CN106415410A - 由焊接材料制成的钟表构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钟表构件(21)，其包括第一硅基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)和第二金属基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)。根据本发明，第一部件的一个表面(24，28，30，31)激光焊接在第二部件的表面上，以便将所述部件牢固地固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种由焊接材料制成的钟表构件，尤其涉及包含硅基或陶瓷基材料的这种构件。
背景技术
包括硅基部件在内的现有组件通常是通过粘合剂结合进行固定。这种类型的操作要求非常精细的施加动作，这使其成本高昂。
还研发了一种硅基部件，其包括弹性变形区域以允许所述部件的组装。然而，根据应用情况，有时可能仍需要粘合剂结合以维持充分的接合力。
最后，还研发了一种能够塑性变形的中间部件，其设计成在保护硅基部件的同时被压入。然而，它们并非始终令人满意，因为根据应用情况，它们可能难以实现。
发明内容
本发明的一个目的是，通过提出一种钟表构件来克服全部或部分上述缺陷，所述钟表构件由包含硅基或陶瓷基材料的部件形成，所述部件利用电磁辐射直接焊接在诸如金属或金属合金的另一部件上。
为此，根据第一实施例，本发明涉及一种包括第一硅基部件和第二金属基部件的钟表构件，其特征在于，第一部件的一个表面利用激光式电磁辐射焊接在第二部件的一表面上，以便将第一和第二部件接合。
根据本发明，第一硅基部件包含单晶硅、掺杂单晶硅、多晶硅、掺杂多晶硅、多孔硅、氧化硅、石英、硅石、氮化硅或碳化硅。
根据第二实施例，本发明涉及一种包括第一陶瓷基部件和第二金属基部件的钟表构件，其特征在于，第一部件的一个表面利用激光式电磁辐射焊接在第二部件的一表面上，以便将第一和第二部件接合。
根据本发明，所述第一陶瓷基部件包含可光构造的玻璃(photostructurableglass)、硼硅酸盐、铝硅酸盐、石英玻璃、微晶玻璃、单晶刚玉、多晶刚玉、矾土、氧化铝、氮化铝、单晶红宝石、多晶红宝石、氧化锆、氧化钛、氮化钛、碳化钛、氮化钨、碳化钨、氮化硼或碳化硼。
根据本发明的两个实施例，有利地，应理解表面的直接焊接使得接头基本上不可见，因为激光式电磁辐射直接作用在两个部件之间的界面上。因此，该钟表构件属于复合类型，并且除了破坏性检查之外不可能辨别它是如何获得的。因此，根据本发明有利地，可以使用已经研发的部件并且随后将部件彼此接合，从而相比粘合剂结合改进了附着并且更好地确保了随着时间的性能。
最后，所述陶瓷基或硅基部件不需要具有弹性或塑性变形装置以防止它们在组装期间破裂，因为焊接会将陶瓷基或硅基部件的表面与金属基部件的表面直接接合。因此从紧凑性(不需要用于弹性或塑性变形装置的额外空间)和稳固性(材料间焊接)两个角度看，在钟表制造领域中的直接优势都很明显。
根据本发明的两个实施例的其它有利变型：
-第一硅基或陶瓷基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层；
-第一部件和/或第二部件形成游丝、冲击钉、摆轮、摆轴、圆盘、擒纵叉、擒纵叉轴、擒纵叉杆、擒纵叉头、擒纵叉瓦、叉头钉、轮副、轮、心轴、小齿轮、条夹板、机板、摆陀、上条柄轴、轴承或宝石轴承孔(jewel hole)；
-第二部件包含铁合金、铜合金、镍或其合金、钛或其合金、金或其合金、银或其合金、铂或其合金、钌或其合金、铑或其合金、或者钯或其合金。
此外，本发明涉及一种钟表，其特征在于，它包括根据前述变型中任一项的钟表构件。
另外，本发明还涉及一种用于制造用于钟表的根据第一实施例的钟表构件的方法，该方法包括以下步骤：
-形成第一硅基部件和第二金属基部件；
-将第一部件的一表面安装在第二部件的一表面上；
-利用激光式电磁辐射焊接安装在第二部件的表面上的第一部件的表面，以便将第一和第二部件彼此接合或固定。
最后，本发明还涉及一种用于制造用于钟表的根据第二实施例的钟表构件的方法，该方法包括以下步骤：
-形成第一陶瓷基部件和第二金属基部件；
-将第一部件的一表面安装在第二部件的一表面上；
-利用激光式电磁辐射焊接安装在第二部件的表面上的第一部件的表面，以便将第一和第二部件彼此接合。
根据本发明的两个实施例，有利地，应理解该方法很简单、快速并且不需要增加材料来将所述两种材料接合或向第一和第二部件施加接合力。此外，激光式电磁辐射提供了在要焊接的区域的位置和形状(平直的、倾斜的、非直线的，等等)方面的很大灵活性。因此应理解，可以使用已经研发的部件并且随后将部件彼此接合，从而相比粘合剂结合改进了附着并且更好地确保了随着时间的性能。
根据本发明的两个实施例的其它有利变型：
-第一硅基或陶瓷基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层；
-第一和第二部件中的一者不透所述激光式电磁辐射的波长，以便在第一和第二部件的表面彼此抵靠时焊接所述表面；
-当第一和第二部件可透所述激光式电磁辐射的波长时，在第一和第二部件的界面处沉积中间材料，以引起足够强烈的加热用以焊接所述第一和第二部件；
-第一部件和/或第二部件形成游丝、冲击钉、摆轮、摆轴、圆盘、擒纵叉、擒纵叉轴、擒纵叉杆、擒纵叉头、擒纵叉瓦、叉头钉、轮副、轮、心轴、小齿轮、条夹板、机板、摆陀、上条柄轴、轴承或宝石轴承孔；
-第二部件包含铁合金、铜合金、镍合金、钛或其合金、金或其合金、银或其合金、铂或其合金、钌或其合金、铑或其合金、或者钯或其合金。
附图说明
根据以下参考附图通过非限制性说明的方式给出的描述，其它特征和优点将清楚地显现，在附图中：
-图1是根据本发明的钟表构件的透视图；
-图2是根据本发明的钟表构件的截面图。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及一种借助于其材料不具有可用塑性范围(即具有非常有限的塑性范围)的部件和包含同一类型的材料或不同类型的材料的第二部件形成的钟表构件。
该构件针对钟表领域中的应用设计，并且由于脆性材料(诸如硅基材料或陶瓷基材料)所担当的日益增加的作用而变得必要。举例而言，可以设想形成完全或部分地基于脆性材料的游丝、摆轮、擒纵叉、条夹板、摆陀或甚至轮副(诸如擒纵轮)。
然而，始终必须使用普通部件——例如掌握了其制作的钢质心轴——是一个约束，其难以与使用不具有塑性范围的部件相调和。事实上，在测试期间，不可能压入钢质心轴，其系统性地导致脆性部件(即不具有可用塑性域的部件)破裂。例如，已经发现，由进入涂覆有二氧化硅的单晶硅部件中的开孔的金属心轴导致的剪切使所述单晶硅部件系统性地破裂。
因此，根据第一实施例，本发明涉及一种包括第一硅基部件和第二金属基部件的钟表构件，其特征在于，第一部件的一个表面利用激光式电磁辐射焊接在第二部件的一表面上，以便将它们彼此接合或固定。
根据本发明，有利地，应理解不需要如粘合剂结合或使用中间部件的情况那样，通过增加材料来接合两个部件。也不需要在第一部件中形成特定结构以便能将它组装在第二部件中。因此，作为示例，允许与具有相应横截面的心轴配合的简单的孔就足够了，其中该孔形成在第一部件或第二部件中。
因此应理解，可以使用已经研发的部件，并且随后使用激光式电磁辐射对该部件进行焊接，从而相比粘合剂结合改进了附着并且更好地确保了随着时间的性能。最后，表面的直接焊接使接头基本上不可见。事实上，第一和第二部件中的一者不透所述激光式电磁辐射的波长且另一者可透所述波长就足够了，以便在它们彼此抵靠时焊接第一和第二部件的所述表面。例如，欧洲专利1436830中说明了这种使用激光式电磁辐射的焊接，所述欧洲专利通过引用并入本说明书中。此外，如欧洲专利1436830中描述的，如果第一和第二部件可透所述激光式电磁辐射的波长，则可选择地，可使用旨在增强两种材料之间的接合的中间材料。因此，该中间材料形成用于引起足够强烈的加热的层，以使得两种材料熔合。
根据第一实施例，第一硅基部件优选地包含单晶硅、掺杂单晶硅、多晶硅、掺杂多晶硅、多孔硅、氧化硅、石英、硅石、氮化硅或碳化硅。此外，第一硅基部件也可任选地包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层，其取决于钟表构件的预期应用。
根据第二实施例，本发明涉及一种包括第一陶瓷基部件和第二金属基部件的钟表构件，其特征在于，第一部件的一个表面利用激光式电磁辐射焊接在第二部件的一表面上以便将第一部件和第二部件接合。
根据本发明，有利地，应理解不需要如粘合剂结合或使用中间部件的情况那样，通过增加材料来接合两个部件。也不需要在第一部件中形成特定结构以便能将它组装在第二部件中。因此，作为示例，允许与具有相应横截面的心轴配合的简单的孔就足够了，其中该孔形成在第一部件或第二部件中。
因此应理解，可以使用已经研发的部件，并且随后使用激光式电磁辐射对该部件进行焊接，从而相比粘合剂结合改进了附着并且更好地确保了随着时间的性能。最后，表面的直接焊接使接头基本上不可见。事实上，第一和第二部件中的一者不透所述激光式电磁辐射的波长且另一者可透所述波长就足够了，以便在它们彼此抵靠时焊接第一和第二部件的所述表面。例如，欧洲专利1436830中说明了这种使用激光式电磁辐射的焊接，所述欧洲专利通过引用并入本说明书中。此外，如欧洲专利1436830中描述的，如果第一和第二部件可透所述激光式电磁辐射的波长，则可选择地，可使用旨在增强两种材料之间的接合的中间材料。因此，该中间材料形成用于引起足够强烈的加热的层，以使得两种材料熔合。
根据第二实施例，第一陶瓷基部件优选包含可光构造的玻璃、硼硅酸盐、铝硅酸盐、石英玻璃、微晶玻璃、单晶刚玉、多晶刚玉、矾土、氧化铝、氮化铝、单晶红宝石、多晶红宝石、氧化锆、氧化钛、氮化钛、碳化钛、氮化钨、碳化钨、氮化硼或碳化硼。此外，第一陶瓷基部件也可任选地包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层，其取决于钟表构件的预期应用。
根据这两个实施例，第二部件优选包含铁合金(比如15P、20AP或316L钢)、铜合金(诸如黄铜)、镍合金(诸如镍银)、钛或其合金、金或其合金、银或其合金、铂或其合金、钌或其合金、铑或其合金、或者钯或其合金。
根据本发明的这两个实施例，第一部件和/或第二部件可形成多种多样的用于钟表的钟表构件。作为非限制性示例且参考图1，第一部件和/或第二部件因而尤其可形成游丝1、冲击钉2、摆轮3、摆轴4、圆盘5、擒纵叉6(诸如擒纵叉轴7、擒纵叉杆8、擒纵叉头9、擒纵叉瓦10和叉头钉11)、轮副12(诸如轮13、心轴14和小齿轮15)、条夹板16、机板17、摆陀18、上条柄轴19或宝石轴承孔20。
作为示例，图2示出形成游丝摆轮谐振器23的钟表构件21，其安装成在摆轴25上旋转。游丝21包括以多个盘圈延伸的条带，并且借助于内桩26安装在摆轴25的第一肩部24上。摆轮27借助于轮毂29安装在摆轴25的第二肩部28上。
因此应理解，例如，摆轴25可使用电磁辐射(诸如激光)直接在肩部24、28和/或圆柱形表面30、31处分别抵靠游丝22和/或摆轮27焊接。摆轴25或者游丝22和/或摆轮27可透过所述激光式电磁辐射的波长就足够了，以便焊接所述接触面。当然，可设置其它类型的接触面，例如倾斜表面或非直线表面。
本发明不限于所说明的示例，而是可以有本领域技术人员能想到的各种变型和改型。特别地，第二部件可由金属或金属合金以外类型的材料制成。因而，以非限制性的方式，第二部件也可由与第一部件相同的材料、陶瓷或半导体材料制成。
然而，在这种情况下，如欧洲专利1436830中说明的，如果第一和第二部件可透所述激光式电磁辐射的波长，则可选择地，必须使用旨在增强两种材料之间的接合的中间材料。事实上，该中间材料随后将形成用于引起足够强烈的加热的层，以使得可透所述激光式电磁辐射的波长的两种材料熔合。
如上文所述，第一部件和/或第二部件可形成多种多样的钟表构件。作为图2中的另外的示例，擒纵叉6可由形成擒纵叉杆8、擒纵叉瓦10和擒纵叉头9的第一部件以及形成摆轴7的第一第二部件和形成叉头钉11的第二第二部件构成。轮副12可由形成心轴14和小齿轮15的第一部件以及形成轮13的第二部件构成。谐振器组件可由形成设置有空腔的外壳的第一部件、形成音叉谐振器的第一第二部件和形成将谐振器封装在外壳中的盖的第二第二部件构成。
此外，第一部件可形成圆盘5并与形成冲击钉2的第二部件接合，第一部件可形成机板17或条夹板16并与形成宝石轴承孔20的若干第二部件接合，或者第一部件可形成摆陀18并与形成支承架的第二部件接合。
最后，所述任选的至少一个局部涂层不限于氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体。因此，取决于钟表构件的预期应用，可设想其它材料，例如以便改善钟表构件的摩擦学的、热的或视觉方面的品质。作为示例，可沉积至少一个局部热补偿涂层。
Claims (19)
1.一种钟表构件(21)，包括第一硅基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)和第二金属基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)，其特征在于，所述第一部件的一个表面(24，28，30，31)利用激光式电磁辐射焊接在所述第二部件的一表面上以便固定所述部件。
2.根据前一项权利要求所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第一硅基部件包含单晶硅、掺杂单晶硅、多晶硅、掺杂多晶硅、多孔硅、氧化硅、石英、硅石、氮化硅或碳化硅。
3.根据前一项权利要求所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第一硅基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层。
4.一种钟表构件(21)，包括第一陶瓷基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)和第二金属基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，22，25，27)，其特征在于，所述第一部件的一个表面(24，28，30，31)利用激光式电磁辐射焊接在所述第二部件的一表面上以便固定所述部件。
5.根据前一项权利要求所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第一陶瓷基部件包含可光构造的玻璃、硼硅酸盐、铝硅酸盐、石英玻璃、微晶玻璃、单晶刚玉、多晶刚玉、矾土、氧化铝、氮化铝、单晶红宝石、多晶红宝石、氧化锆、氧化钛、氮化钛、碳化钛、氮化钨、碳化钨、氮化硼或碳化硼。
6.根据前一项权利要求所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第一陶瓷基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层。
7.根据前述权利要求中任一项所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第一部件和/或所述第二部件形成游丝(1，22)、冲击钉(2)、摆轮(3，27)、摆轴(4，25)、圆盘(5)、擒纵叉(6)、擒纵叉轴(7)、擒纵叉杆(8)、擒纵叉头(9)、擒纵叉瓦(10)、叉头钉(11)、轮副(12)、轮(13)、心轴(14)、小齿轮(15)、条夹板(16)、机板(17)、摆陀(18)、上条柄轴(19)、轴承或宝石轴承孔(20)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的钟表构件(21)，其特征在于，所述第二部件包含铁合金、铜合金、镍或镍合金、钛或钛合金、金或金合金、银或银合金、铂或铂合金、钌或钌合金、铑或铑合金、或者钯或钯合金。
9.一种钟表，其特征在于，所述钟表包括根据前述权利要求中任一项所述的钟表构件(21)。
10.一种用于制造用于钟表的钟表构件(21)的方法，包括以下步骤：
-形成第一硅基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)和第二金属基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)；
-将所述第一部件的一表面(28，29，30，31，32)安装在所述第二部件的一表面上；
-利用激光式电磁辐射焊接安装在所述第二部件的表面上的所述第一部件的表面(28，29，30，31，32)，以便将所述部件彼此固定。
11.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一硅基部件包含单晶硅、掺杂单晶硅、多晶硅、掺杂多晶硅、多孔硅、氧化硅、石英、硅石、氮化硅或碳化硅。
12.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一硅基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层。
13.一种用于制造用于钟表的钟表构件(21)的方法，包括以下步骤：
-形成第一陶瓷基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)和第二金属基部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)；
-将所述第一部件的一表面(28，29，30，31，32)安装在所述第二部件的一表面上；
-利用激光式电磁辐射焊接安装在所述第二部件的表面上的所述第一部件的表面(28，29，30，31，32)，以便将所述部件彼此固定。
14.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一陶瓷基部件包含可光构造的玻璃、硼硅酸盐、铝硅酸盐、石英玻璃、微晶玻璃、单晶刚玉、多晶刚玉、矾土、氧化铝、氮化铝、单晶红宝石、多晶红宝石、氧化锆、氧化钛、氮化钛、碳化钛、氮化钨、碳化钨、氮化硼或碳化硼。
15.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一陶瓷基部件还包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体构成的至少一个局部涂层。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)中的一者不能透过所述激光式电磁辐射的波长，以便在所述第一和第二部件的表面互相抵靠时焊接所述表面。
17.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，当所述第一和第二部件(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，22，23，24，25，26，27)能透过所述激光式电磁辐射的波长时，在所述第一和第二部件的界面处沉积中间材料，以便引起足够强度的加热用以焊接所述第一和第二部件。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一部件和/或所述第二部件形成游丝(1，22)、冲击钉(2)、摆轮(3，27)、摆轴(4，25)、圆盘(5)、擒纵叉(6)、擒纵叉轴(7)、擒纵叉杆(8)、擒纵叉头(9)、擒纵叉瓦(10)、叉头钉(11)、轮副(12)、轮(13)、心轴(14)、小齿轮(15)、条夹板(16)、机板(17)、摆陀(18)、上条柄轴(19)、轴承或宝石轴承孔(20)。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二部件包含铁合金、铜合金、镍或镍合金、钛或钛合金、金或金合金、银或银合金、铂或铂合金、钌或钌合金、铑或铑合金、或者钯或钯合金。
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