CN109782566A - 用于在表壳中固定时钟机芯的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将时钟的机芯(2)固定至表壳(30)的元件(3)的系统(10)，该系统包括：用于首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触的至少一个夹具(1)，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具；以及装置(2a’；3a’)，其用于在机芯相对于表壳的元件被固定和/或移位时改变至少一个夹具的刚度，特别是改变至少一个夹具的弯曲刚度。

Description

用于在表壳中固定时钟机芯的系统
技术领域
本发明涉及一种用于将时钟的机芯固定至表壳的元件的系统。本发明还涉及一种包括这样的系统的时钟单元。本发明还涉及一种包括这样的系统或这样的单元的时钟。最后，本发明涉及一种操作这样的系统或这样的单元或这样的时钟的方法。
背景技术
通常，使用两个或三个壳体夹具将时钟的机芯组装或固定在表壳内，特别是固定在中部内。
当在表壳内组装机芯时，每个壳体夹具被插入到形成在中部的内周上的切口中，然后通过固定装置固定至机芯上。
该切口特别是可以成形为使得夹具可以产生合适的预应力，这可以将机芯压靠在表壳的中部上，以满足预定的标准。例如，一个标准可以是针对指定的冲击强度以及夹具的指定几何形状和材料使得机芯的活动范围最小化，不产生夹具塑性变形的风险。
图1和图2示出了这样的壳体夹具装置的结构。至少一个夹具1*被压靠在分别与机芯2*和表壳30*的中部3*相关联的、平坦且平行的表面2a*、3a*上。因此，夹具1*在组装机芯时弹性变形，使得夹具的弹性恢复力保持机芯2*的表面2b*抵住中部3*的表面3b*。在这种情况下，通过螺钉4*将夹具保持在机芯上。
然而，这样的方案可能存在问题。实际上，在组装期间和/或在冲击作用下存在夹具塑性变形的风险。这可能导致不期望的失去机芯与中部之间的接触，或者导致不期望的移除夹具的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在表壳中固定时钟机芯的系统，其可以克服上述缺点并改进现有技术中已知的装置。特别地，本发明提出了一种固定系统，其可靠性和坚固性相对于现有技术中已知的系统得到了改进。
根据本发明的第一方面，用于固定时钟机芯的系统由以下定义确定。
1.一种用于将时钟的机芯固定至表壳的元件的系统，该系统包括：
-至少一个夹具，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具，其用于首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触，以及
-装置，其用于在机芯相对于表壳的元件被固定和/或移位时改变至少一个夹具的刚度，特别是改变至少一个夹具的弯曲刚度。
2.根据定义1所述的系统，其中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置被设置成，使得在机芯被固定至表壳的元件或相对于表壳的元件从机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置被位移时改变至少一个夹具的弯曲长度，特别是减小至少一个夹具的弯曲长度。
3.根据定义1或2所述的系统，其中，在机芯被固定至表壳的元件或从机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置相对于表壳的元件被移位时，改变至少一个夹具的第一弯曲端部抵住机芯的支承力或触点和/或改变至少一个夹具的第二弯曲端部抵住表壳的元件的支承力或触点。
4.根据定义1至3中任一项所述的系统，其中，在机芯被固定至表壳的元件并且机芯处于机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置的状态下，用于改变至少一个夹具的刚度的装置在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与机芯进行接触的点之间包括第一间隙，该第一间隙的值小于Lc1或小于Lc1/3或小于Lc1/4，和/或该第一间隙的值大于Lc1/60或大于Lc1/30，其中Lc1是夹具能够支靠的第三表面在机芯的平面中的投影长度，并且长度Lc1在Lf/10和Lf之间，其中Lf是夹具的弯曲长度，和/或在机芯被固定至表壳的元件并且机芯处于机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置的状态下，用于改变至少一个夹具的刚度的装置在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与表壳的元件进行接触的点之间包括第二间隙，该第二间隙的值小于Lc2或小于Lc2/3或小于Lc2/4，和/或该第二间隙的值大于Lc2/60或大于Lc2/30，其中Lc2是夹具能够支靠的第五表面在机芯的平面中的投影长度，并且长度Lc2在Lf/10和Lf之间，其中Lf是在静止状态下测得的。
5.根据定义1至4中任一项所述的系统，其中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置包括：
-第三表面，其在机芯处于机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置时与夹具支靠的第四表面形成第一非零角度，和/或
-第五表面，其在机芯处于机芯的第一表面抵靠表壳的元件的第二表面的静止位置时与夹具支靠的第六表面形成第二非零角度。
6.根据定义5所述的系统，其中，第一角度小于45°或小于20°或小于15°或小于10°和/或大于1°或大于2°，和/或第二角度小于45°或小于20°或小于15°或小于10°和/或大于1°或大于2°。
7.根据定义5或6所述的系统，其中，第一表面是平坦的，和/或第二表面是平坦的，和/或第三表面是平坦的，和/或第四表面是平坦的，和/或第五表面是平坦的，和/或第六表面是平坦的。
8.根据定义5或6所述的系统，其中，第三表面是圆形的，特别是第三表面是圆柱部分，和/或第五表面是圆形的，特别是第五表面是圆柱部分。
9.根据定义1至8中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具包括截面，该截面的惯性矩沿着纵向轴线变化，特别是通过改变宽度和/或厚度而变化，和/或使得该截面使最大应力分布遍及至少一个夹具的至少一部分长度、特别是遍及夹具的至少一半长度是恒定的或是至少大体恒定的。
10.根据定义1至9中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具由超弹性合金和/或形状记忆合金、特别是镍钛合金、例如镍钛诺(Nitinol)制成，或者至少一个夹具由镍合金制成。
11.根据定义1至10中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具包括元件，特别是螺钉通孔，其用于固定至机芯或固定至表壳的元件。
根据本发明的第一方面，一种时钟单元由下述定义确定。
12.一种时钟单元，特别是时钟的机芯和/或表壳的元件或表壳，其包括根据定义1至11中任一项所述的系统。
13.根据定义12所述的时钟单元，其中，表壳的元件是中部。
14.根据定义12或13所述的时钟单元，其中，第三表面形成在机芯上，和/或第四表面形成在表壳的元件上。
15.根据定义12或13所述的时钟单元，其中，表壳的元件包括壳体衬圈和/或第四表面至少部分地形成在壳体衬圈上，或者机芯包括壳体衬圈和/或第三表面至少部分地形成在壳体衬圈上。
根据本发明的第一方面，一种时钟由下述定义确定。
16.一种时钟，特别是手表，其包括根据定义12至15中任一项所述的时钟单元和/或根据定义1至11中任一项所述的系统。
根据本发明的第二方面，一种用于固定时钟的机芯的系统由下述定义确定。
17.一种用于将时钟的机芯固定至表壳的元件的系统，该系统包括至少一个夹具，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具，其用于首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触，至少一个夹具由超弹性合金和/或形状记忆合金、特别是镍钛合金、例如镍钛诺制成。
18.根据定义17所述的系统，其中，至少一个夹具包括截面，该截面的惯性矩沿着纵向轴线变化，特别是通过改变宽度和/或厚度而变化，和/或使得该截面使最大应力分布遍及至少一个夹具的至少一部分长度、特别是遍及夹具的至少一半长度是恒定的或是至少大体恒定的。
19.根据定义17至18中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具包括元件，特别是螺钉通孔，其用于固定至机芯或固定至表壳的元件。
20.根据定义17至19中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具的厚度大于或等于0.5mm。
21.根据定义17至20中任一项所述的系统，其中，至少一个夹具的弯曲长度小于或等于1.35mm。
根据本发明的第二方面，一种时钟单元由下述定义确定。
22.一种时钟单元，特别是时钟的机芯或表壳的元件，其包括根据定义17至21中任一项所述的系统。
根据本发明的第二方面，一种时钟由下述定义确定。
23.一种时钟，特别是手表，其包括根据定义22所述的时钟单元和/或根据定义17至21中任一项所述的系统。
除非在逻辑上或技术上不相容，否则可以组合第一方面和第二方面的特征。
附图说明
附图通过举例的方式示出了根据本发明的时钟的两种实施方式。
图1和图2是现有技术中已知的组件的剖视图。
图3和图4是时钟的第一实施方式在两种状态下的视图。
图5和图6是时钟的第二实施方式在两种状态下的视图。
图7是可用于根据本发明的固定系统的第一夹具的几何形状的细节的立体图。
图8是说明在多个实施方式中具有相同几何形状的夹具的特性的汇总表。
图9是示出当机芯相对于表壳被移位时图8的固定系统的特性的曲线图。
图10是可用于根据本发明的固定系统的第二夹具的几何形状的细节的立体图。
图11是可用于根据本发明的固定系统的第三夹具的几何形状的纵向剖视图。
图12和图13是用于接合夹具的机芯表面的几何形状的例子的细节的视图。
图14是时钟的第三实施方式处于静止位置的视图。
图15至图17是表示机芯的恢复力的曲线图，对于不同类型的夹具，该恢复力随机芯相对于表壳的位移而变化。
具体实施方式
下面参照图3和图4描述时钟400的第一实施方式。例如，时钟是表，特别是手表。时钟包括表外壳或表壳30，其包括中部3。表壳30容纳时钟的机芯2。机芯可以是机械机芯或电子机芯。
时钟的机芯2和/或表壳的元件3和/或表壳30可以形成或构成时钟单元200的一部分，该时钟单元200包括用于将时钟的机芯2固定至表壳30的元件3的系统10或帮助该系统10。例如，表壳的元件可以是中部或扩大衬圈。
用于将时钟的机芯2固定至表壳的元件3的系统10包括：
-至少一个夹具1，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具，其用于首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触，以及
-装置2a’，其用于在机芯被固定至表壳的元件和/或机芯相对于表壳的元件被移位时改变至少一个夹具的刚度，特别是改变至少一个夹具的弯曲刚度。
该系统具有使用弹性壳体夹具的特征，特别地，在冲击情况下或在将机芯组装到表壳上时，在时钟的机芯相对于表壳位移期间，所述弹性壳体夹具的刚度可以随施加到其上的负载而变化。根据另一个方面，该系统具有实现特别坚硬并且极不容易受到制造和/或组装公差的变化影响的壳体的特征。这样的实施方式具有提供持久的固定系统的优点，其特别是在表受到冲击的情况下特别地防止了帮助组装的夹具的塑性变形的风险和/或不合时宜地移除所述夹具的固定装置的风险。
夹具的刚度可以通过其在承受负载或指定的力之后弯曲的强度来表征。可以通过在被加载时改变其有效长度和/或改变其支靠的点或表面来调节夹具的刚度。用于改变刚度的装置利用了这种可能性。
用于改变至少一个夹具的刚度的装置优选地设置成，使得在机芯被固定至表壳的元件或机芯相对于表壳的元件从机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置被位移时改变至少一个夹具的弯曲长度，特别是减小至少一个夹具的弯曲长度。例如，第一表面2b是机芯的一个面。例如，第二表面3b是形成在表壳中、例如形成在中部中的支撑表面。
在机芯被组装在表壳中的状态下，至少一个夹具1压靠在机芯的表面2A上。至少一个夹具支靠表壳的表面3A，特别是支靠表壳的表面3A的端部。例如，表面3A是形成在表壳的元件中、特别是形成在中部中的切口31或凹部31的支撑区域。因此，在组装机芯时夹具1弹性变形，使得夹具的弹性恢复力保持机芯2的表面2b抵住表壳3的表面3b。在这种情况下，夹具通过螺钉4被保持在机芯上。例如，螺钉4被拧入设置在机芯中的内螺纹中。螺钉穿过夹具1中形成的孔14。螺钉的头部支靠夹具1的表面。例如，第一表面2b和第二表面3b是平坦的。它们优选垂直于机芯的轴线A1。该轴线A1垂直于机芯的平面，特别是垂直于机芯的框架平面，和/或该轴线A1平行于将机芯插入表壳的元件3中所沿的方向。
夹具的弯曲有效长度Lf对应于夹具的总长度L的有限部分。弯曲有效长度Lf在形成第一弯曲端部12的第一区域和形成第二弯曲端部13的第二区域之间延伸。第一端部12位于机芯和夹具之间的接触边界处。第二端部13位于表壳和夹具之间的接触边界处。长度La是夹具支靠在机芯上的长度。该长度可能是不连续的。其在夹具1支靠在机芯上的端部边界之间延伸。
在第一实施方式中，机芯的支承表面2A包括至少一个表面部分2a’，其与机芯的框架形成角度α。该部分2a’与螺钉4将夹具压靠在机芯的框架上的部分2a相邻。例如，部分2a是平坦的。因此，当机芯处于机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置时，表面部分2a’与夹具支靠的部分2a形成非零角度α。
当将机芯2组装在表壳30内时，夹具1在螺钉4的作用下通过与表面3A全部或部分地接触而弹性变形。夹具在轴向干涉距离上弹性变形，该轴向干涉距离对应于夹具弹性变形之前夹具与表壳之间的物体干涉。一旦机芯已被装入，夹具就压靠在表面2A上并通过螺钉4保持在预张紧状态下。在多种构造中，夹具的弯曲长度Lf特别地由表面2A的几何形状限定。在图3所示的特定结构内，Lf约为La/1.5，这赋予夹具第一刚度，夹具特别是在强度大于指定阈值的冲击期间保持该第一刚度直到夹具重新与部分2a’接触。当达到该阈值时，如图4所示，机芯相对于表壳轴向位移了距离d。结果，夹具与部分2a’接触。这种接触改变了夹具的支承点，这特别是可以增大夹具的恢复力，同时特别是通过增大的恢复力所产生的机芯的最小化的轴向位移量防止了其塑性变形。因此部分2a’的几何形状至少赋予夹具第二刚度，夹具可以保持该第二刚度直到释放所述夹具的弹性恢复力，即，直到夹具与部分2a’接触。而且，部分2a’可以使应力遍及夹具的较大表面分布，从而避免了可能超过制造夹具的材料的弹性极限的、过大的应力集中。
当从图3的构造变为图4的构造时，夹具的弯曲长度Lf可以变化，并且其特别是可以处于La/4(图4)和La/1.5(图3)之间。特别地，在这种情况下长度Lf可以在图3的构造和图4的构造之间快速地从La/1.5变为La/4。通过从与嵌入横杆类似的构造变为与四点弯曲横杆类似的构造，也可以快速地改变加载夹具的模式。
角度α优选严格小于45°或小于20°或小于15°或小于10°。该角度α优选大于1°，特别是大于2°。因此，部分2a’应该不同于制造表面2A所产生的简单斜面。此外，部分2a’可占据表面2A的全部或一部分。
当然，在组装时，即在表壳内组装或固定机芯时，也就是说在机芯与表壳分开的距离d为零时，可以将夹具压靠在部分2a’上。这样的构造的优点是增大了在组装机芯时夹具产生的恢复力，而不会产生可能导致夹具残余变形的应力。
因此，在机芯被固定至表壳的元件或机芯相对于表壳的元件从机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置被位移时，改变了夹具的第一弯曲端部12抵住机芯的支承力或触点。
在该第一实施方式中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置包括部分2a’。例如，部分2a’是平坦的。
下面参照图5和图6描述时钟400的第二实施方式。根据第二实施方式，该时钟与第一实施方式的时钟的区别可以仅在于用于改变至少一个夹具的刚度的装置。
在第二实施方式中，表壳的支承表面3A包括至少一个表面部分3a’，该其与机芯的框架或与垂直于机芯的轴线A1的平面形成角度β。在机芯的静止位置或者当在表壳中固定机芯时，该部分3a’与夹具支靠的部分3a相邻。例如，部分3a是平坦的，并且例如垂直于机芯的轴线A1。因此，表面3A的部分3a’与表面3A的部分3a形成角度β。
当在表壳30内组装机芯2时，夹具1在螺钉4的作用下通过与表面3A全部或部分地接触而弹性变形。夹具在轴向干涉距离上弹性变形，该轴向干涉距离对应于夹具弹性变形之前夹具与表壳之间的物体干涉。一旦机芯已被装入，夹具就压靠在表面2A上并通过螺钉4保持在预张紧状态下。在多种构造中，夹具的弯曲长度Lf特别地由表面3A的几何形状限定。在图5所示的特定结构内，Lf约为La/2.5，这赋予夹具第一刚度，夹具特别是在强度大于指定阈值的冲击期间保持该第一刚度直到夹具重新与部分3a’接触。当达到该阈值时，如图6所示，机芯相对于表壳轴向位移了距离d。结果，夹具与部分3a’接触。这种接触改变了夹具的支承点，这特别是可以增大夹具的恢复力，同时特别是通过增大的恢复力所产生的机芯的最小化的轴向位移量防止了其塑性变形。因此，部分3a’的几何形状至少赋予夹具第二刚度，夹具可以保持该第二刚度直到释放所述夹具的弹性恢复力，即，直到夹具与部分3a’接触。
当从图5的构造变为图6的构造时，夹具的弯曲长度Lf可以变化，并且其特别是可以处于La/4(图6)和La/2.5(图5)之间。特别地，在这种情况下长度Lf可以在图5的构造和图6的构造之间从La/2.5变为La/4。
角度β优选严格小于45°或小于20°或小于15°或小于10°。该角度β优选大于1°，特别是大于2°。因此，部分3a’应该不同于制造表面3A所产生的简单斜面。此外，部分3a’可占据表面3A的全部或一部分。
当然，在将机芯组装在表壳内时，也就是说在机芯与表壳分开的距离d为零时，可以将夹具压靠在部分3a’上。这样的构造的优点是增大了在组装机芯时夹具产生的恢复力，而不会产生可能导致夹具残余变形的应力。
因此，在机芯被固定至表壳的元件或机芯相对于表壳的元件从机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置被位移时，改变了夹具的第二弯曲端部13抵住表壳的元件的支承力或触点。
在该第二实施方式中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置包括部分3a’。例如，部分3a’是平坦的。
下面描述时钟400的第三实施方式。该实施方式在图14中示出。它结合了第一实施方式和第二实施方式。因此，在该第三实施方式中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置包括：机芯上的倾斜部分，其用于接合至少一个夹具(特别是如图3和图4中所示的第一实施方式的部分2a’)；以及表壳的元件上的倾斜部分，其用于接合至少一个夹具(特别是如图5和图6中所示的第二实施方式的部分3a’)。
因此，在机芯被固定至表壳的元件或机芯相对于表壳的元件从机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置被位移时，改变了夹具的第一弯曲端部12抵住机芯的支承力或触点和夹具的第二弯曲端部13抵住表壳的元件的支承力或触点。
在多种实施方式中，有利地在每个夹具处设置用于改变夹具刚度的装置。优选地，在同一时钟中，用于改变夹具刚度的装置对于每个夹具是相同的。
每个夹具可以具有平行六面体形状或图7所示的大体平行六面体的形状。
例如，一个夹具可以是横杆。几个或所有夹具可以是横杆。
例如，一个夹具可以具有基于其纵向方向的长度L，该长度L比基于垂直于该纵向方向的横向方向测得的较大横向尺寸(宽度)L’大出至少1.2倍或至少1.5倍或至少1.8倍或至少2倍。该长度和宽度在图7、图10和图11中示出。几个或所有夹具可具有这样的形状。
有利地，夹具或每个夹具包括截面S，其惯性矩沿夹具的纵向轴线11变化。
在图10所示的第一替代方式中，夹具的宽度L’沿着纵向轴线11变化。这种变化存在于固定元件14和夹具的端部15之间，特别是遍及在固定元件14和夹具的端部15之间延伸的一半以上的部分。宽度L’优选随着接近端部15而减小。
在图11所示的第二替代方式中，夹具的厚度e沿着纵向轴线11变化。这种变化存在于固定元件14和夹具的端部15之间，特别是遍及在固定元件14和夹具的端部15之间延伸的一半以上的部分。厚度e优选随着接近端部15而减小。
夹具的宽度和/或厚度和/或几何形状的变化可以使得截面变化为，使该截面中的最大应力分布至少遍及夹具的一部分长度、特别是在固定元件14和夹具的端部15之间、特别是遍及在固定元件14和夹具的端部15之间延伸的一半以上的部分是恒定的或是大体恒定的。换言之，夹具特别是可以具有相同弯曲抗性或“等应力”的轮廓。更一般而言，夹具的截面可以变化为使得其中的应力最优分布，从而使应力最小化。
在上述所有实施方式中，部分2a’已被描述为形成在机芯上，并且部分3a’已被描述为形成在表壳的元件上。
在上述所有实施方式中，机芯被设置为直接组装在中部内。然而，可替代地，机芯可以组装在其他的表壳的元件上，例如特别是组装在被设置为添加到中部的底盖或表圈上。
当然，时钟单元200还可以包括壳体衬圈或扩大衬圈，其中该壳体衬圈或扩大衬圈可以通过所连接的固定装置被刚性地连接至机芯或中部。在这样的情况下，部分2a’可以至少部分形成在壳体衬圈上，或者部分3a’可以至少部分形成在壳体衬圈上。
在上述所有实施方式中，壳体夹具已被描述为固定在机芯上。可替代地，用于夹具的固定装置可以安装在壳体衬圈上。另外可替代地，用于夹具的固定装置可以安装在表壳的元件上，特别是安装在中部上。
在上述所有实施方式中，部分2a’和3a’已被描述为平坦的部分。
然而，可替代地，如图12中关于部分2a’所示，部分2a’和/或部分3a’可以是凸起的或圆形的，特别是可以具有圆柱部分的形状。
另外可替代地，如图13中关于部分2a’所示，部分2a’和/或部分3a’可以是不连续的，特别是由阶梯形成。
更一般而言并且优选地，在机芯被固定至表壳的元件、机芯处于机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置的状态下，在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与机芯进行接触的点之间可以存在间隙e1(图3)。间隙e1的值小于Lc1或小于Lc1/3或小于Lc1/4，和/或间隙e1的值大于Lc1/60或大于Lc1/30，其中Lc1是部分2a’在机芯框架的平面中的投影长度。此外，长度Lc1在Lf/10和Lf之间，其中Lf是在静止状态下测得的。
更一般而言并且优选地，在机芯被固定至表壳的元件、机芯处于机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置的状态下，在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与表壳的元件进行接触的点之间可以存在间隙e2(图14)。间隙e2的值小于Lc2或小于Lc2/3或小于Lc2/4，和/或间隙e2的值大于Lc2/60或大于Lc2/30，其中Lc2是部分3a’在表壳的元件的平面中的投影长度。此外，长度Lc2在Lf/10和Lf之间，其中Lf是在静止状态下测得的。
在任何夹具的替代方式中，每个夹具都具有用于固定至机芯或固定至表壳的元件的元件14。例如，该元件是用于使螺钉4穿过的通孔14。
在任何夹具的替代方式中，夹具都可以由钢或超弹性合金和/或形状记忆合金、特别是镍钛合金、例如镍钛诺或镍合金制成。
在任何夹具的替代方式中，夹具1可以是或不是平坦的。因此，夹具可具有弯曲的几何形状。夹具1可具有选择性对称的轮廓。
图8示出了报告夹具的特性的汇总表，所述夹具具有截面恒定的相同的几何形状(L＝3.3mm，L’＝2.05mm，Lf＝1.0mm并且e＝0.35mm)，并且对于不同的组装构造A、B、C、D由相同材料(Durnico钢)制成。
构造A对应于图1和图2所示的现有技术的壳体构造。
构造B对应于图3和图4所示的第一实施方式的壳体构造。
构造C对应于图5和图6所示的第二实施方式的壳体构造。
构造D对应于图14所示的第三实施方式的壳体构造。
应注意，对于限定了指定的夹具弹性变形量的表壳与夹具的相同干涉量I，在部件受到指定强度的冲击之后，由夹具产生的弹性恢复力F大体上根据构造而变化。这导致机芯相对于其相应的表壳具有显著变化的轴向位移量d，并因此导致了可能或多或少根据构造而发生的夹具的残余变形量Def。
图8的表格特别强调的事实是，构造B、C、D可以提供特别坚硬的组件，同时使夹具的残余变形量最小化，而构造A的夹具特别是由于在冲击期间产生的过大的轴向位移量d而严重地塑性变形。鉴于此，在Def＞I的这种构造中，夹具在这种情况下的塑性变形导致机芯松动远离中部，即，失去机芯和中部之间的接触。因此，在冲击之后，在该情况下机芯不再以满意的方式被组装。有利地，构造D可以最大程度地限制机芯相对于表壳的位移并且尽可能地限制夹具的残余变形。
图9示出了每一种构造A、B、C、D中的夹具根据其轴向位移量或变形量d’的刚度特性，其中d’＝d+I。与表示对构造A有贡献的夹具的刚度特性的曲线不同，分别表示对构造B、C和D有贡献的夹具的刚度特性的曲线具有拐点。特别是在组装机芯时(d’≤I+d0)，这产生了第一夹具刚度，并且特别是在具有预定强度的冲击期间当机芯与表壳松开的距离d大于d0时(导致夹具轴向变形量d’＞I+d0)，这产生了第二夹具刚度，其中距离d0是该实施方式的几何形状所特有的并且能够对应于引起夹具与机芯或表壳的元件重新接触的机芯位移量。例如，更一般而言，当在表壳的元件内组装机芯时，夹具可以具有第一刚度和第二刚度，或者例如一旦机芯已经被组装就在预定强度的冲击之后具有第二刚度。
因此，图9强调了构造B、C和D的夹具在张紧时由于其有效长度的改变或其支承点或表面的改变而产生的刚度调节，这与是在机芯的组装期间还是在机芯组装之后表壳受到冲击期间无关。
如上所述，夹具可以由钢、特别是Durnico钢制成。为了其超弹性特性，可以有利地选择形状记忆合金，例如镍钛诺。由于材料基于其变形率的相变取决于其在装入期间受到的负载或其在冲击期间可能受到的负载，因此由这样的合金形成的夹具在超出指定的预应力阈值时与由Durnico钢制成的夹具相比确实具有产生明显变化更小的力的优点。因此，这种特性对于尽可能地克服机芯和表壳的制造和/或组装公差所产生的组装构造的变化引起的力变化特别有利，因此可以提供一种特别坚固的组装装置。
而且，与现有技术中已知的壳体夹具装置相比，由这样的超弹性合金形成的夹具可以产生非常大的弹性恢复力。因此，为了增加壳体刚度，选择这样的材料是特别有利的，其优点是申请人的研究所强调的并且公开在专利申请EP2458456中，即，例如在坚硬表面的冲击期间，特别显著地减小机芯受到的加速度。
本发明还涉及一种用于操作作为本发明的目的的固定系统的方法，特别是用于操作上述实施方式的方法。根据该操作方法和/或在上述多种实施方式中，固定系统的操作包括在机芯被固定和/或机芯相对于表壳的元件被位移时改变至少一个夹具的刚度、特别是改变至少一个夹具的弯曲刚度的步骤。
特别地，在机芯被固定和/或机芯相对于表壳的元件从机芯的第一表面2b抵靠表壳的元件的第二表面3b的静止位置被位移时，改变至少一个夹具的弯曲长度，特别是减小至少一个夹具的弯曲长度。
因此，根据本发明的第二方面，时钟400、特别是手表或单元200包括用于将时钟的机芯2固定至表壳30的元件3的系统10，该系统包括至少一个夹具1，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具，其首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触，所述至少一个夹具由超弹性合金和/或形状记忆合金、特别是镍钛合金、例如镍钛诺制成。
镍钛诺是一种超弹性且形状记忆的合金。实际上，在与夹具的使用相对应的温度范围内(例如，-10℃至40℃)，镍钛诺处于奥氏体相，因此是超弹性的。
镍钛诺是镍和钛的合金，其中这两种元素大致以相同的百分比存在，即约55重量％或60重量％的镍和约45重量％或40重量％的钛，并且可能存在较少比例的合金元素，例如铬、钴或铌。存在其他形状记忆合金，例如单晶或多晶形式的AuCd、CuAlBe、CuAINi或CuZnAl。
此外，合金可以经受特定的热处理以获得其超弹性性质。
例如，合金60NiTi名义上由60重量％的镍和40重量％的钛构成。合金55NiTi名义上由55重量％的镍和45重量％的钛构成。合金Nitinol#1由54.5重量％至57.0重量％的镍和43.0重量％至45.5重量％的钛构成，并且具有最多0.25重量％的其他元素，特别是例如铬、钴、铜、铁或铌。
结果在图15至17中示出的、形成研究基础的镍钛诺合金特别是由约56重量％的镍和约44重量％的钛以及例如Cr、Cu和Fe的合金元素构成。
例如，合金CuAl12Be(0.45-0.68)名义上由12重量％的铝和0.45重量％至0.68重量％的铍构成，其余由铜构成。
例如，合金CuAl13Ni4名义上由83重量％的铜、13重量％的铝和4重量％的镍组成。
上述所有材料都适合制造夹具。
例如，图15示出了表示由两个夹具在已经根据构造A装入机芯之后所分别产生的、在其弹性范围内随其“干涉量I”的预张紧状态而变化的恢复力变化的曲线图，所述夹具分别由Durnico钢(曲线6)和镍钛诺(曲线5a、5b)制成。其“等应力”几何形状在这种情况下与图10中所示的类似，其中Lf＝1.35mm并且宽度L’具有较大尺寸2.05mm。然而，厚度是不同的，Durnico钢夹具中e＝0.37mm，镍钛诺夹具中e＝0.7mm。
该曲线图示出了曲线5a、5b，与仅具有单个有限部分的曲线6不同，曲线5a、5b包括具有显著不同的斜率的两个独立部分5a、5b。在组装构造中，对镍钛诺夹具预加应力，使得其根据曲线的部分5b的特性起作用。因此，对于指定的干涉量变化，相对于Durnico钢夹具可以产生的力变化量，由镍钛诺夹具产生的力变化量被最小化。
为了尽可能最佳地加强壳体并且在装入阶段中包含合金的超弹性性质，可以相对于现有技术中已知的夹具改变镍钛诺夹具的几何形状。例如，与由Durnico钢制成的夹具相比，可以增加镍钛诺夹具的厚度e，和/或使弯曲长度Lf最小化，弯曲长度Lf可选地根据负载是恒定的。
优选地，对于镍钛诺夹具，e≥0.5mm。
优选地，对于镍钛诺夹具，Lf≤1.35mm。
例如，图16示出了表示两个夹具在已经根据构造A装入机芯之后所分别产生的、在其弹性范围内随其“干涉量I”的预张紧状态而变化的恢复力变化的曲线图，所述夹具分别由Durnico钢(曲线6)和镍钛诺(曲线5a、5b)制成。其“等应力”几何形状在这种情况下与图10中所示的类似，其中Lf＝1.35mm并且宽度L’具有较大尺寸2.05mm。然而，厚度是不同的，Durnico钢夹具中e＝0.37mm，镍钛诺夹具中e＝1.75mm。
在这种情况下，观察到与由Durnico钢夹具产生的弹性恢复力相比显著增大的弹性恢复力，并且没有镍钛诺夹具残余变形的风险。
为了限制夹具厚度的增加，同时可以减小夹具的长度Lf。例如，图17示出了表示两个夹具在已经根据构造A装入机芯之后所分别产生的、在其弹性范围内随其“干涉量I”的预张紧状态而变化的恢复力变化的曲线图，所述夹具分别由Durnico钢(曲线6)和镍钛诺(曲线5a、5b)制成。其“等应力”几何形状在这种情况下与图10中所示的类似，其中宽度L’具有较大尺寸2.05mm。然而，厚度是不同的，Durnico钢夹具中e＝0.37mm，镍钛诺夹具中e＝0.5mm。长度Lf也是不同的，Durnico钢夹具中Lf＝1.35mm，镍钛诺夹具中Lf＝0.72mm。
观察到与由Durnico钢夹具产生的弹性恢复力相比显著增大的弹性恢复力，并且没有镍钛诺夹具残余变形的风险。此外，对于指定的干涉量变化，与Durnico钢夹具可以产生的力变化量相比，镍钛诺夹具产生的力变化量被最小化。因此，根据本发明的第二方面，该系统具有实现特别坚硬并且极不容易受到制造和/或组装公差的变化影响的壳体的特征。
在现有技术中已知且在图1和图2中示出的实施方式中，夹具的弯曲有效长度Lf*对应于夹具的总长度L*的有限部分。长度Lf*特别是显著小于夹具抵住机芯的支承长度La*，特别是Lf*约为La*/4。可以证实的是在将机芯组装在表壳中时该长度Lf*是不足够的，并且这存在引起夹具的残余变形的风险，这会减小可能由所述夹具产生的弹性恢复力。这种情况特别是可能导致分别与机芯2*和表壳3*相关联的表面2b*和3b*之间失去接触。这种情况还会减小螺钉4*的头部产生的作用，并且这可能导致螺钉4*不合时宜地旋松的风险。
相反，如果基于这些考虑增大长度Lf*，则在已经在表壳中组装了机芯之后，特别是对于预定阈值的冲击抗力和/或指定的机芯位移范围，可以证实的是该长度Lf*是过大的，这也存在引起夹具的残余变形的风险，这可能减小最初由所述夹具产生的弹性恢复力。
因此，采用现有技术中已知的能被选择用于制造夹具的材料，在机芯与表壳的交界面处可获得的空间并不足以完全防止指定阈值的冲击所造成的所述夹具的残余塑性变形的风险。
由于本文中描述的方案，这些问题可以得到解决，并且由于用于夹具的材料和/或夹具所基于的几何形状，固定系统可以更坚固和/或更可靠。实际上，特别是根据本文中描述的方案，特别是在装入和/或在冲击期间，弹性壳体夹具的刚度可以随施加到其上的负载而变化，特别是随时钟的机芯相对于表壳的位移而变化。
在本文中，“超弹性合金”优选是指在弹性极限下具有大于2％或大于5％或大于8％的变形量的合金。
在本文中，元件的重量百分比表示为“重量％”。

Claims (16)

1.一种用于将时钟的机芯(2)固定至表壳(30)的元件(3)的系统(10)，该系统包括：
-至少一个夹具(1)，特别是至少两个夹具，优选三个夹具或四个夹具，其用于首先与机芯接触且其次与表壳的元件接触，以及
-装置(2a’；3a’)，其用于在机芯相对于表壳的元件被固定和/或移位时改变至少一个夹具的刚度，特别是改变至少一个夹具的弯曲刚度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置被设置成，使得在机芯被固定至表壳的元件或相对于表壳的元件从机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置被位移时改变至少一个夹具的弯曲长度，特别是减小至少一个夹具的弯曲长度。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，在机芯被固定至表壳的元件或从机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置相对于表壳的元件被移位时，改变至少一个夹具的第一弯曲端部(12)抵住机芯的支承力或触点和/或改变至少一个夹具的第二弯曲端部(13)抵住表壳的元件的支承力或触点。
4.根据前述任一项权利要求所述的系统，其中，在机芯被固定至表壳的元件并且机芯处于机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置的状态下，用于改变至少一个夹具的刚度的装置在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与机芯进行接触的点之间包括第一间隙(e1)，所述第一间隙(e1)的值小于Lc1或小于Lc1/3或小于Lc1/4，和/或所述第一间隙(e1)的值大于Lc1/60或大于Lc1/30，其中Lc1是夹具能够支靠的第三表面(2a’)在机芯的平面中的投影长度，并且长度Lc1在Lf/10和Lf之间，其中Lf是夹具的弯曲长度，和/或在机芯被固定至表壳的元件并且机芯处于机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置的状态下，用于改变至少一个夹具的刚度的装置在夹具与可通过夹具的弯曲使夹具与表壳的元件进行接触的点之间包括第二间隙(e2)，所述第二间隙(e2)的值小于Lc2或小于Lc2/3或小于Lc2/4，和/或所述第二间隙(e2)的值大于Lc2/60或大于Lc2/30，其中Lc2是夹具能够支靠的第五表面(3a’)在机芯的平面中的投影长度，并且长度Lc2在Lf/10和Lf之间，其中Lf是在静止状态下测得的。
5.根据前述任一项权利要求所述的系统，其中，用于改变至少一个夹具的刚度的装置包括：
-第三表面(2a’)，其在机芯处于机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置时与夹具支靠的第四表面(2a)形成第一非零角度(α)，和/或
-第五表面(3a’)，其在机芯处于机芯的第一表面(2b)抵靠表壳的元件的第二表面(3b)的静止位置时与夹具支靠的第六表面(3a)形成第二非零角度(β)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，第一角度小于45°或小于20°或小于15°或小于10°和/或大于1°或大于2°，和/或第二角度小于45°或小于20°或小于15°或小于10°和/或大于1°或大于2°。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，第一表面(2b)是平坦的，和/或第二表面(3b)是平坦的，和/或第三表面(2a’)是平坦的，和/或第四表面(2a)是平坦的，和/或第五表面(3a’)是平坦的，和/或第六表面(3a)是平坦的。
8.根据权利要求5或6所述的系统，其中，第三表面(2a’)是圆形的，特别是第三表面是圆柱部分，和/或第五表面(3a’)是圆形的，特别是第五表面是圆柱部分。
9.根据前述任一项权利要求所述的系统，其中，至少一个夹具包括截面，该截面的惯性矩沿着纵向轴线(11)变化，特别是通过改变宽度和/或厚度而变化，和/或使得所述截面使最大应力分布遍及至少一个夹具的至少一部分长度、特别是遍及夹具的至少一半长度是恒定的或是至少大体恒定的。
10.根据前述任一项权利要求所述的系统，其中，至少一个夹具由超弹性合金和/或形状记忆合金、特别是镍钛合金、例如镍钛诺制成，或者至少一个夹具由镍合金制成。
11.根据前述任一项权利要求所述的系统，其中，至少一个夹具包括元件(14)，特别是螺钉(4)的通孔，其用于固定至机芯或固定至表壳的元件。
12.一种时钟单元(200)，特别是时钟的机芯和/或表壳的元件或表壳，其包括根据前述任一项权利要求所述的系统。
13.根据权利要求12所述的时钟单元(200)，其中，表壳的元件是中部。
14.根据权利要求12或13所述的时钟单元(200)，其中，第三表面形成在机芯上，和/或第四表面形成在表壳的元件上。
15.根据权利要求12或13所述的时钟单元(200)，其中，表壳的元件包括壳体衬圈和/或第四表面(3a’)至少部分地形成在壳体衬圈上，或者机芯包括壳体衬圈和/或第三表面(2a’)至少部分地形成在壳体衬圈上。
16.一种时钟(400)，特别是手表，其包括根据权利要求12至15中任一项所述的时钟单元和/或根据权利要求1至11中任一项所述的系统。
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