CN104062888B - 钟表机构组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于接纳和引导至少一个枢转轮副(10)的钟表机构组件(1)。所述组件包括至少一个不可分的一体式结构(11)，所述一体式结构包括至少一个不可分的一体式框架(17)，所述一体式框架包括枢轴容座(12)，所述枢轴容座在对准方向(A)上成对对准用以接纳所述至少一个枢转轮副(10)的心轴(47)的枢轴，每个所述枢轴容座(12)是由半轴承或二面结构形成的敞开式容座并且在一端具有在所述对准方向(A)上的止动支承面(120)。
Description
技术领域
本发明涉及用于接纳和引导至少一个枢转轮副的钟表机构组件。
本发明还涉及包括至少一个所述类型的装置的机械钟表机芯。
本发明还涉及制造用于接纳和引导至少一个枢转轮副的所述类型的钟表机构组件的方法。
本发明涉及钟表机构领域，尤其涉及集成有功能性即用型模块的机芯，所述模块要装有要求高质量几何构型和定位的枢转轮副。
背景技术
枢转轮副心轴的相对定位和几何构型，尤其是平行度决定了钟表机构的精度、运转和寿命。
因为堆叠式独立预装配的子组件，所以模块化组件的使用尤其要求极高的精度。
极高精度的模块或模盒的思想允许大规模生产高质量产品。
因此，从ETA SA的欧洲专利申请EP11193173.9和EP11193174.7已知用于钟表机芯的模块化子组件。在这些专利申请中公开的机械模块不可逆地预调节并装配好以确保其设置的耐久性。
然而，在传统实施例中，模块并不总是允许减少部件的数目，减少部件的数目会降低生产成本并简化装配计划，使得中级技术人员能装配并调节最复杂的功能，同时保证所需的几何精度。
日本专利JP S5149063公开了一种轮副，其包括在U形板中制成的轴承中枢转的端部枢轴。Watson的荷兰专利NL 11224C公开了一种类似构型。
Harrington的美国专利申请US580046A公开了一种类似构型，其具有U形板和使用螺钉的平行度调节装置。
Baermann的美国专利申请US 2582162A公开了一种电磁式计数轴承，其包括含有对准的两个轴承的U形框架，对准计数轮副在所述两个轴承中枢转。
Rego的瑞士专利申请CH 488169A公开了一种用于指南针的枢转装置，其具有承载有两个轴承的杯状承口。
Mueller Schlenker FA的德国专利申请DE 2218663A1公开了一种具有用于摆轮的侧向装配的竖向心轴的摆轮半轴承，所述摆轮被板封闭，该板包括与摆轮回转件的突出部相配合的槽。
Denso Corporation的法国专利申请FR 2807160A1公开了一种包括对准的孔的表壳，心轴在所述孔中被引导，所述心轴在一侧上具有由树脂材料制成的耳轴，并且在相对的一侧具有直径比树脂耳轴的直径小的硬金属耳轴。
发明内容
因此，本发明提出提供一种尤其但非限制性地用在模块或模盒中的组件，该装置具有减少的部件数目和关于心轴线的高质量几何构型。
因此，本发明优选利用新技术诸如MEMS(微机电系统)、“LIGA(光刻电铸注塑)”和类似技术来制造微部件，以使这类组件的制造最优化。
因此本发明涉及用于接纳和引导至少一个枢转轮副的钟表机构组件，其特征在于，所述组件包括至少一个不可分的一体式结构，所述一体式结构包括至少一个不可分的一体式框架，所述一体式框架包括在对准方向上成对对准的枢轴容座，用以接纳至少一个枢转轮副的心轴的枢轴，每个所述枢轴容座是由半轴承或二面结构形成的敞开式容座并且在一端具有在所述对准方向上的止动支承面。
根据本发明的特征，所述组件还包括至少一个盖，所述盖布置成与所述至少一个框架相配合，用以在位于所述至少一个框架上的所述至少一个盖处于闭合位置时以最小间隙限制包含在所述组件中的每个所述枢转轮副的每个所述心轴，所述组件包括位于所述至少一个框架和/或所述至少一个盖上的、用于没有间隙地限制每个所述心轴的柔性间隙消除机构。
本发明还涉及包括至少一个所述类型的组件的机械钟表机芯。
本发明还涉及制造用于接纳和引导至少一个枢转轮副的钟表机构组件的方法，其特征在于，所述不可分的一体式结构装有与其一体的集成弹性回复机构，该弹性回复机构用于没有间隙地保持所述至少一个枢转轮副的至少一个心轴，和/或用于形成至少一个弹性震动吸收件和/或用于调节承载构件的位置，所述不可分的一体式结构由硅制成，包含在该一体式结构中的所述集成弹性回复机构在氧化硅状态下被预加应力。尤其与板或夹板制成一体的部件的优点在于减少了零部件的数量并且避免了装配问题。
本发明从高精度制造的集成/整体式部件中获得了益处(典型地，部件例如由硅制成并因此具有微米级精度)。
整体式结构的主要优点是确保中心之间的距离以及确保形成即用型机构，尤其是在优选应用中的振荡器。
本发明尤其包含柔性引导构件，其具有下述优点：
-有保证的精度；
-极小或为零的摩擦力；
-由于不存在摩擦或至少摩擦力极小而使机芯中不存在滞后；
-无润滑；
-无间隙；
-无磨损。
柔性引导构件的制造带来限制，尤其是受限的行程、低的回复力和受限的负载。然而，这些限制不会抑制钟表功能尤其那些与调节相关的功能的数量。
这些限制由中心之间的距离的高精度、待制造的部件的小数目以及因此降低的复杂性和装配时间充分补偿。根据本发明的组件具有很大的工业优点/产业优势：与所述类型的组件相结合的机构尤其是振荡器形成准备好装配在机芯中的部件。此外，可以将整个机芯设计成本发明的装置的形式。
附图说明
通过参照所附附图阅读下述详细说明，本发明的其它特征和优点将显而易见，其中：
-图1示出根据本发明的组件的透视图，所述组件包括不变形的一体式框架，其包括形成用于接纳枢转轮副心轴的端部的成对对准的容座。
-图2和图3是分别在打开位置和闭合位置示出用于使心轴端部固定不动的盖与所述框架相配合的俯视图。图4示出具有柔性间隙消除条状件的盖的有利变型。
-图5以与图1相似的方式示出一变型，其中安装至所述装置中的枢转轮副中的至少一个在其端部的至少一个处于通过集成弹性回复机构连接到一体式框架的承载构件中枢转，并且可被夹持就位。
-图6示出所述类型的整体式组件的平面图，该整体式组件包括集成在所述组件中的承载构件的位置调节机构，该位置调节机构能够通过夹持机构锁定就位；该调节机构包括使位于柔性条状件的端部的分度件固定不动的梳状部，该梳状部通过条状弹性夹持件压靠在所述分度件上，而该条状弹性夹持件又通过锁定指状部固定不动。
-图7示出通过具体枢轴的心轴的截面图，该心轴具有与一体式框架一体的震动吸收件承载件。
-图8是包括根据本发明的装置的钟表机芯的示意图。
具体实施方式
本发明涉及钟表机构领域，更具体地涉及集成有功能性即用型模块的机芯。
本发明涉及用于接纳和引导至少一个枢转轮副10的钟表机械组件/结构1，所述枢转轮副包括至少一个心轴47，心轴包括至少一个枢轴引导支承件。当然，这种类型的轮副10可以仅包括在其整个长度上不具有杆部分的端部引导支承件，然而本说明书出于简洁的原因使用术语“心轴47”来指代包含在枢转轮副10中的引导支承件或枢轴。
根据本发明，所述组件1包括至少一个不可分的一体式结构11，该一体式结构包括至少一个不可分的一体式框架17，该一体式框架包括用于接纳至少一个枢转轮副10的心轴47的枢轴的成对对准的枢轴容座/凹腔12。
每个所述枢轴容座12都是由半轴承或二面结构形成的敞开式容座，并且都在一个端部包括沿对准方向A的止动支承面120。
出于简洁的原因，本说明书被谨慎地限制到这种用于枢转轮副的枢轴引导支承件的特别优选的例子。本领域技术人员将理解本发明的优点可以用于其它应用，尤其用于使限制在不可变形结构中的非枢转部件固定不动的应用。
在如图所示的优选实施例中，不可分的一体式结构11包括至少一个不可分的一体式框架17，该框架包括形成顶部支承44和底部支承45的枢轴容座12，所述枢轴容座成对对准用于接纳至少一个枢转轮副10的枢轴。
在图2至图4的有利实施例中，组件1还包括至少一个盖18，所述盖布置成与所述至少一个框架17相配合，用以在位于所述至少一个框架17上的所述至少一个盖处于闭合位置时以最小间隙/游隙限制包含在组件1中的每个所述枢转轮副10的每个所述心轴47。出于便于装配的原因，或者为了留出与机芯的其余部分的功能性接口通道，例如允许齿轮系等通过，对同一不可变形的一体式结构/框架17并置多个盖18或反之，或者通过多个盖18将多个结构/框架17连接起来是必要的。
在一具体变型中，至少一个盖18与框架17制成一体，所述盖通过柔性紧固件连接至所述框架，并且在插入(多个)枢转轮副10等以后所述盖向下折到所述框架上。
有利地，盖18通过熔接、焊接、激光焊、粘接、铆接或其它方式不可逆地固定至框架17，用以在轮副10已经装配好而被限制在枢轴容座12内就位后一起形成不可分的一体式结构11。
在一具体实施例(未示出)中，组件1包含形成框架17或不可分地附接至该框架的板和/或至少一个夹板。框架17可以独立于板和夹板并且固定至板或夹板，或者同时固定至板和夹板两者。
具体地，如图1和图5所示，框架17是闭合式框架，尤其是闭合的矩形框架。
有利地，组件1包括柔性间隙消除机构18A，该间隙消除机构用于没有间隙地限制包含在盒1中的每个所述枢转轮副10的每个所述心轴47。图4示出具有执行间隙消除的弹性唇部18A的盖18的示例性实施例。所述柔性间隙消除机构可以安装至框架17或者同等地安装至盖18。
在如图1至图4所示的实施例中，至少一个枢轴容座12是二面结构460。
图7示出一具体例子，其中组件1包括至少一个枢轴容座12，所述至少一个枢轴容座包括用于径向上保持枢转轮副10的心轴47的回转肩部46，止动支承面/轴承面120是用于轴向上限制心轴47的端部的前肩部49，所述回转肩部46和/或所述前肩部49由至少一个弹性震动吸收件48承载。在图7中，回转肩部46和/或所述前肩部49由至少一个弹性震动吸收件48共同承载。
在一未示出的变型中，回转肩部46或所述前肩部49由它们各自的震动吸收件承载。
在一未示出的变型中，回转肩部46和前肩部49分别由震动吸收件承载，所述震动吸收件可以是具有两个支承面的共用震动吸收件，或者是多个震动吸收件，其中每个肩部由它们各自的震动吸收件承载。
在另一变型中，回转肩部46和前肩部49由弹性震动吸收件48共同承载。
在一具体变型实施例中，所述弹性震动吸收件48与不可分的一体式结构11并且尤其与框架17制成一体。
在另一具体变型实施例中，回转肩部46和/或前肩部49与框架17制成一体。
在又一具体变型实施例中，弹性震动吸收件48、回转件的肩部46和/或前肩部49全部与不可分的一体式结构11并且尤其与框架17制成一体。
在一具体实施例中，不可分的一体式结构11由硅制成，包含在该一体式结构中的集成弹性回复机构在氧化硅状态下被预加应力。
在一具体实施例中，框架17由硅制成，包含在该框架中的集成弹性回复机构在氧化硅状态下被预加应力。
枢轴44、45可以由常规枢轴或柔性引导支承件形成。
根据本发明的包括不可分一体式构件17的组件1的设计也使多个轮副的枢转最优化，并且根据需要确保了它们的平行度，或者相反地允许轮副心轴的至少一个端部移动以执行微米级设置调节。
对枢轴容座的作用允许调节尤其是轮副之间的中心距离，以调节齿圈和/或擒纵叉瓦的穿透。中心距离的调节可以与板或夹板统一完成。调节中心之间距离的这种原理适用于机芯内的所有中心间的距离。
在图5和图6的具体实施例中，一个所述枢轴容座12与承载构件13制成一体，所述承载构件分别通过弹性回复机构14和83连接至框架17。
在一具体实施例中，枢轴容座12相对于至少一个不可分一体件结构11具有恒定的位置。
在另一实施例中，至少一个枢轴容座12是悬置的，尤其能够吸收来自震动的能量并使返回至工作位置。
图5因此示出了弹性回复机构14，该弹性回复机构具有足够的刚性，以确保静止时枢轴容座12精确定位，并且该弹性回复机构设计成吸收任何震动并随后使心轴返回就位。在图5的变型中，至少一个枢转轮副10在其至少一个端部在形成容座460的枢轴45中枢转，所述枢轴容纳在承载构件13中。所述承载构件13通过集成弹性回复机构14连接至框架17，所述弹性回复机构优选与框架17和相应的承载构件13制成一体。
当然，还可以设想这样的变型，其中所述部件在悬浮式承载构件中的两端部处枢转。
弹性回复机构14允许一定范围内的调节，所述弹性回复机构优选地与调节后位置锁定装置相关联，该位置锁定机构的例子在本说明书的图6中的具体实施例中给出。有利地，所述位置锁定机构也与框架17和相应的承载构件13制成一体。
对这种机构的一种尤其有利的应用中，所述机构特别是以可逆方式可调节可锁定但也可以在初始调节后固定不动(特别是不可逆地)的机构，组件1包括优选在框架17上的位置调节机构80，如图6所示。
图6因此示出具体配置，其中承载构件13与位置可调节部件一体式安装，并且可以在调节好后锁定就位。在这种变型中，不可分的一体式结构11包括位置可调节部件82的位置调节机构80，该位置可调节部件包括通过弹性回复机构83连接至框架17的承载构件13。位置调节机构80包括优选由框架17形成的刚性结构81。刚性结构81通过至少一个弹性条状件承载位置可调节部件82，该位置可调节部件在这里包含承载构件13并且又包括分度机构84，该分度机构布置成与包含在调节机构90内的互补分度机构91相配合。所述互补分度机构91可拆卸地安装至分度机构84。所述分度机构也可以通过弹性地固定至刚性结构81的夹持机构94锁定在配合位置。该夹持机构94通过至少一个柔性元件96弹性地固定至刚性结构81并且进而承受锁定机构98的作用，该锁定机构允许夹持机构94占据其中调整机构90处于自由状态的分离位置或者占据夹持机构94阻碍调整机构90的接合位置。
所述锁定机构包括至少一个柔性元件98，该柔性元件形成挠性跳接件(jumper)并且弹性地固定至结构81，本文中的所述至少一个柔性元件98包括喙状部(beak)99，该喙状部与夹持机构94的喙状部97相配合以在位置调节期间保持夹持机构分离，或者出于夹持机构的安全原因而在执行位置调节时与夹持机构94的互补止动面95相配合。
图6示出这种类型的机构，其具有将分度件84固定在柔性条的端部的梳状部91，梳状部91通过属于夹持机构94的条状弹性夹持部96压到分度件84上，而所述夹紧部又由安装在至少一个柔性条状件98上的锁定指状部99固定，所述指状部99与条状弹性夹持部96的止动面97相配合。
如以上所见，这里给出的适于调节轴承位置的具体应用，例如以执行对调节机构的工作的微修正的这种组合式调节、夹紧和锁定机构还可以应用于许多应用领域：定位轴承、止动件或其它元件。
在一有利实施例中，组件1和/或框架17由硅制成。枢轴容座460例如通过在硅基底中各向异性(KOH)刻蚀形成。具有宝石轴承或震动吸收件的组件的方案也是可能的。重大优点是枢轴容座的非常精确的定位(离开中心的距离，垂直性)。注意到将盖18放置就位不会干扰多个心轴的定位。
对用于擒纵机构的具体应用，根据所述擒纵机构的构型，组件1包括用于轮副心轴的导向轴承/支承件的全部或部分：
-擒纵叉杆的两个枢轴容座和其它轮副的所有底部轴承/支承件；
-摆轮和擒纵叉杆的两个枢轴容座和其它轮副的所有底部轴承/支承件；
-摆轮的两个枢轴容座和其它轮副的所有底部轴承/支承件
在本发明的另一具体实施例中，框架17形成不可分的一体式构件，该一体式构件具有至少一个震动吸收件支承件，该支承件用于接纳包含在组件1中的机构尤其是擒纵机构中的部件的枢轴。
震动吸收件因此可以部分地或整个地在框架17内部制成：震动吸收弹性件可以制成与框架17连接。两个宝石轴承中的一个(或者两者)制造成与板连接。枢转因而直接发生在硅内。枢轴容座12可以直接在具有DLC(类金刚石碳涂层)或其它表面涂层的硅基底中制成。因此不再需要非常精确地定位宝石轴承和转动点。
在以具体实施例中，组件1包括可分开的元件，该可分开的元件有助于将所述结构装配在较大的组件中，这些可分开的元件因此仅需要被分开以赋予所述结构的某些组成部分至少一个自由度。
在根据本发明的盒1的有利实施例中，组件1由可微机械加工材料或硅或氧化硅制成，并且包含在该结构中的集成弹性回复机构在氧化硅状态下预加应力。还可以采用在MEMS或“LIGA”技术中的其它材料。石英、类金刚石碳(DLC)、至少部分非晶态材料或金属玻璃可以用于这些应用，但是所列材料并非限制性的。
组件1的具体构造可以补偿这些结构元件或与所述结构元件装配在一起的机构的部件的膨胀效应。例如为了一致性起见，可用硅来制造板然后将其氧化。
本发明还涉及包含所述类型的至少一个组件1的机械钟表机芯100。
本发明还涉及制造用于接纳和引导至少一个枢转轮副10的类型的钟表机构组件1的方法。根据本发明，不可分的一体式结构11设有与该一体式结构一体的集成弹性回复机构，该弹性回复机构用于无间隙地保持至少一个枢转轮副10的至少一个心轴47，和/或用于形成至少一个弹性震动吸收件48和/或用于调节承载构件13的位置。不可分的一体式结构11由硅制成，所述集成弹性回复机构在氧化硅状态下被预加应力。
在一变型中，枢轴容座12直接在硅基底中制成，具有DLC表面涂层。
在一变型中，不可分的一体式组件11由至少一个不可分的一体式框架17制成，所述框架包括用于接纳至少一个所述枢转轮副10的枢轴的成对对准的枢轴容座12，这些枢轴容座12通过各向异性刻蚀在硅基底中制成。
在一变型中，不可分的一体式组件11由一起限制轮副10在枢轴容座12中就位的框架17和盖18形成，框架17和盖18通过熔接或钎焊或铆接或激光焊接可逆地彼此固定，以形成不可分的一体式组件。
由本发明提供的高精度允许所述部件并因此机芯较薄。本发明因此尤其适用于制造超平的机芯。
Claims (17)
1.一种用于接纳和引导至少一个枢转轮副(10)的钟表机构组件(1)，其特征在于，所述组件包括至少一个不可分的一体式结构(11)，所述一体式结构包括至少一个不可分的一体式框架(17)，所述一体式框架包括在对准方向(A)上成对对准的枢轴容座(12)，用于接纳所述至少一个枢转轮副(10)的心轴(47)的枢轴，每个所述枢轴容座(12)是由半轴承或二面结构形成的敞开式容座并且在一端具有在所述对准方向(A)上的止动支承面(120)。
2.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述组件(1)还包括至少一个盖(18)，所述盖布置成与所述至少一个框架(17)相配合，用以在位于所述至少一个框架(17)上的所述至少一个盖(18)处于闭合位置时以最小间隙限制包含在所述组件(1)中的每个所述枢转轮副(10)的每个所述心轴(47)，并且所述组件包括位于所述至少一个框架(17)和/或所述至少一个盖(18)上的、用于没有间隙地限制每个所述心轴(47)的柔性间隙消除机构(18A)。
3.根据权利要求2所述的组件(1)，其特征在于，所述不可分的一体式结构(11)由共同限制所述枢转轮副(10)在所述枢轴容座(12)中就位的所述框架(17)和所述盖(18)形成，所述框架(17)和所述盖(18)形成不可分的一体式组件。
4.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述框架(17)为闭合式框架。
5.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述至少一个枢轴容座(12)为二面结构(460)。
6.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述至少一个枢轴容座(12)包括用于径向上保持所述心轴(47)的回转肩部(46)，所述止动支承面(120)是用于轴向上限制所述心轴(47)的轴向端部的前肩部(49)，所述回转肩部(46)和/或所述前肩部(49)由至少一个弹性震动吸收件(48)承载。
7.根据权利要求6所述的组件(1)，其特征在于，所述回转肩部(46)和所述前肩部(49)由相同的至少一个弹性震动吸收件(48)共同承载。
8.根据权利要求6所述的组件(1)，其特征在于，所述至少一个弹性震动吸收件(48)与所述不可分的一体式结构(11)制成一体。
9.根据权利要求6所述的组件(1)，其特征在于，所述回转肩部(46)和/或所述前肩部(49)与所述不可分的一体式结构(11)制成一体。
10.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述至少一个枢轴容座(12)与通过弹性回复机构(14)连接至所述框架(17)的承载构件(13)制成一体。
11.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述枢轴容座(12)相对于所述至少一个不可分的一体式结构(11)具有恒定的位置。
12.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述至少一个不可分的一体式结构(11)包括不可分的一体式框架(17)和用于位置可调节部件(82)的位置调节机构(80)，该位置可调节部件包括通过弹性回复机构(83)连接至所述框架(17)的承载构件(13)，所述位置调节机构(80)包括通过至少一个弹性条状件承载所述位置可调节部件(82)的刚性结构(81)，该位置可调节部件还包括分度机构(84)，该分度机构布置成与包含在调整机构(90)内的互补分度机构(91)相配合，所述互补分度机构(91)可分开地安装至所述分度机构(84)并且可通过弹性地固定至所述刚性结构(81)的夹持机构(94)锁定在相配合位置，而所述夹持机构(94)又受到锁定机构(98)的作用，该锁定机构允许所述夹持机构(94)占据其中所述调整机构(90)处于自由状态的分开位置或者占据其中所述夹持机构(94)阻碍所述调整机构(90)的接合位置，所述锁定机构(98)也被弹性固定到所述刚性结构(81)。
13.一种机械钟表机芯(100)，其包括至少一个根据权利要求1所述的组件(1)。
14.一种用于形成根据权利要求1所述的用于接纳和引导至少一个枢转轮副(10)的钟表机构组件(1)的方法，其特征在于，所述不可分的一体式结构(11)装有与其一体的集成弹性回复机构，该弹性回复机构用于没有间隙地保持所述至少一个枢转轮副(10)的至少一个心轴(47)，和/或用于形成至少一个弹性震动吸收件(48)和/或用于调节承载构件(13)的位置，其中所述不可分的一体式结构(11)由硅制成，且包含在该一体式结构中的所述集成弹性回复机构在氧化硅状态下被预加应力。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述枢轴容座(12)直接在硅基底中制成，具有类金刚石碳表面涂层。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述不可分的一体式结构(11)由至少一个不可分的一体式框架(17)制成，所述一体式框架包括用于接纳至少一个所述枢转轮副(10)的枢轴的、成对对准的枢轴容座(12)，其中所述枢轴容座(12)通过在硅基底中进行各向异性刻蚀制成。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，不可分的一体式结构(11)由共同限制所述轮副(10)在所述枢轴容座(12)中就位的所述框架(17)和盖(18)形成，所述框架(17)和所述盖(18)通过熔接或焊接或铆接或激光焊不可逆地彼此固定，以形成不可分的一体式组件。
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