CN107168031A - 可调节的辅助温度补偿系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种摆轮，该摆轮包括轮缘，该轮缘通过至少一个臂部连接到毂部上，其特征在于，摆轮包括可调节的辅助温度补偿系统，该可调节的辅助温度补偿系统安装在由轮缘限定的空间中，以允许摆轮的可调节的温度补偿。

Description

可调节的辅助温度补偿系统
技术领域
本发明涉及一种可调节的辅助温度补偿系统，并具体涉及安装在用于游丝摆轮螺旋谐振器的摆轮上的这种系统。
背景技术
文献EP 1 422 436参考地包含在本申请中，它说明了如何制造补偿游丝，该游丝包括涂有二氧化硅涂层的硅芯部，并且围绕具有预定惯性的摆轮工作，以为所述谐振器组件提供温度补偿。
制造这种补偿游丝具有多个优点，但是它们存在任何制造过程的缺点。换句话说，从硅板切割游丝的阶段经受非常低水平的几何偏差，但是在补偿游丝的情况下，这仍然是可以忽略的，在补偿游丝的情况下，对每种类型的机芯都需要提供类似的操作。
发明内容
本发明的目的是，通过提出一种摆轮来减少上述缺点中的一些或全部，该摆轮具有可调节的温度补偿，以修正游丝摆轮螺旋谐振器的部件中的制造误差。
为此，本发明涉及一种摆轮，该摆轮包括轮缘，该轮缘通过至少一个臂部连接到毂部上，其特征在于，摆轮包括可调节的辅助温度补偿系统，该可调节的辅助温度补偿系统安装在由所述轮缘限定的空间中，以允许摆轮的可调节的温度补偿。
这因此意味着，可调节的辅助温度补偿系统可以适合于用于已经设计好的手表机芯的摆轮，并且使得可以个别地补偿各机芯固有的偏差，以形成例如与仅具有补偿游丝的情形相比对温度变化更不敏感的游丝摆轮螺旋谐振器。因此，该可调节的辅助温度补偿系统不是形成补偿组件的一部分，而是提供一种改善基本调节的装置。
根据本发明的其它有利实施例：
-可调节的辅助温度补偿系统安装在摆轮的所述至少一个臂部或毂部或轮缘上；
-可调节的辅助温度补偿系统包括固定装置，该固定装置包括在毂部和轮缘之间的可调节的定位装置，以调节可调节的辅助温度补偿系统的影响；
-可调节的定位装置包括径向凹部，该径向凹部使得可以在毂部和轮缘之间选择位置；
-固定装置还包括可调节的定向装置，以调节可调节的辅助温度补偿系统的影响；
-可调节的辅助温度补偿系统包括双金属条装置，该双金属条装置包括至少一个第一条状件和至少一个第二条状件，其中，所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件各自具有不同的膨胀系数，并且布置成使得它们附装在彼此上，以确保双金属条装置的曲率随温度变化；
-所述至少一个第一条状件是基于硅的；
-所述至少一个第二条状件是基于金属的；
-在环境温度和压力条件下，双金属条装置形成弯曲的带状件；
-双金属条装置包括块状件，该块状件与所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件中的一个的端部是一体的，使得可以增加可调节的辅助温度补偿系统的影响；
-可调节的辅助温度补偿系统还包括配重，以补偿双金属条装置的重量；
-摆轮包括多个可调节的辅助温度补偿系统。
另外，本发明涉及一种包括补偿游丝的谐振器，其中，该补偿游丝连接到根据上述实施例中的一个的摆轮上。
附图说明
从下文参考附图通过示例以非穷尽方式给出的描述中，可以发现其它具体特征和优点，其中：
-图1是根据本发明的手表机芯的局部视图；
-图2至4示出根据本发明的可调节的辅助温度补偿系统的三个实施例；
-图5至6示出根据本发明的可调节的辅助温度补偿系统的第二实施例的两种替代方案。
具体实施方式
如图1所示，谐振器1包括补偿游丝3，该补偿游丝3是涂有二氧化硅涂层的硅类型的并且围绕具有预定惯性的摆轮5工作，该谐振器1在机械手表制造领域提供了史无前例的温度补偿。
然而，制造变量和补偿游丝不一定是涂有二氧化硅涂层的硅类型的事实已经导致申请人寻求调整方案。因此，显然，需要一种可调节的辅助温度补偿系统，以在±0.5s.j-1.°-1的范围内调节谐振器的热系数，并且该系统应当能够适合于现有手表机芯。
本发明因此提出修改标准摆轮，该标准摆轮包括未切割的轮缘，该轮缘通过至少一个臂部连接到毂部上。根据本发明，摆轮有利地包括可调节的辅助温度补偿系统，该系统安装在由未切割的轮缘限定的空间中，或者非常靠近该轮缘，以允许摆轮的可调节的温度补偿。
这因此意味着，可调节的辅助温度补偿系统使得可以个别地调节每个机芯的热系数，从而使得该游丝摆轮螺旋谐振器与仅具有补偿游丝的情况相比对温度变化更不敏感。因此，可调节的辅助温度补偿系统不形成补偿组件的一部分，但是提供了一种改善基本调节的装置。
根据图2所示的第一实施例，所示摆轮15包括轮缘14，该轮缘14安装有调节螺钉16并且通过四个臂部12连接到毂部11上。摆轮15有利地包括可调节的辅助温度补偿系统13，该可调节的辅助温度补偿系统13安装在由轮缘14限定的空间中，换句话说，安装在由轮缘14的内径限定的空间中，或非常靠近该轮缘，使得可以在等同的体积/等同的尺寸中调节摆轮15的温度补偿。
显然，其目的是，使得可以根据温度变化以预定的方式调节摆轮15的惯性的变化，从而修正游丝摆轮螺旋谐振器1的部件中的制造误差。
在图2所示的第一实施例中，可调节的辅助温度补偿系统13安装在摆轮15的一个臂部12上。
为此，可调节的辅助温度补偿系统13包括固定装置19，该固定装置19包括在毂部11和轮缘14之间的可调节的定位装置，以调节可调节的辅助温度补偿系统13的影响。在图2所示的示例中，可调节的定位装置包括径向凹部18，该径向凹部18使得可以借助于在毂部11和轮缘14之间的平移运动T沿着摆轮15的半径选择位置。
另外，固定装置19还包括可调节的定向装置，以进一步优化调节可调节的辅助温度补偿系统13的影响的方式。在图2的示例中，可调节的定向装置包括安装在径向凹部18中的枢轴22，该枢轴22使得能够通过可调节的辅助温度补偿系统13的基部17的转动R(例如借助于凹口20)来选择相对于摆轮15的臂部12的角度。
根据图2所示的第一实施例，可调节的辅助温度补偿系统13包括双金属条装置21，该双金属条装置21形成基部17的一体部分，并且包括至少一个第一条状件23和至少一个第二条状件25。所述至少一个第一条状件23和至少一个第二条状件25各自具有不同的膨胀系数，并且布置成使得它们附装在彼此上，以确保双金属条装置21的曲率随温度变化。
另外，双金属条装置21包括块状件24，该块状件24与所述至少一个第一条状件23和至少一个第二条状件25中的一个的端部是一体的，这使得可以增加可调节的辅助温度补偿系统13的影响。
因此，显然，通过调节可调节的辅助温度补偿系统13在臂部的径向凹部18中的平移运动T和转动R，可以根据温度变化选择对摆轮15的惯性的预定调节。
当然，本发明不限于所示实施例，而是具有对于本领域技术人员来说显而易见的各种替代方案和变型。尤其是，摆轮15可以包括多个可调节的辅助温度补偿系统13并且/或者配重可以用于每个可调节的辅助温度补偿系统13，如第二实施例所述。摆轮还可以具有不同的几何形状，例如更少或更多个臂部、切割的轮缘或由多个弯曲叶片形成的轮缘。最后，可以根据热系数的所需调节范围，就每个可调节的辅助温度补偿系统13的材料或用于双金属条装置21和/或块状件24和/或固定装置19的几何形状改变该可调节的辅助温度补偿系统13。
根据图3所示的第二实施例，所示摆轮35包括轮缘34，该轮缘34安装有调节螺钉36并且通过四个臂部32连接到毂部31。根据本发明，摆轮35有利地包括可调节的辅助温度补偿系统33，该可调节的辅助温度补偿系统33安装在由轮缘34限定的空间中，换句话说，安装在由轮缘34的内径限定的体积中，使得可以调节摆轮35的温度补偿。
显然，其目的是，使得可以根据温度变化以预定的方式调节摆轮35的惯性的变化，从而修正游丝摆轮螺旋谐振器1的部件中的制造误差。
在图3所示的第二实施例中，可调节的辅助温度补偿系统33使用两个脚部46安装在摆轮35的毂部31上。
为此，可调节的辅助温度补偿系统33包括固定装置39，该固定装置39包括在毂部31和轮缘34之间的可调节的定位装置，以调节可调节的辅助温度补偿系统33的影响。在图3所示的示例中，可调节的定位装置包括在两个脚部46之间的径向凹部38，使得可以通过在毂部31和轮缘34之间的平移运动T沿着摆轮35的半径选择位置。
另外，固定装置39还包括可调节的定向装置，以进一步优化调节可调节的辅助温度补偿系统33的影响的方式。在图3的示例中，可调节的定向装置包括安装在位于脚部46之间的径向凹部38中的枢轴42，该枢轴22使得可以借助于可调节的辅助温度补偿系统33的基部37的转动R(例如借助于凹口40)来选择相对于脚部46的角度。
根据图3所示的第二实施例，可调节的辅助温度补偿系统33包括双金属条装置41，该双金属条装置41形成基部37的一体部分，并且包括至少一个第一条状件43和至少一个第二条状件45。所述至少一个第一条状件43和至少一个第二条状件45各自具有不同的膨胀系数，并且布置成使得它们附装在彼此上，以确保双金属条装置41的曲率随温度变化。
另外，双金属条装置41包括块状件44，该块状件44与所述至少一个第一条状件43和至少一个第二条状件45中的一个的端部是一体的，使得可以增加可调节的辅助温度补偿系统33的影响。
因此，显然，通过调节可调节的辅助温度补偿系统33在脚部46的径向凹部38中的平移运动T和转动R，可以根据温度变化选择对摆轮35的惯性的预定调节。
当然，本发明不限于所示实施例，而是具有对于本领域技术人员来说显而易见的各种替代方案和变型。尤其是，摆轮还可以具有不同的几何形状，例如更少或更多个臂部、切割的轮缘或由多个弯曲叶片形成的轮缘。另外，可以根据热系数的所需调节范围，就各可调节的辅助温度补偿系统33的材料或用于双金属条装置41和/或块状件44和/或固定装置39的几何形状改变该可调节的辅助温度补偿系统33。
另外，根据第二实施例的第一替代方案，摆轮35'可以包括多个可调节的辅助温度补偿系统331、332，以使摆轮35'平衡。因此，如图5所示，摆轮35'包括两个关于毂部31对称布置的可调节的辅助温度补偿系统331、332。
因此，通过调节各可调节的辅助温度补偿系统331、332在相关联的脚部461、462的径向凹部381、382中的平移运动T1、T2和转动R1、R2，可以根据温度变化选择对摆轮35'的惯性的预定调节，同时实现比在图3所示的示例更好的平衡结果。
最后，根据第二实施例的第二替代方案，摆轮35”还可以包括用于各可调节的辅助温度补偿系统331'、332'的配重471、472，从而各可调节的辅助温度补偿系统331'、332'的质心在给定的温度(例如23℃)下基本上固定不动，而与转动R1、R2无关。
因此，在图6所示的结合了第二实施例的第一和第二替代方案的示例中，摆轮35”包括两个关于毂部31对称布置的可调节的辅助温度补偿系统331'、332'。可调节的辅助温度补偿系统331'、332'通过两个脚部461、462安装在摆轮35”的毂部31上。如图6所示，配重471、472形成各基部371、372的一体部分，从而在各可调节的辅助温度补偿系统331'、332'进行转动R1、R2时补偿双金属条组件461、462-块状件441、442的重量。
为此，各可调节的辅助温度补偿系统331、332包括固定装置391、392，该固定装置391、392包括可调节的定位装置，该可调节的定位装置具有在两个脚部461、462之间的径向凹部381、382，从而可以通过在毂部31和轮缘34之间的平移运动T1、T2沿着摆轮35”选择位置。因此，显然，在转动期间，可调节的辅助温度补偿系统331、332关于摆轮35”的转动轴线具有固定的工作半径，但是这不受摩擦。
另外，固定装置391、392还包括可调节的定向装置，该可调节的定向装置包括安装在位于脚部461、462之间的径向凹部381、382中的枢轴421、422，从而可以借助于可调节的辅助温度补偿系统331'、332'的基部371、372的转动R1、R2来选择相对于脚部461、462的角度。
因此，显然，通过调节各可调节的辅助温度补偿系统331'、332'在相关联的脚部461、462的径向凹部381、382中的平移运动T1、T2和转动R1、R2，可以根据温度变化选择对摆轮35”的惯性的预定调节，同时与图3所示的示例相比，实现更好的平衡结果，并且确保可调节的辅助温度补偿系统331'、332'的质心基本上保持固定不动。
根据如图4所示的第三实施例，所示摆轮55包括轮缘54，该轮缘54安装有调节螺钉56并且通过四个臂部52连接到毂部51上。根据本发明，摆轮55有利地包括可调节的辅助温度补偿系统53，该可调节的辅助温度补偿系统53安装在由轮缘54限定的空间中，换句话说，安装在由轮缘54的内径限定的体积中，使得可以调节摆轮55的温度补偿。
显然，其目的是，使得可以根据温度变化以预定的方式调节摆轮55的惯性的变化，从而修正游丝摆轮螺旋谐振器1的部件中的制造误差。
在图4所示的第三实施例中，可调节的辅助温度补偿系统53使用两个脚部66安装在摆轮55的毂部51上。
为此，可调节的辅助温度补偿系统53包括固定装置59，该固定装置59包括在毂部51和轮缘54之间的可调节的定位装置，以调节可调节的辅助温度补偿系统53的影响。在图4所示的示例中，可调节的定位装置包括在两个脚部66之间的径向凹部58，使得可以借助于在毂部51和轮缘54之间的平移运动T沿着摆轮55的半径选择位置。
另外，固定装置59还包括可调节的定向装置，以进一步优化调节可调节的辅助温度补偿系统53的影响的方式。在图4的示例中，可调节的定向装置包括安装在位于脚部66之间的径向凹部58中的枢轴62，该枢轴62使得可以借助于可调节的辅助温度补偿系统53的基部57的转动R(例如借助于凹口60)来选择相对于脚部66的角度。
根据图4所示的第三实施例，可调节的辅助温度补偿系统53包括双金属条装置61，该双金属条装置61形成基部57的一体部分，并且包括至少一个第一条状件65和至少一个第二条状件65。所述至少一个第一条状件63和至少一个第二条状件65各自具有不同的膨胀系数，并且布置成使得它们附装在彼此上，以确保双金属条装置61的曲率随温度变化。
另外，双金属条装置61包括块状件64，该块状件64与所述至少一个第一条状件63和至少一个第二条状件65中的一个的端部是一体的，使得可以增加可调节的辅助温度补偿系统53的影响。
因此，显然，通过调节可调节的辅助温度补偿系统53在脚部66的径向凹部58中的平移运动T和转动R，可以根据温度变化选择对摆轮55的惯性的预定调节。
当然，本发明不限于所示实施例，而是具有对于本领域技术人员来说显而易见的各种替代方案和变型。尤其是，摆轮55可以包括多个可调节的辅助温度补偿系统53并且/或者配重可以用于各可调节的辅助温度补偿系统53，如上文针对第二实施例所述的。摆轮还可以具有不同的几何形状，例如更少或更多个臂部、切割的轮缘或由多个弯曲叶片形成的轮缘。最后，可以根据热系数的所需调节范围，就各可调节的辅助温度补偿系统53的材料或用于双金属条装置61和/或块状件64和/或固定装置59的几何形状调改变该可调节的辅助温度补偿系统53。
对于摆轮的各实施例，双金属条装置都必须对温度变化敏感。根据本发明的双金属条装置优选地包括至少一个基于硅的第一条状件和至少一个基于金属的第二条状件。
所述至少一个基于硅的第一条状件可以包括单晶硅、掺杂单晶硅、多晶硅、掺杂多晶硅、多孔硅、硅氧化物、石英、硅石、氮化硅或碳化硅。当然，当硅基材料是结晶相时，可以使用任何结晶取向。
另外，所述至少一个基于金属的第二条状件可以包括银和/或镁和/或铅和/或铊和/或镍和/或铜和/或锌和/或金和/或铝和/或铟和/或硫化橡胶。
根据本发明，所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件布置成使得它们附装至彼此，以确保双金属条装置的曲率随温度变化。实际上，随着温度升高，由所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件形成的带状件在膨胀系数最低的一侧弯曲。
另外，这具体意味着双金属条装置可以包括多个第一条状件，该第一条状件布置成使得它们可以附装到单个第二条状件上，或替代地，多个第二条状件布置成使得它们可以附装到单个第一条状件上。
在上文的实施例的情况下，双金属条装置的所需膨胀系数的差异大约在10和30·10-6K-1之间，并且该双金属条装置还应当优选地对磁场具有低敏感度。优选地使用单晶硅和镍/磷合金的结合。当然，可以通过电镀生长技术应用其它合金，例如金。还可设想将硅基部件装配到以更加传统的方式加工的诸如铜合金或非磁性钢那样的部件上。
这样，单晶硅具有在25℃下约2.5·10-6K-1的线性膨胀系数α，而金属或金属合金通常具有在25℃下基本上13和32·10-6K-1之间的线性膨胀系数。因此，显然，双金属条装置的膨胀系数的差异导致了高的温度敏感度。
根据本发明，在对应于25℃的温度和100kPa的压力的环境温度和压力条件(ATPC)下，双金属条装置优选地形成弯曲的带状件。
如上文第一和第二实施例所示，所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件通过互锁附装在彼此上。这样，互锁装置可以由凹槽-钩子组件或凹口-肋部组件形成。
当然，可以通过使用作为附加或替代选项的粘合剂材料或电成形，将所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件附装在彼此上。
当然，本发明不限于所示示例，而是具有对于本领域技术人员来说显而易见的各种替代方案和变型。尤其是，多个相同或不同的双金属条装置21、41、411、412、61可以分布在各基部17、37、371、372、57和各块状件24、44、441、442、64之间。
另外，各块状件24、44、441、442、64可以替代地由重锤代替，该重锤以与调节螺钉16、36、56相似的方式固定到所述至少一个第一条状件和/或至少一个第二条状件中的一个的自由端上，换句话说，旋拧到所述条状件中。该重锤因此可以由第三材料制成，该第三材料可以例如比前两种材料密度大。
最后，如上所述，可调节的辅助温度补偿系统可以安装在摆轮的臂部或毂部上。然而，不妨碍将可调节的辅助温度补偿系统替代地安装在摆轮的轮缘上，换句话说，安装在摆轮的轮缘的内径或外径上。

Claims (15)

1.一种摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，该摆轮包括轮缘(14、34、54)，该轮缘通过至少一个臂部(12、32、52)连接到毂部(11、31、51)上，所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)包括可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)，该可调节的辅助温度补偿系统安装在由所述轮缘(14、34、54)限定的空间中，所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)构造成调节所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)的温度补偿，该可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)包括：
-双金属条装置，该双金属条装置包括至少一个第一条状件和至少一个第二条状件，所述至少一个第一条状件和至少一个第二条状件各自具有不同的膨胀系数，并且布置成使得它们附装在彼此上，以确保该双金属条装置的曲率随温度变化，该双金属条装置在第一端和第二端之间延伸；
-固定装置，该固定装置形成所述双金属条装置的第一端的一体部分，该固定装置包括可调节的定向装置，该可调节的定向装置构造成改变所述可调节的辅助温度补偿系统相对于所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)的所述至少一个臂部(12、32、52)的取向，
-块状件，该块状件形成所述双金属条装置的第二端的一体部分。
2.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)安装在所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)的所述至少一个臂部(12、32、52)上。
3.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)安装在所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)的所述毂部(11、31、51)上。
4.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)安装在所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)的所述轮缘(14、34、54)上。
5.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述固定装置包括在所述毂部(11、31、51)和所述轮缘(14、34、54)之间的可调节的定位装置，该可调节的定位装置使得能够调节所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)的影响，该可调节的定位装置布置成使得它们改变所述毂部(11、31、51)和所述双金属条装置的第一端之间的径向距离。
6.根据权利要求5所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述可调节的定位装置包括径向凹部，该径向凹部使得能够在所述毂部(11、31、51)和所述轮缘(14、34、54)之间选择位置。
7.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述至少一个第一条状件是基于硅的。
8.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述至少一个第二条状件是基于金属的。
9.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述双金属条装置在环境温度和压力条件下形成弯曲的带状件。
10.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述块状件与所述至少一个第一条状件和所述至少一个第二条状件的端部中的一个形成一体件，以增加所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)的影响。
11.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)还包括配重，以补偿所述双金属条装置的重量。
12.根据权利要求1所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)，其特征在于，所述摆轮(5、15、35、35'、35”、55)包括多个可调节的辅助温度补偿系统(13、33、331、332、331'、332'、53)。
13.根据权利要求1所述的摆轮，其特征在于，所述块状件以与所述双金属条装置相切的曲线延伸。
14.根据权利要求1所述的摆轮，其特征在于，所述块状件包括在所述双金属条装置两侧的两个突出部分。
15.一种包括补偿游丝(3)的谐振器(1)，其特征在于，所述补偿游丝(3)连接到根据权利要求1至14中任一项所述的摆轮(5、15、35、35'、35”、55)。
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