟表机芯(10)的钟表摆轮(2)的角行程，该防脱扣机构由钟表限制器或传动机构(1000)形成，所述钟表限制器或传动机构(1000)用于限制或者传动钟表机芯(10)的运动部件(2000)的角行程，所述运动部件(2000)包括至少一个突出的齿(4000)，所述钟表限制器或传动机构(1000)包括限制或传动装置(6000)，所述限制或传动装置(6000)经由至少一个柔性多稳态元件(5)固定到所述钟表机芯(10)的不同于所述运动部件(2000)的另一部件上，所述摆轮(2)包括摆轴(3)以及从所述摆轴(3)伸出的销钉(4)，所述防脱扣机构(1)包括至少一个柔性多稳态元件(5)，所述柔性多稳态元件承载至少一个防脱扣止动元件(6)，并且经由柔性和弹性连接件固定到所述钟表机芯(10)的刚性结构元件(7)上，其中，所述防脱扣止动元件(6)的一个端部(63；64)设置为根据所述摆轮(2)的角位置与所述销钉(4)的轨迹相干涉，并且在所述摆轮(2)超过正常的角行程时执行止动元件的功能，其特征在于，所述防脱扣止动元件(6)包括两个臂(61,62)，所述两个臂的相应端部(63,64)均能够与所述销钉(4)的轨迹相干涉。
2.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)经由形成所述柔性和弹性连接件的至少两个柔性条带(51,91；52,92)固定到所述刚性结构元件(7)上。
3.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述防脱扣止动元件(6)包括用于将所述臂(61；62)保持在所述销钉(4)的平面内的至少两个层级，其中在第一顶部层级上所述臂(61；62)与所述销钉(4)配合；在第二底部层级上叉头钉(67)与所述摆轮(2)中的凹口(21)配合。
4.根据权利要求3所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)包括集成在所述防脱扣止动元件(6)的所述臂(61，62)中以防止过度震动的柔性元件(65,66)。
5.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)和所述至少一个防脱扣止动元件(6)共同形成一体部件。
6.根据权利要求2所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述至少两个柔性条带(51,91；52,92)通过预应力安装，并且相对于所述刚性结构元件(7)或者相对于包含在所述柔性多稳态元件(5)中的框架(56)屈曲。
7.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述防脱扣机构的结构制成为具有中心单晶体石英核，所述核的顶面和底面覆盖一层沉积物，所述沉积物的系数α小于石英的系数αx,y，所述石英的系数αx,y是7.5ppm/℃。
8.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)包括至少一个以第二模式屈曲的预加应力的梁(9)，在所述第二模式下，所述梁呈现S或者Z形状，枢轴(90)迫使所述梁(9)在所述梁(9)的中间具有节点。
9.根据权利要求8所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态枢轴通过两个预加应力的梁(91,92)的屈曲制成；固定到所述刚性结构元件(7)或者固定到所述柔性多稳态结构(5)的框架(56)的第三梁(93)迫使由所述两个预加应力的梁(91,92)形成的所述梁(9)以所述第二模式变形；所述第三梁(93)形成所述枢轴(90)。
10.根据权利要求9所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)由硅制成；二氧化硅SiO2的袋(54，55)在所述柔性多稳态元件(5)的框架(56)内生成，并且确保所述两个预加应力的梁(91,92)的预应力。
11.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)包括至少一个以第二模式屈曲的预加应力的梁(9,91,92)，在所述第二模式下，所述梁呈现S或者Z形状；所述柔性多稳态元件(5)由硅制成，并且具有包括一组平行的梁(95)的平行结构(94)，所述一组平行的梁被氧化并确保要被施加应力的柔性元件(96)的弯曲和屈曲，所述要被施加应力的柔性元件在此情况下为所述梁(9,91,92)，所述平行结构(94)的屈曲阻力比所述要被施加应力的柔性元件(96)的屈曲阻力要大得多。
12.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述防脱扣机构包括用于所述柔性多稳态元件(5)的保护性减震器机构，所述减震器机构包括与至少一个所述防脱扣止动元件(6)的臂(61,62)以抵靠方式配合的减震器元件(81,82)。
13.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述防脱扣机构包括用于所述柔性多稳态元件(5)的保护性减震器机构，所述减震器机构包括位于所述柔性多稳态枢轴的旋转中心(50)的减震器止动元件(83)。
14.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件(5)与所述刚性结构元件(7)制成一体部件。
15.根据权利要求1所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述限制或传动装置(6000)经由至少一个柔性多稳态元件(5)固定到所述钟表机芯(10)的刚性结构元件(7)上。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述柔性多稳态元件为柔性双稳态元件。
17.一种钟表机芯(10)，包括至少一个具有摆轮(2)的调速元件，并且包括至少一个根据权利要求1的防脱扣机构(1)，其特征在于，所述钟表机芯(10)包括刚性结构元件(7)，所述防脱扣机构(1)的一个所述柔性多稳态元件(5)固定在所述刚性结构元件(7)上，或者所述刚性结构元件(7)由所述柔性多稳态元件(5)形成。
18.根据权利要求17所述的钟表机芯(10)，其特征在于，所述柔性多稳态元件为柔性双稳态元件。
19.一种钟表(100)或手表，包括至少一个根据权利要求17的钟表机芯(10)，或者至少一个根据权利要求1的防脱扣机构(1)。
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