CN104769509A - 钟表调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钟表调速装置(1)，包括绕轴线(D)振荡并且受到扭转复位装置(4)施加的扭矩的摆轮(2)。所述摆轮(2)包括附接装置(10)，所述附接装置使得所述摆轮与扭丝(5)一体振荡，所述扭丝形成所述摆轮(2)的所述扭转复位装置(4)。受到扭转的所述扭丝(5)的有效部分(51；52)的横截面的最大尺寸小于100微米，而所述有效部分(51；52)的横截面的最小尺寸小于50微米，所述扭丝(5)的总长度(LT)小于6毫米。所述调速装置(1)包括用于张紧所述扭丝(5)的张紧装置(400)。

Description

钟表调速装置

技术领域

本发明涉及一种钟表调速装置，该调速装置包括至少一个摆轮，该摆轮绕振荡轴线振荡并且受到扭转复位装置施加的复位扭矩。

本发明还涉及一种包括至少一个这种调速装置的钟表机芯，该调速装置在主机板和桥夹板之间振荡。

本发明还涉及一种包括至少一个这种钟表机芯的钟表。

本发明涉及钟表调速机构领域。

背景技术

调速装置的损耗直接影响了手表的运转品质和它的功率储备。

调速装置通常对于手表的各种水平或垂直位置是敏感的，并且平面/悬垂位置之间的差异通常是显著的。

过去主要在例如时钟或流体计数器的静态应用中已经采取了各种尝试来省去游丝。

CLEMEN JORGENSEN的英国专利申请No.616969A公开了一种对于冲击不那么敏感并且能够被安全移动的摆钟的静态应用。为此，调速装置的复位元件由其两端被锚定并且其中间承载摆轮的扭丝形成，该扭丝垂直定位。该扭丝的拉力通过其端部支承件的弹性而获得。扭丝的有效长度在其一端通过位置可调的叉形件限制，该叉形件与扭丝的接触点决定了扭丝的有效长度。该叉形支承件可以是双金属条，以获得温度补偿。

两篇文献：A BERTSCH HANNS的美国专利申请No.3635013和BRUNO KRAUSZE的德国专利No.251558C，也公开了具有扭管或具有平行安装的扭丝或具有单根扭丝的调速器。

PEKER ATAKAN的美国专利申请No.5772803公开了一种并非专门适用于钟表应用的、由非晶态金属合金制成的弹簧，例如螺旋弹簧、扭梁或扭管。

一些文献描述了包括一定曲率的金属玻璃弹簧：ROLEX SA的欧洲专利申请No.2133756A2公开了一种用于使一体式金属玻璃带形成的发条成形的方法，其中：对要被赋予一体式金属玻璃带的理论自由形状进行计算，以使得一旦发条被卷绕在发条盒中，则每一段都会受到最大的弯矩；该金属玻璃带通过被赋予以该理论自由形状为特征的曲率而成形，以便考虑到一旦该金属玻璃带被释放则曲率就会减小，使该金属玻璃带松弛，以便通过加热设定其形状，然后冷却该金属玻璃带。此ROLEX文献着重于厚度大于50微米的发条的情况。ROLEX SA的另一专利申请WO 2011/069273A1公开了一种制造具有类似尺寸的钟表用弹簧的方法，该弹簧包括至少一个一体式金属玻璃带，该金属玻璃带包括至少一个弯曲部分，该方法包括通过塑性变形使该一体式带成形的步骤，以获得该弯曲部分的至少一部分。ROLEX SA的欧洲专利申请No.2154581A1公开了厚度大于40微米的一体式金属玻璃发条。

发明内容

本发明致力于通过减少损耗来提高调速器在手表的每个位置处的效率。

具体地，这意味着限制摩擦，在手表的水平位置的摩擦一定不能大于垂直位置的摩擦。

而且，特别是在高频腕表——即，具有大于或等于5Hz的振荡器频率的腕表——中。

因此，本发明提出消除由枢轴形成的摩擦主要来源，可以估计到，该摩擦占振荡器中的摩擦的至少90％。

本发明还提出了尽可能减少振荡器中的组件数目。

为此，本发明涉及一种钟表调速装置，该调速装置包括至少一个摆轮，该摆轮绕振荡轴线振荡并且受到扭转复位装置施加的复位扭矩，其特征在于，该至少一个摆轮包括附接装置，该附接装置使得该摆轮与扭丝一体地振荡，该扭丝形成针对该至少一个摆轮的所述扭转复位装置，其中，受到扭转的该扭丝的有效部分的横截面的最大尺寸小于100微米，该有效部分的横截面的最小尺寸小于50微米，该扭丝的总长度小于6微米，并且该调速装置包括张紧该至少一根扭丝的装置。

合适的扭丝的应用提供了满足双重功能的优点：

—产生摆轮的复位扭矩，替代了传统的游丝；

—悬置该摆轮。

根据本发明的一个特征，在该附接装置的沿该振荡轴线的两侧，该摆轮包括限制该扭丝和该摆轮之间的径向间隙的第一和第二装置。

根据本发明的一个特征，为了避免任何不利的弯曲模式，该扭丝包括至少一个中间板，该中间板的横截面大于以扭转方式工作的该扭丝的有效线材的横截面，该中间板固定在该至少一个摆轮上。

根据本发明的一个特征，该扭丝由至少部分为非晶态的合金制成，该合金仅由锆、钛、铜、镍和铍形成，并且包括41％至44％质量百分比之间的锆、11％至14％质量百分比之间的钛、9％至13％质量百分比之间的铜、10％至11％质量百分比之间的镍和22％至25％质量百分比之间的铍。

本发明还涉及一种包括至少一个这种调速装置的钟表机芯，该调速装置在主机板和桥夹板之间振荡，其特征在于，为了嵌入所述扭丝，该机芯包括用于锚固该调速装置的装置，该锚固装置由用于锚固到该桥夹板上的第一装置和用于锚固到该主机板上的第二装置形成，并且该第一装置和第二装置一起限定了该调速装置的所述振荡轴线。

根据本发明的一个特征，该机芯包括通过调整该桥夹板和该主机板之间的距离来调节该扭丝的拉力的装置。

本发明还涉及一种包括至少一个这种钟表机芯的钟表，其特征在于，该钟表为手表，其中，该调速装置以高于或等于5Hz的频率振荡。

附图说明

通过参考附图阅读下面的详细说明，本发明的其他特征和优点将显现，其中：

-图1示出了根据本发明的具有扭丝的调速装置的示意性横截面视图，该横截面位于穿过摆轮的振荡轴线的平面内。

-图2示出了与图1类似的钟表细节的示意图，其示出了包括根据本发明的第一实施例的调速装置的机芯。

-图3为本发明的一体式变型的示意性视图，该变型具有保持扭丝的张力的框架结构，该扭丝承载制成梁的形式的摆轮。

-图4为图3的变型，其包括调节扭丝的张力的装置。

-图5为扭丝的一种特定变型的俯视图，其包括中间板，并且由图6中示出的坯件制成。

-图7示出了安装在图5的扭丝的中间板上的摆轴的示意性立体图，图7A为沿垂直于振荡轴线的平面的横截面，其穿过中间板和摆轴。

-图8以与图2类似的方式示出了包括根据本发明的第二实施例的调速装置的机芯的细节；该调速装置和用于引入配备模块的可移除的工具的一部分一起被示出，该配备模块包括在其中部承载摆轮的扭丝，以及位于扭丝两端的锚固装置。

-图9示出了在一特定实施例中的图8的机构的仰视图，其包括对引导标记进行角度调整的装置；此调速装置与用于引导相同配备模块的相同工具一起示出，并且还与由用于初始装配的暂时保持螺钉形成的另一可移除工具一起示出；图9A是类似的局部视图，没有示出隐藏的部分。

-图10示出了由夹持件形成的扭丝锚固装置的中心部的示意性立体图，其以虚线示出了：包含在根据图5的扭丝中的、插入平行于轴线的第一槽缝中的端板，以及穿过位于端板中的洞眼并且安装成支靠在V型槽上的销钉，该V型槽位于平行于该轴线且正交于第一槽缝的第二槽缝的开口处。

-图11示出了扭丝锚固装置的细节的类似于图9的示意图，其包括保持夹紧在同心衬套中的图10的夹持件，该衬套包括与定向和保持条片的喙形部配合的角度标示切口。

-图12示出同样也在图8中示出的调节杆的示意性立体图，该调节杆能够通过减小位于调节杆一端处的螺钉引起的运动而使得图10的夹持件进行微小移动；该调节杆在紧邻桥夹板上的固定附接点处包括横截面减小的区域，从而赋予调节杆足够的弹性。

-图13示出了包括机芯的手表的框图，该手表包括机芯，该机芯包含根据本发明的调速装置。

具体实施方式

本发明提出了改善手表的调速装置的性能。

本发明提出的要解决的问题与观察到的几个方面有关：

-调速装置的损耗直接影响手表的运转品质和它的能量储备。有三种类型的损耗：干摩擦(枢轴)、线性摩擦(摆轮上的空气)和二次摩擦；

-这些损耗中的大部分与存在枢轴有关；

-调速装置通常对于手表的不同的垂直或水平位置是敏感的，并且平面/悬垂位置之间的差异通常是显著的。

本发明具体地提出了：

-通过减小干摩擦引起的损耗而在手表的每个位置提高调速器的效率；

-以及，更具体地，是在高频腕表——即，具有高于或等于5Hz的振荡器频率的手表——的情况下。

可以采用两种方法：

-通过采用金属玻璃游丝改善传统的振荡器；此方法已经被作为大量研究的主题，本文并未采用；

-采用扭转复位装置，特别是扭丝。

在现有技术中，具有扭丝的钟表机构通常限于摆钟、流体计数器和火箭弹(artillery rocket)中。扭丝沿当前的最高加速度方向设置，具体地，在摆钟中沿重力方向设置。扭丝相对于当地垂线的这种轴向设置是预期用于显示时间的钟表的固定特征。已知的机构不适用于可以相对于使用者的运动进行任何空间定向的手表。

因此，为了使扭丝调速机构适用于手表，必须全部克服这些不同的问题：影响运转品质的损耗，对不同位置的敏感性，效率的提高。

在现有技术中，扭丝摆钟采用金属扭丝，它足以用于相关的应用，并且没有关于使用其他材料的建议。

然而，因为可用的长度与施加足够的复位扭矩是矛盾的，所以由特别应用于手表调速装置所要求的微型化不允许采用金属平面部件或金属丝。因此，需要研制具有一个或多个长度非常短的有效部分(受到扭转以施加弹性复位力矩)的、与手表机芯的厚度兼容的扭丝。要利用的扭丝的总长度LT为几个毫米，优选地小于6毫米，并且在本文描述的示例性实施例中小于5毫米，而扭丝的有效长度LL甚至更短，该有效长度LL可以由扭丝的多个部分的若干初始有效长度累加而得，这将在下文进行描述。这样，以扭转方式工作的每一部分的有效长度必然会大大减小，通常在大约2和4毫米之间，并且横截面大约为几个微米，通常在20和40微米之间。本发明的问题不仅在于限定适合于制造这种扭丝的材料，还在于研制一种形状，该形状能够利用可靠和可重现的工业制造方法(其在微技术领域是尤其困难的)和并非专门设计用于钟表制造术的材料获得。

面对预先的想法，只有长期实验允许限定弹性模量和弹性极限阈值，以及发展微米的

-扭丝；

-其材料具有大于100GPa的弹性模量和大于2000MPa的弹性极限。

虽然在此以前已经测试了从"MEMS"和"LIGA"技术获得的新材料以及非晶态材料以改善传统游丝结构中的部件，但是还没有在未广泛使用于钟表制造术的结构中(例如当前情况下)测试这些材料。

因此，本发明涉及一种钟表调速装置1，其包括至少一个摆轮2，该摆轮2绕振荡轴线D振荡，并且受到由扭转复位装置4交替地沿两个振荡方向施加的复位扭矩。

优选地，该调速装置1是针对在紧凑性和抗加速方面有特殊限制的手表尤其是腕表而设计的。

摆轮2可以非限制性地制造成不同的形状：圆盘形、环状、设置有惯性块或者简化为简单的梁。

本发明提出了移除引起振荡器内的至少90％摩擦的枢轴。枢轴的摩擦扭矩与枢轴的半径成正比。大的半径引起多的垂直损耗。因此，在使用传统枢轴的情况下，有必要将半径减小到非常小的值以下，接近0.050mm。

根据本发明，该至少一个摆轮2包括使摆轮与至少一根扭丝5一体振荡的附接装置10。该扭丝5形成了专用于该至少一个摆轮2的所述扭转复位装置4。使用这种扭丝5使得摆轴是多余的，因此消除了对枢轴的需求。

本说明书只给出了包括单根扭丝5的示例性实施例。当然，可以彼此串联和/或彼此并行的方式组合若干根扭丝，而不会偏离本发明的范围。

同样地，所示的示例性实施例只包括一个摆轮。在若干摆轮并置的情况下，它们可以刚性连接，或者通过同一扭丝的中间区段连接，该中间区段在扭转中可以使用或不被使用。

该扭丝5优选地具有大于100GPa且优选地大于120GPa的弹性模量和大于2000MPa的弹性极限。由于扭丝5扩展困难并且具有非常小的微米尺寸，扭丝的这些特定的特征(大于100GPa的弹性模量和大于2000MPa的弹性极限)是长期、复杂实验的结果，而且这些特征形成了用在特定的调速装置中的扭丝的特定特征。在本文中，“微米尺寸”指扭丝的以下尺寸：其中，有效部分(下文所指的受到扭转的扭丝部分)的横截面的最大尺寸为几微米或者几十微米，并且在任何情况下都小于100微米，以及其中，有效部分的横截面的最小尺寸为几微米或者几十微米，并且在任何情况下都小于50微米。

采用这种扭丝是对常用的枢轴的一种很好的替代方式，它的尺寸可以大大减小，特别是有效部分的横截面的最大尺寸优选地小于0.040mm，即，半径值小于0.020mm。

选择高弹性模量确保了扭丝的良好刚度，并且决定了它对摆轮的悬置支承的品质。而且，这种扭丝的几何形状确保了摆轮的轴对称性。扭丝的适当张紧确保了摆轮两侧的拉力相等。

选择高弹性模量和弹性极限范围不可避免地限制了可使用的材料的选择。

在本发明中，采用金属玻璃是完全适合的；它还可以为摆轮获得足够的角度幅值，即，大约100°，其大概分成：50°用于与擒纵轮协作，50°用于保持系统的进入/退出。

还可以利用其特性低于上述优选特性的扭丝5。在任何情况下，弹性模量必须大于60GPa，并且弹性极限必须大于1000MPa。

弹性模量和上部弹性极限之间的比率有利地在40和80之间，并且优选接近60。

扭丝5的自由长度LL(即，扭丝不受阻碍并且能够自由扭转和振动的长度)和它的有效部分的横截面的最大尺寸LG之间的比率有利地在80和150之间，并且优选地接近115。

为了使扭丝5具有良好的操作效率，调速装置包括用于拉紧扭丝5的装置400。在优选实施例中，例如下文所说明的，调速装置1还包括设置成作用在张紧装置400上的用于扭丝5的拉力的张力调节装置20。

如图2所示，在本发明的第一实施例的一个具体的非限制性模式中，摆轮2包括形成惯性块的轮缘29，该惯性块与摆轴3一体振荡。该摆轴3是管状的，以便允许扭丝5穿过，并且该摆轴包括由横截面减小的区域(例如，肩部33)分开的第一孔31和第二孔32，如图2所示。在一个经济的变型实施例中，第一孔31和第二孔32具有不同的直径，并且肩部33仅由连接一个孔和另一个孔的表面形成。附接装置10可以非限制性地包括固定在扭丝5上的连接元件6，所述固定是通过压接、夹紧、压入、结合/粘接(bonding)、钎焊、熔焊或其它合适的方法实现的，该合适的方法确保足够的保持力以抵抗在对接纳调速装置1的钟表产生任何冲击期间发生的最大操作扭矩和较高的加速度，通常约为5000g。例如，连接元件6包括用于扭丝5的通道61，扭丝在该通道中固定不动，该连接元件6还包括设置成靠接配合在肩部33上的支承件63。

在另一变型中，连接元件6没有被预先压接在扭丝5上，它仅在扭丝5已插入摆轴3中的孔和适当定位后被压接。

为了限制摆轮2和与其相关的扭丝5之间的相对间隙，尤其是在扭丝5的侧向弯曲期间进行限制，摆轮2有利地在沿振荡轴线D的附接装置10两侧包括限制扭丝5和摆轮2之间的径向间隙的第一装置15和第二装置16。

在未示出的一个变型中，取代限制扭丝5和摆轮2之间的径向间隙的第一装置15和第二装置16或者除了第一装置15和第二装置16以外，还可以在摆轮2在其间振荡的主机板7和桥夹板8上，将间隙限制装置安装到机芯100上。

在图2的第一实施例的此相同示例中，第一间隙限制装置15和第二间隙限制装置16由宝石轴承形成，该宝石轴承包括对应于扭丝5的最大径向尺寸的直径的通道。因此，在一个有利的情况下，即，其中扭丝5至少在其有效部分中具有矩形横截面(或者方形横截面，这是矩形横截面的特殊情况)的情况下，这些宝石轴承均包括其直径稍微大于扭丝横截面的对角线的孔，在扭丝的横截面的对角线处具有优选地包括在一定范围内的值，大于或等于10微米。

为了获得高弹性模量(尤其是横向的)并且因而允许提高调速器效率，对于给定的扭矩，有必要选择这样一种材料，即，该材料能够获得比使用结晶材料制成的传统扭丝能够获得的弹性变形幅度更大的弹性变形幅度，并且因此可以增加摆轮2的振幅和调速器1的品质因子。

因此，在第一变型中，扭丝5由金属玻璃制成，或者由至少部分为非晶态的合金制成，该合金仅由锆、钛、铜、镍和铍形成，并且包括41％和44％质量百分比之间的锆、11％和14％质量百分比之间的钛、9％和13％质量百分比之间的铜、10％和11％质量百分比之间的镍以及22％和25％质量百分比之间的铍。

在此第一变型的一个具体应用中，扭丝5由“Liquidmetal”所生产的“LM1b”制成，这是一种具有98GPa杨氏模量和1700MPa弹性极限的材料。此金属玻璃具有结合高的弹性模量和弹性极限值的优点。

在此第一变型的另一具体应用中，扭丝5由所生产的金属玻璃“LM10”制成。

在第二变型中，扭丝5由金属玻璃制成，或者由至少部分为非晶态的合金制成，该合金包括75.44％质量百分比的镍、13％质量百分比的铬、4.2％质量百分比的铁、4.5％质量百分比的硅、0.06％质量百分比的碳和2.8％质量百分比的硼。

在此第二变型的一个特定应用中，扭丝5由所生产的称为“MBF20”的金属玻璃制成。“MBF20”的杨氏模量接近140GPa并且它的弹性极限大约为2500MPa。

在这些第一和第二变型中，总有效长度LL为4.2mm且有效部分的横截面为37x20微米的扭丝5针对其摆轮具有12mg.cm2惯量的5Hz振荡器提供了良好的同步性结果。

在又一变型中，扭丝5由硅和/或二氧化硅制成。

在又一变型中，扭丝5由单晶金刚石或多晶金刚石制成。

如图3所示，具有由可微机械加工的材料制成的扭丝的实施例还允许制成一体式的硅或类似物的框架，并且在扭丝5的一个锚固件上进行张力调节。整个结构40优选一体地由硅或类似物制成。该结构40包括刚性框架41，在该框架中，扭丝5被拉伸，摆轮2在这里制成梁的形式。图4示出了包括用于扭丝5的张力调节装置20的变型，该张力调节装置例如制成为插入槽42中的楔形件或凸轮43的形式，或者类似物。

机芯100可以包括多个(特别是两个)相对于振荡轴线D基本对称地设置的张力调节装置20，以便平行于主机板7移动桥夹板8；否则的话，可以使用柱形引导件以确保在单个张力调节螺钉22情况下的平行。

在本发明的一个特定实施例中，扭丝5至少在其有效部分具有矩形或方形横截面。更具体地，方形横截面确保了调速装置在结合有该调速装置的钟表的每个位置都具有相同的行为。例如，扭丝5的有效的作用部分可以具有方形横截面，该方形横截面具有由金属玻璃制成的30微米的侧边或者由硅制成的27微米的侧边。

当然，如果对横截面形状的选择受到生产限制(以这些小尺寸成形上述所选材料是非常困难的)和获得高性能水平的影响，可以采用其他轮廓：三角形、六边形、多边形、圆形、椭圆形或者其他形状。然而，如上所述，生产测微/微米级金属扭丝的困难在于，可靠和重复地生产扭丝本身就是一个问题，而选择难以生成的横截面轮廓使得重复生产问题更难以克服。

优选地，扭丝5的材料选择为使得扭丝5在垂直于振荡轴线D的方向上(具体为横向)具有大于100GPa且优选地大于120GPa的弹性模量。此条件通过由上述至少部分为非晶态的合金制成的或者由称为“LM1b”的金属玻璃或称为“MBF20”的金属玻璃制成的实施例获得。

为了嵌入扭丝5以及为了形成用于拉紧扭丝5的装置400，调速装置1优选地包括用于锚固调速装置1的装置30。这些锚固装置30包括：位于扭丝5的第一端的第一锚固装置301和/或与第一锚固装置相对地位于扭丝5的第二端的第二锚固装置302。这些第一锚固装置301和第二锚固装置302一起限定了调速装置1的振荡轴线D。

本发明还涉及一种包括至少一个这种调速装置1的钟表机芯100，该调速装置在主机板7和桥夹板8之间振荡。

优选地，为了嵌入扭丝5以及为了形成用于拉紧扭丝5的装置400，该机芯100包括用于锚固调速装置1的装置30。第一锚固装置301固定到桥夹板8上，而第二锚固装置302固定到主机板7上。

在图2的第一实施例的一个非限制性示例中，用于将扭丝5锚固到桥夹板8上的第一装置301包括第一夹持件11，具体地为包括用于扭丝5通过的狭槽114的裂缝夹。该第一夹持件11包括支靠表面111，该支靠表面111面向摆轮2并且设置成支靠在互补的支靠表面91上，该支靠表面91包括在桥夹板8中或者如图2所示包括在位于桥夹板8上的可定向支承件9中。

该可定向支承件9优选而非限制性地被推压在桥夹板8上，具有足够的摩擦力以将其保持就位。该支承件9能够以外桩保持器的方式定位，这允许对冲击销、叉头和擒纵线上的引导标记的对准进行微调。该可定向支承件还可以由未在图中示出的保持装置保持在其角度调整位置。图2示出了设置有与桥夹板8的上表面89靠接配合的肩部93的可定向支承件9。当然，在一变型实施例中，可以使支承件9具有沿轴线D的纵向行程，以便在例如具有分轮的实施例中同时形成张力调节装置20。第一夹持件11还包括与内圆锥123配合的外圆锥113，该内圆锥朝向摆轮2张开并包括在第一衬套12中。该第一衬套12包括与可定向支承件9的内螺纹92配合的外螺纹122。当第一衬套12被旋拧进去时，第一夹持件11夹紧扭丝5并且使得扭丝的端部固定不动，同时第一夹持件11的支靠表面111支靠在互补的支靠表面91上。

通过类似的基本对称的方式，用于将扭丝5锚固到主机板7上的第二装置302包括第二夹持件13，具体地为包括用于扭丝5通过的狭槽134的裂缝夹。该第二夹持件13包括支靠表面131，该支靠表面131面向摆轮2并且设置成支靠在互补的支靠表面71上，该支靠表面71在该侧直接包括在主机板7中。第二夹持件13还包括与内圆锥143配合的外圆锥133，该内圆锥朝向摆轮2张开并且包括在第二衬套14中。该第二衬套14包括与主机板7的内螺纹72配合的外螺纹142。当第二衬套14被旋拧进去时，第二夹持件13夹紧扭丝5并且使得扭丝的端部固定不动，同时第二夹持件13的支靠表面131支靠在互补的支靠表面71上。

在另一变型中，在扭丝5的一端处，材料在扭丝5周围熔融以形成隆起部，当扭丝的相对端被拉动时该隆起部在圆锥形槽井或球形凹陷部或类似物中被止动，从而阻断该隆起部。

在另一变型中，通过压接实现对扭丝5的锚固。

用于锚固扭丝的这些变型不是限制性的。

因此，设置有被固定就位的附接装置10的扭丝5被插入摆轮2的摆轴3中，该摆轮包括轮缘29、圆盘和冲击销。扭丝5被拉动并且在支靠表面63和肩部33之间被止动。扭丝5在主机板7一侧的第二端被插入第二夹持件13中，并且通过第二衬套14被预先夹紧就位。扭丝5在桥夹板8一侧的第一端被插入第一夹持件11中，并且通过第二衬套12被预先夹紧就位。在第一衬套12和第二衬套14上的作用允许在主机板7一侧调节摆轮2相对于主机板7和相对于由其承载的组件的间隙，从而确保对扭丝5的预牵引。

在如图2所示的一特定变型中，调速装置1还包括限制摆轴3的径向行程的抗冲击装置34。这些抗冲击装置34形成了“incabloc”(因加百录)型安全系统，并且可以是沿方向D设置在摆轴3的不同层级上的多个装置，其可以制成宝石轴承的形式或者制成包括在摆轴3中的相对表面35的磁力和/或静电排斥装置。这种装置34能够有利地位于扭丝5的第一间隙限制装置15和第二间隙限制装置16上。

通过附加装置有利地实现对扭丝5的拉紧和调节摆轮2相对于桥夹板8和相对于包含在其中的组件的间隙：因此钟表机芯100包括调节扭丝5的张力的装置20或类似件，其通过调节桥夹板8和另一组件——要么是主机板7，要么是弯曲条板(特别是锚固装置301或302中的至少一个)——之间的距离来执行该调节。

在未示出的一个变型中，通过至少一个弹簧来执行张力调节。

如图2所示，在一个非限制性示例性实施例中，这些张力调节装置20包括带螺纹的衬套23，该衬套23以互补的方式与主机板7的内螺纹74配合。与和主机板7成一体的螺母5配合的至少一个螺钉22设置成将桥夹板8推向主机板7，在其调节位置支靠在衬套23上。该螺钉22通过包含在其中的外螺纹221与螺母25的内螺纹251配合，该螺母被压入主机板7的壳腔77中或者为其一体部分。该螺钉22与带螺纹的衬套23同心，该衬套23的外螺纹24以互补方式与主机板7的内螺纹74配合。衬套23在弹性复位装置21的作用下趋于远离主机板7移动，该弹性复位装置例如为锥形弹簧、贝式弹簧、斯诺垫圈或者类似物，其支靠在主机板7的支靠表面76和衬套23的支靠表面232两者上，该衬套23具有设置成在桥夹板8的支靠表面1上施加推力的轴环233。在桥夹板8被执行扭丝5的调节的操作者移除的情况下对衬套23进行高度调节后，操作者将桥夹板设置就位并插入螺钉22。当螺钉22被旋拧到螺母5中时，螺钉22的头部的下表面225支靠在桥夹板8的上支靠表面82上，桥夹板8的下支靠表面81与衬套23的上支靠表面231靠接配合。桥夹板8的位置决定了扭丝5的张力。调节极限由主机板7的上表面78和桥夹板8的下表面88提供。

优选地，扭丝中的张力大于0.1N；事实上，必须通过垂直方向的小于5微米的位移来确保张力。

优选地，执行调节以使得在垂直位置的最大容许弯曲小于或等于5微米。

扭转复位装置4在扭转状态下工作，但是也在由摆轮施加或者机芯施加且摆轮传递的扭矩的作用下受到弯曲。优选的是使弯曲变形最小，并且确保扭矩复位装置4——尤其是当该扭矩复位装置4由扭丝5形成时——在附接到摆轮2处不具有振动波腹(vibration antinode)。因此，为了避免任何有害的弯曲模式，在如图5、7、8、10和11所示的有利实施例中，扭丝5包括至少一个中间板53。如下文所描述的，该中间板53的横截面大于在扭转状态下工作的扭丝5的有效线材51、52的横截面。该中间板53位于与摆轮2附接的位置处，优选地位于扭丝5的中间部，或者在有若干摆轮2的情况下位于与每个摆轮2附接的位置处。因此，数值远离自然弯曲模式(大约600Hz的自然频率与振荡器的5-10Hz的频率相比较)。该中间板53还加强了摆轮2的附接。

图5示出了在一个有利实施例中的这种扭丝5，其中，该扭丝包括位于两根线材51和52之间的这种中间板53。这些线材51和52均形成了自由的扭转部。优选地，扭丝5包括位于这些线材51和52的与中间板53相对的端部处的端板54和56，特别地，这些端板具有用于锚固扭丝5并保持其张力的洞眼或孔55和57。清楚的是，因而由线材51和52形成扭丝5的有效部分。中间板53和端板54和56用于嵌入到保持夹持件中，或者通过任何其它方式(焊接、结合/粘接或者其他方式)附接到用于与所涉及的调速装置1的各种组件附接的元件上。这里，总有效长度LL是线材51和52的有效长度LU1和LU2的和。

实施本发明的主要困难在于：生产测微扭丝5和在不损坏该扭丝的情况下将该扭丝装配到调速装置1中，其中，使用上述材料尤其是提供非常好的功能结果的金属玻璃进行该生产是极度困难的。图6中示出了一种好的解决方案，其包括使用一种坯件50，该坯件形成为比成品的扭丝5的刚性更强，以允许操作员或者自动操作员对其进行操作并允许其插入振荡器中。该坯件包括可以由脆性区域59限定的可断裂的加强筋58。这些可断裂的加强筋58在装配后被折断并且从机构中移除。在图6示出的特定的非限制性变型中，这些加强筋58平行于位于扭丝5两侧的线材51和52。

图7示出了安装在图5的扭丝5的中间板53上的摆轴3。摆轴3可以有利地包括若干同心部分：包括至少一个用于接纳中间板53的壳腔36的中心部，该中心部可以包括用于使摆轮相对于扭丝轴向定位的销腔(如果中间部53也包括用于所述销的壳腔的话)；该中心部可以通过至少一个弹性槽缝形成为夹持件，并且由形成摆轴3的外周部件的衬套围绕，该衬套通过夹持使得夹持件固定不动，从而使得扭丝5的中间部53固定不动。壳腔36可以采用具有平行表面的凹槽的形式，或者如图7和7A所示采用具有方形凹入轮廓的定位装置的形式，或类似形式，并且优选地，壳腔36包括未在图中示出的至少一个槽缝或者类似物，其赋予壳腔36弹性，使得扭丝5能在不受到损坏的情况下被保持。

在一变型中，中间板53被压入到摆轴3的具有方形或矩形横截面的壳腔中，并且通过结合/粘接或类似方式被保持。

图8-12示出了第二实施例，其易于生产并且允许模块化的预装配。该第二实施例结合了如上所述的扭丝的特征。根据该第二实施例的调速装置1包括至少一个调节杆75,85，用于对形成张力调节装置20的扭丝5的端部锚固件301,302中的至少一个进行张力调节。

图8示出了用于夹持图5的扭丝5的端板54的第一锚固装置301，以及张力调节装置。该第一锚固装置301包括由衬套110夹持的夹持件11。图10示出了该夹持件11，其中以虚线示出了端板54和销117，该端板54包括在根据图5的扭丝5中并且平行于轴线插入第一槽缝115，该销117穿过在该端板54中的洞眼55并且靠接安装在V型槽116中，该V型槽位于平行于轴线D且正交于第一槽缝115的第二槽缝113的开口处。夹持件11包括用于扭丝5穿过的轴向通道114。该第一锚固装置301还包括与夹持件11同心(图8和11中可见)且夹紧夹持件11的衬套110。该衬套110包括角度标示切口112，该角度标示切口与在图8、9和11中示出且通过螺钉801固定在桥夹板8上的定向和保持条片83的喙形部830配合。

同样地，第二锚固装置302包括被包围在衬套130中的夹持件13，该夹持件由通过螺钉701固定到主机板7上的条片73的喙形部730在角向上保持。

图8示出了针对此第二实施例的扭丝5的张力的张力调节装置20。这些装置20包括位于桥夹板侧的至少一个调节杆85和/或位于主机板侧的调节杆75，在任何情况下，调节杆都以靠接方式作用在相应的衬套11,13上，以改变该衬套的位置。

图12示出了这种调节杆85：它能通过减少穿过桥夹板8的螺钉45沿着位于调节杆85的一端处的轴线D2在包含于调节杆85中的内螺纹850中的运动，向夹持件11施加测微行程。螺钉45的端部453靠接在固定到主机板7的小连接杆44上。在紧邻由沿轴线D1穿过洞眼852且与桥夹板8啮合的螺钉851的固定附接点处，该调节杆85包括至少一个横截面减小的区域854(例如，凹槽)，从而使调节杆85具有足够的弹性。在位于内螺纹850中的调节螺钉的作用下，根据这里示出的构型的一个臂853或者两个臂853压在衬套11上并允许对扭丝5的张力进行微调。

类似的机构存在于主机板7一侧，其中，调节杆75包括沿轴线D4的内螺纹750，其与穿过主机板7的螺钉702配合。在紧邻由沿轴线D3穿过洞眼752且与主机板7啮合的螺钉751的固定附接点处，调节杆75包括至少一个横截面减小的区域754。

位于桥夹板侧的杆85的减少率(reduction ratio)等于A2/A1，A2为轴线D1和D2之间的距离，A1为轴线D1和D之间的距离。

位于主机板侧的杆75的减少率等于A4/A3，A4为轴线D3和D4之间的距离，A3为轴线D3和D之间的距离。

施加在扭丝5上的牵引力在每侧约为0.5N。优选地，位于主机板侧的杆75允许执行预加应力，并且位于桥夹板侧的杆85允许进行微调(和频率调节)。

在附图所示的一个特定实施例中，减少率在桥夹板侧和主机板侧是不同的。

在一特定实施例中，在靠近扭丝5的两端处，选择用于桥夹板侧的杆85和主机板侧的杆75的材料具有不同的热膨胀系数。

而且，图8示出了另一种热补偿装置，其通过在主机板7或桥夹板8和相对的调节杆85或调节杆75之间插入小连接杆44而形成，因此该连接杆44的膨胀改变了相关的杆85或75的位置，并且因此校正了对应的衬套11，13的压力，以及扭丝5的张力。在附图示出的该变型中，该连接杆44在埋头孔452中嵌入主机板7内。该连接杆44上支靠有杆85的调节螺钉45的端部453。螺钉45的头部的下表面451以间隙J远离桥夹板8的埋头孔8A。连接杆44的材料选择为可以补偿热效应，连接杆44的膨胀改变了端部453的支靠位置，并且因此改变了调节杆85的位置及其在夹持件11上的靠接。

本发明允许生成独立配备的模块300，其包括在中间部承载至少一个摆轮2的扭丝5和位于扭丝5的两端处的锚固装置301和302。第一锚固装置301用于嵌入扭丝5的第一有效线材51的端部，而第二锚固装置302用于嵌入扭丝5的第二有效线材52的端部，第一有效线材51和第二有效线材52位于至少一个摆轮2的两侧。

图8还示出了用于引入这种配备模块300的可移除的工具401的一部分。衬套110包括凹槽111，该工具401的唇部87与该凹槽111配合。同样地，工具401的唇部77能够与抓持第二锚固装置302的夹持件13的衬套130的凹槽131配合。在图8和9示出的特定构型中，主机板7和桥夹板8均构造有侧向开口以允许侧向插入这种配备模块，在此特定变型中，衬套110和130被承载在半圆柱体上。喙形部87和77用作叉件以允许插入和定位，这样足以通过调节杆85和75调节张力，以及通过条片83和73执行角度标示。

图9示出了由两个螺钉形成的另一种可移除工具402，以用于暂时保持在理论角度位置以进行初始装配。每个螺钉都使得喙形部830，730能够在插入模块期间远离相关的条片83，73移动，拆卸每个螺钉会释放对应的喙形部并允许实现角度标示。

图9还更具体地示出了一种具有针对引导标记的角度标示的变型。臂83由螺钉801保持，而非在洞眼中，但是孔831和螺钉801将条片83的角向运动限定在角度α。这允许对冲击销、叉头和擒纵线的引导标记的对准进行微调。

在图8示出的一有利实施例中，调速装置1包括至少一个嵌入到主机板7的壳腔452中的部件，这里为小的连接杆44，且与扭转复位装置4(特别是扭丝5)同时伸长。

本发明还涉及包括至少一个这种钟表机芯100的钟表200。优选地，该钟表200为手表。更具体地，该手表200设置有调速装置1，该调速装置以高于或等于5Hz的频率振荡，并且很好地利用了根据本发明的具有扭丝5的调速装置1的优点。

简而言之，使用合适的扭丝提供了实现双重功能的优点：

-产生摆轮的复位扭矩，替代传统的游丝；

-悬置摆轮，

同时无需枢轴。

理论上，该扭摆具有极好的等时性，并且本发明实现的技术方案对于在每个位置都实现手表运转的规律性提供了令人满意的答案。

Claims (24)

1.一种钟表调速装置(1)，包括至少一个摆轮(2)，所述摆轮绕振荡轴线(D)振荡并且受到扭转复位装置(4)施加的复位扭矩，其特征在于，所述至少一个摆轮(2)包括附接装置(10)，所述附接装置使得所述摆轮与至少一个扭丝(5)一体振荡，所述扭丝形成用于所述至少一个摆轮(2)的所述扭转复位装置(4)，其中，受到扭转的所述扭丝(5)的有效部分(51；52)的横截面的最大尺寸小于100微米，所述有效部分(51；52)的横截面的最小尺寸小于50微米，所述扭丝(5)的总长度(LT)小于6毫米，并且所述调速装置(1)包括张紧所述至少一个扭丝(5)的张紧装置(400)。

2.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)具有大于100GPa的弹性模量和大于2000MPa的弹性极限。

3.根据权利要求1或2所述的调速装置(1)，其特征在于，在沿所述振荡轴线(D)的所述附接装置(10)的两侧，所述摆轮(2)包括限制所述扭丝(5)和所述摆轮(2)之间的径向间隙的第一装置(15)和第二装置(16)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)具有矩形或方形横截面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，为了避免任何不利的弯曲模式，所述扭丝(5)包括至少一个中间板(53)，所述中间板(53)的横截面大于在扭转状态下工作的所述扭丝(5)的有效线材(51；52)的横截面，所述中间板(53)固定到所述至少一个摆轮(2)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，为了由所述张紧装置(400)进行操作，所述扭丝(5)在其至少一个端部处包括至少一个端板(54；56)，所述端板(54；56)的横截面大于在扭转状态下工作的所述扭丝(5)的有效线材(51；52)的横截面，所述中间板(53)固定在所述至少一个摆轮(2)上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，所述调速装置形成独立配备的模块(300)，所述模块包括在其中间部承载所述至少一个摆轮(2)的扭丝(5)和在所述扭丝(5)的两端处的第一锚固装置(301)和第二锚固装置(302)，所述第一锚固装置(301)用于嵌入所述扭丝(5)的第一有效线材(51)的端部，而所述第二锚固装置(302)用于嵌入所述扭丝(5)的第二有效线材(52)的端部，所述第一有效线材(51)和所述第二有效线材(52)位于所述至少一个摆轮(2)的两侧。

8.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，所述张紧装置(400)包括锚固装置(30)，所述锚固装置(30)设置用于嵌入所述至少一个扭丝(5)，并且包括在所述扭丝(5)的第一端处的第一锚固装置(301)和/或在所述扭丝(5)的与所述第一端相对的第二端处的第二锚固装置(302)。

9.根据权利要求6和8所述的调速装置(1)，其特征在于，所述第一或第二锚固装置(301；302)包括夹持件(11；13)，所述夹持件设置用于在与所述夹持件(11；13)同心的衬套(110；130)的作用下接纳和夹紧所述端板(54；56)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，所述调速装置包括张力调节装置(20)，所述张力调节装置(20)设置成作用在所述张紧装置(400)上以调节所述扭丝(5)的张力。

11.根据权利要求9或10所述的调速装置(1)，其特征在于，所述张力调节装置(20)设置为在所述夹持件(11；13)上施加力以调节所述夹持件的位置。

12.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述张力调节装置(20)包括至少一个调节杆(85；75)，所述调节杆(85；75)设置成以靠接方式作用在所述衬套(11；13)上以改变所述衬套的位置，所述调节杆(85；75)包括至少一个横截面减小的区域(854；754)，从而赋予所述调节杆(85；75)足够的弹性。

13.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述调速装置包括热补偿装置，所述热补偿装置是通过在主机板(7)或桥夹板(8)和相对的调节杆(85；75)之间插入小的连接杆(44)而形成的，所述扭丝(5)在所述主机板(7)和所述桥夹板(8)之间拉伸，所述连接杆(44)的膨胀改变了相关的所述调节杆的位置，并且因此校正了在所述衬套(11；13)上的压力和所述扭丝(5)的张力。

14.根据权利要求12或13所述的调速装置(1)，其特征在于，所述调速装置在所述扭丝(5)的两端中的每一个处均包括所述调节杆(85；75)，所述调节杆具有不同的减少率，以获得允许根据温度自动调节所述扭丝(5)的张力的热补偿。

15.根据权利要求1所述的调速装置(1)，其特征在于，所述调速装置为一体式结构(40)，所述一体式结构包括所述扭丝(5)、所述摆轮(2)和所述扭丝(5)在其中被拉伸的刚性框架(41)。

16.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述摆轮(2)制成梁的形式。

17.根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)由至少部分为非晶态的合金制成，所述合金仅由锆、钛、铜、镍和铍形成，并且包括质量百分比为41％至44％的锆、质量百分比为11％至14％的钛、质量百分比为9％至13％的铜、质量百分比为10％至11％的镍、以及质量百分比为22％至25％的铍。

18.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)由称为LM1b的金属玻璃制成。

19.根据权利要求1或2所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)由金属玻璃制成，或者由至少部分为非晶态的合金制成，该合金包括质量百分比为75.44％的镍、13％的铬、4.2％的铁、4.5％的硅、0.06％的碳和2.8％的硼。

20.根据前一项权利要求所述的调速装置(1)，其特征在于，所述扭丝(5)由称为MBF20的金属玻璃制成。

21.一种钟表机芯(100)，所述钟表机芯包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的调速装置(1)，所述调速装置在主机板(7)和桥夹板(8)之间振荡，其特征在于，为了嵌入所述扭丝(5)，所述机芯包括用于锚固所述调速装置(1)的锚固装置(30)，所述锚固装置(30)由用于锚固到所述桥夹板(8)的第一装置(301)和用于锚固到所述主机板(7)的第二装置(302)形成，并且所述第一装置和所述第二装置一起限定了所述调速装置(1)的所述振荡轴线(D)。

22.根据前一项权利要求所述的钟表机芯(100)，其特征在于，所述机芯包括通过调节所述桥夹板(8)和所述主机板(7)之间的距离而用于所述扭丝(5)的张力调节装置(20)。

23.根据前一项权利要求所述的钟表机芯(100)，其特征在于，所述张力调节装置(20)包括带螺纹的衬套(23)，所述衬套(23)以互补的方式与所述主机板(7)的内螺纹(74)配合，与和所述主机板(7)成一体的螺母(5)配合的至少一个螺钉(22)设置成将所述桥夹板(8)推向所述主机板(7)，在所述衬套的调节位置靠接在所述衬套(23)上。

24.一种钟表，所述钟表包括至少一个根据权利要求21-23中任一项所述的钟表机芯(100)，其特征在于，所述钟表为手表，并且所述调速装置(1)以高于或等于5Hz的频率振荡。