CN110178093B - 轻合金材质的钟表表盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由轻合金制成的一体式钟表表盘组件(10)的制造方法，包括：‑制造处于第一组装状态的表盘(1)，其包括材质为第一轻合金的凸缘(2)，并且在具有用户可见的显示区域(3)的第一侧的相对侧包括表盘(1)的至少一个附接支脚(4)，该凸缘(2)包括与至少一个支脚(4)的端部区域(6)匹配的至少一个接纳区域(5)，该支脚是可焊接支脚(40)，所述可焊接支脚(40)能够在接纳区域(5)和端部区域(6)之间的界面处熔焊或钎焊到凸缘(2)上，其材质是所述第一轻合金或能够熔焊或钎焊到第一轻合金的第二轻合金；以及‑通过熔焊或钎焊将至少一个可焊接支脚(40)不可逆地组装到凸缘(2)上。

Description

轻合金材质的钟表表盘
技术领域
本发明涉及一种轻合金材质的钟表表盘，该表盘包括材质为第一轻合金的凸缘，该凸缘在第一侧上具有用户可见的至少一个显示区域，并且在与第一侧相对的第二侧上具有至少一个支脚，所述支脚用于将所述表盘定位和/或固定在钟表机芯中。
本发明还涉及一种轻合金材质的一体式表盘组件，其包括这种表盘。
本发明还涉及一种制造轻合金材质的一体式钟表表盘组件的方法。
本发明涉及用于钟表或科学仪器或测量装置的显示部件的领域。
背景技术
钟表表盘或科学仪器包括用于附接和/或定位在机板上或机芯内部的支脚。
通常，通过执行元件保持和电流引导的双重功能，这些支脚对于表盘制造方法是有用的，其用于附接支撑件或用于在电镀浴中执行沉积。
通常，这些支脚由铜制成，其覆有薄的金膜以防止氧化并改善电接触。表盘通常由铜合金、黄铜、镍银或类似材料制成，因此在该方法的不同步骤中的行为特性在表盘和其中所包含的支脚上是相同的。
电阻焊接工艺使得可以通过使支脚和表盘在支脚的方向上受到能量脉冲来接合支脚和表盘，在称为枢轴的支脚的一端处，所述能量局部熔化支脚和表盘之间的交界处的金属，其中，所述枢轴在限定高度上具有通常小于支脚直径的限定直径，并且形成提供与表盘的连接的可熔元件。
然而，这种铜合金支脚不适合于生产由某些轻合金——特别是铝合金——制成的表盘。实际上，铜合金支脚在电化学转换过程中会溶解在包含硫酸或硝-硫酸的电解质或浴中，所述电化学转换过程例如是阳极化处理、阳极氧化或类似过程。
因此，希望使用与表盘材料具有相同性能的材料制造支脚。制造与表盘凸缘成一体的支脚在铣削加工工艺中成本很高，或者难以通过冲压实现。
出于这个原因，以下这种表盘并不罕见：其由轻合金制成，带有经过所有电镀处理的凸缘，随后在凸缘上放置铜合金支脚；或者，不具有支脚的表盘通过环固定到机芯。
SHIMIZU名下的美国专利申请No.3803832A公开了一种手表表盘，其包括由铝质平板形成的主体以及形成销构件的铆钉，该铆钉由铝材制成并形成与机芯的附接件。每个销的头部成形为配合在形成于主体后表面上的凹部内，并且该头部通过超声波焊接一体地固定到凹部。一种制造方法采用超声波焊接机，将头部和凹部一体接合。
RIHS名下的瑞士专利申请No.332878A公开了一种由板材制造表盘的方法，其通过冲压特别是形成凹凸的数字，并且包括切割，在切割之后对凹凸的数字进行打磨，并且在用至少一种染料制品对板材进行阳极氧化之前，对其进行化学抛光。
发明内容
本发明提出将由轻合金(特别是铝合金或钛合金)制成的支脚放置在由轻合金(特别是铝合金或钛合金)制成的裸表盘的凸缘上，以将该裸表盘转换成表盘组件，该表盘组件包括与凸缘刚性接合的支脚，所述支脚具有与凸缘相同的化学性能。
为此，本发明涉及一种钟表表盘，其材质为轻合金，并且包括材质为第一轻合金的凸缘，所述凸缘在第一侧上包括用户可见的至少一个显示区域，并在第二侧上包括用于将所述表盘定位和/或固定在钟表机芯中的至少一个支脚，所述凸缘包括与至少一个所述支脚的端部区域互补的至少一个接纳区域，所述支脚是可焊接支脚，所述可焊接支脚设置成在所述接纳区域和所述端部区域之间的界面处熔焊或钎焊到所述凸缘上，其中所述可焊接支脚的材料是所述第一轻合金或者是能够熔焊或钎焊到所述第一轻合金的第二轻合金，其特征在于，由所述端部区域和互补的所述接纳区域形成的至少一对结构在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包括相互配合的外螺纹和内螺纹。
本发明还涉及一种一体式表盘组件，其材质为轻合金，并且包括上述的钟表表盘，其中，在由所述端部区域和互补的所述接纳区域形成的至少一对结构中，所述端部区域和所述接纳区域在所述凸缘和相关的所述可焊接支脚之间的熔焊或钎焊连接处被永久地接合。
本发明还涉及一种用于制造这种一体式钟表表盘组件的方法，一种制造轻合金材质的一体式表盘组件的方法，其特征在于，按以下顺序执行以下步骤：
-制造处于未熔焊且未钎焊的第一组装状态的轻合金材质的钟表表盘，所述钟表表盘包括材质是第一轻合金的凸缘，所述凸缘在第一侧上包括用户可见的至少一个显示区域，并且在第二侧上包括用于将所述钟表表盘定位和/或固定在钟表机芯中的至少一个支脚，所述凸缘包括与至少一个所述支脚的端部区域互补的至少一个接纳区域，所述支脚是可焊接支脚，所述可焊接支脚布置成在所述接纳区域和所述端部区域之间的界面处被熔焊或钎焊到所述凸缘上，其中所述可焊接支脚的材料是所述第一轻合金或者是能够熔焊或钎焊到所述第一轻合金的第二轻合金；
-将所述钟表表盘在熔焊或钎焊之前制造成具有由所述端部区域和互补的所述接纳区域形成的至少一对结构，所述至少一对结构在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包括相互配合的外螺纹和内螺纹；
-关于同一所述可焊接支脚的组装，在所述未熔焊且未钎焊的第一组装状态下，定位至少一个所述接纳区域以使得所述接纳区域包围相应的所述端部区域，或者相反，和/或将所述接纳区域和所述端部区域中的一个旋拧到另一个上；
-通过熔焊或钎焊将至少一个所述可焊接支脚不可逆地组装到所述凸缘上，以形成所述一体式表盘组件。
附图说明
参考附图阅读以下详细描述后，本发明的其他特征和优点将显现出来，其中：
-图1表示组装后但未熔焊或钎焊的裸表盘的示意性剖视图，该裸表盘包括凸缘，该凸缘具有与上显示表面相对的下表面，其上示出了将被熔焊或钎焊在凸缘上的支脚。
-图2表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部是平坦表面。
-图3表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部是圆柱形配合结构，其中支脚穿入凸缘中的孔。
-图4表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部是凸缘中所包括的轻微凸起和支脚中所包括的容纳部之间的接触点。
-图5表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部是凸缘中所包括的内螺纹开口和支脚的外螺纹之间的螺纹连接结构。
-图6表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部位于凸缘中所包括的圆形槽上，该圆形槽承载支脚中所包括的U形凹口。
-图7表示这种裸表盘的细节的示意性剖视图，其中支脚和凸缘之间的接合部位于凸缘中所包括的圆形槽中，该圆形槽接纳支脚中所包括的具有平行侧面的直的柱件。
-图8表示通过熔焊或钎焊不可逆地组装的表盘组件的示意图。
-图9表示包括这种表盘组件的手表的示意图。
-图10表示包括这种表盘组件的测量仪器或科学设备的示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种钟表表盘1，其材料为轻合金，表盘具有凸缘2，凸缘2的材料为第一轻合金。
更特别地，该表盘1是平的，或基本上是平的，或具有大于30mm的曲率半径。
该凸缘2在第一侧上包括使用者可见的至少一个显示区域3，并且在与前面的第一侧相对的被称为后侧的第二侧上包括至少一个支脚4，其用于将表盘1定位和/或固定在钟表机芯100中。
该表盘1是这样的表盘：其组成部件——尤其是支脚4——可以被拆卸。
根据本发明，凸缘2包括与至少一个支脚4的端部区域6互补的至少一个接纳区域5，该支脚是可焊接的支脚40，其布置成在接纳区域5和端部区域6之间的界面处熔焊或钎焊到凸缘2。形成这种可焊接的支脚40的材料是所述第一轻合金，或者是可熔焊或钎焊到所述第一轻合金上的第二轻合金。
关于同一可焊接支脚40的组装，至少一个这样的接纳区域5包围相应的端部区域6；或者，关于同一可焊接支脚40的组装，至少一个端部区域6包围相应的接纳区域5；或者，在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下，由端部区域6和互补的接纳区域5形成的至少一对结构包括相互配合的外螺纹和内螺纹。
在有利于后续操作期间进行准备和保持的一个有利变型中，至少一个接纳区域5具有这样的轮廓：关于同一可焊接支脚40的组装，该轮廓布置成以互补的方式与互补轮廓贴靠接合，该互补轮廓包含在相应端部区域6中。
在一个变型中，关于同一可焊接支脚40的组装，至少一个接纳区域5包围相应端部区域6。
在另一变型中，关于同一可焊接支脚40的组装，至少一个端部区域6包围相应接纳区域5。
在另一变型中，关于同一可焊接支脚40的组装，至少一个接纳区域5布置成平放在相应端部区域6上。
在又一变型中，在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下，由端部区域6和互补的接纳区域5形成的至少一对结构包括相互配合的内螺纹和外螺纹。
在又一变型中，至少一个接纳区域5是圆形槽或肋的一部分，其特别是在车削加工操作期间形成于凸缘2上，并且与接纳区域5互补的端部区域6是互补的圆形肋或槽的一部分。
更特别地，所述第一轻合金和第二轻合金选自铝合金、钛合金或镁合金。
在另一个变型中，所述第一轻合金和/或第二轻合金由覆有其氧化物层的纯金属形成的组件代替，所述氧化物层是通过纯金属与大气接触产生的，诸如对于铝的Al2O3，或对于钛的TiO2。
在一个变型中，所述第一轻合金和第二轻合金是两种铝合金。这些合金优选地选自最容易熔焊的铝合金。更具体但非唯一地，它们选自未经沉淀硬化的1000系列(不含合金元素)的铝合金、更特别是退火条件下的1050-O系列、(添加有锰的)3000系列、以及更特别是在退火条件下的3003-O系列、(添加有镁的)焊接性良好且适合阳极化处理的5000系列、更特别是退火条件下的5086-O系列、或加工硬化的且稳定的5083H111系列。
在另一变型中，所述第一轻合金是铝合金，第二轻合金是钛合金，例如TiO2、称为TA6V的TiAl6V4、或者类似物质。或者，所述第二轻合金是铝合金，第一轻合金是钛合金，例如TiO2、称为TA6V的TiAl6V4、或者类似物质。
在又一变型中，所述第一轻合金是铝合金，第二轻合金是能与铝良好焊接的镁合金，例如称为G-A6Z3的MgAl6Zn3、或称为G-A9Z的MgAl9Zn、或MgZn5Th2Zr、或MgZr。相反的配置当然是可行的。
本发明还涉及一种轻合金材质的、包括裸表盘1的一体式表盘组件10，它是通过至少一个熔焊或钎焊操作对表盘1进行转变的结果，该操作使已经被熔焊或钎焊在一起的那些组成部件不可逆地连接，特别是凸缘2和支脚4的全部或一部分。受熔焊或钎焊操作影响，熔焊或钎焊连接区域不再具有端部区域6和互补接纳区域5的原始几何形状的任何痕迹。
因此，根据本发明，在由一个端部区域6和互补接纳区域5形成的至少一对结构中，端部区域6和接纳区域5在凸缘2与相关的可焊接支脚40之间的熔焊或钎焊连接处被永久地接合。
为此目的，存在与铝和/或钛的微型焊接兼容的技术，所述微型焊接采用非常有针对性的方式，以避免可见的显示区域3的任何变形，其使用激光或等离子体技术，加热区域具有非常小的直径，在100微米数量级，并且热量减小。这些技术使得可以熔焊或钎焊由轻合金——特别是钛合金或铝合金——制成的这种可焊接支脚40，其中，通过对接焊或点焊进行焊接，特别是通过激光或等离子体或超声波焊接。
更特别地，在由端部区域6和互补接纳区域5形成的每对结构中，端部区域6和接纳区域5在凸缘2和相关的可焊接支脚40之间的熔焊或钎焊连接处被永久地接合。
在一个有利变型中，一体式表盘组件10包括经阳极处理的表面层，或者铬或硫阳极氧化形成的表面层，相应的表面处理是在熔焊或钎焊操作之后进行的。
本发明还涉及一种包括至少一个这种表盘组件10的手表1000。
本发明还涉及一种包括一个这样的表盘组件10的科学仪器。
本发明还涉及一种包括一个这样的表盘组件10的测量装置。
本发明还涉及一种用于制造材质为轻合金的一体式钟表表盘组件的方法。根据本发明，按以下顺序执行以下步骤：
-制造处于未熔焊且未钎焊的第一组装状态的轻合金材质的钟表表盘1，该表盘1具有第一轻合金材质的凸缘2，凸缘2在第一侧上包括用户可见的至少一个显示区域3，并且在与前面的第一侧相对的被称为后侧的第二侧上具有至少一个支脚4，以用于将表盘1定位和/或固定在钟表机芯100中。该凸缘2包括与至少一个支脚4的端部区域6互补的至少一个接纳区域5，该支脚4是可焊接支脚40，其布置成在接纳区域5和端部区域6之间的界面处被熔焊或钎焊到凸缘2上。形成这种可焊接支脚40的材料是所述第一轻合金，或者能够被熔焊或钎焊到所述第一轻合金上的第二轻合金；
-使所述至少一个接纳区域5与端部区域6互补，以使得它们中的一个包围另一个或者相反，和/或为它们设置相互配合的外螺纹和内螺纹；
-关于同一可焊接支脚40的组装，在所述未熔焊且未钎焊的第一组装状态下，定位至少一个接纳区域5使得它包围相应端部区域6，或者相反，和/或将所述接纳区域5和相应端部区域6中的一个旋拧到另一个上；
-通过将至少一个可焊接支脚40熔焊或钎焊到凸缘2上进行不可逆地组装，以形成该一体式表盘组件10。
更特别地，表盘1制成平的或基本上平的，或者具有大于30mm的曲率半径。
更特别地，每个可焊接支脚40通过熔焊或钎焊不可逆地组装到凸缘2上。
更特别地，表盘1在熔焊或钎焊之前制成为具有至少一个接纳区域5，关于同一可焊接支脚40的组装，该接纳区域5在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包围相应端部区域6。
更特别地，表盘1在熔焊或钎焊之前制成为具有至少一个端部区域6，关于同一可焊接支脚40的组装，该端部区域6在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包围相应接纳区域5。更特别地，表盘1在熔焊或钎焊之前制成为具有由端部区域6和互补的接纳区域5形成的至少一对结构，其在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下具有相互配合的外螺纹和内螺纹。
更特别地，在通过熔焊或钎焊完成不可逆的组装之后，对表盘组件10的表面层执行阳极化处理操作，或者铬或硫阳极氧化操作。
在一个变型中，第一轻合金和第二轻合金选自铝合金、钛合金或镁合金。
在一个变型中，第一轻合金和第二轻合金选择为两种铝合金。
在一个变型中，第一轻合金和第二轻合金选择为两种钛合金。
在一个变型中，第一轻合金和第二轻合金选择为两种镁合金。
在一个变型中，第一轻合金选择为铝合金，第二轻合金选择为钛合金，或者相反。
第一轻合金和第二轻合金均为铝合金的特别选择对于阳极化处理过程的应用是有利的。
由钛或钛合金制成支脚的可选方案具有相同的可行性，具有不管所应用的处理的数量如何均具有良好的尺寸稳定性的优点。此可选方案对于在同一表盘上应用多种化学转化处理是有利的。
由于在循环开始时对支脚进行熔焊或钎焊的事实，避免了在产品已经达到其最大价值的制造结束时发生报废的风险。

Claims (15)

1.一种钟表表盘(1)，其材质为轻合金，并且包括材质为第一轻合金的凸缘(2)，所述凸缘在第一侧上包括用户可见的至少一个显示区域(3)，并在第二侧上包括用于将所述表盘(1)定位和/或固定在钟表机芯(100)中的至少一个支脚(4)，所述凸缘(2)包括与至少一个所述支脚(4)的端部区域(6)互补的至少一个接纳区域(5)，所述支脚(4)是可焊接支脚(40)，所述可焊接支脚(40)设置成在所述接纳区域(5)和所述端部区域(6)之间的界面处熔焊或钎焊到所述凸缘(2)上，其中所述可焊接支脚(40)的材料是所述第一轻合金或者是能够熔焊或钎焊到所述第一轻合金的第二轻合金，其特征在于，由所述端部区域(6)和互补的所述接纳区域(5)形成的至少一对结构在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包括相互配合的外螺纹和内螺纹。
2.根据权利要求1所述的钟表表盘(1)，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金选自铝合金、钛合金或镁合金。
3.根据权利要求2所述的钟表表盘(1)，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金是两种铝合金。
4.根据权利要求 2所述的钟表表盘(1)，其特征在于，所述第一轻合金是铝合金并且所述第二轻合金是钛合金，或者相反。
5.一种一体式表盘组件(10)，其材质为轻合金，并且包括根据权利要求1所述的钟表表盘(1)，其特征在于，在由所述端部区域(6)和互补的所述接纳区域(5)形成的至少一对结构中，所述端部区域(6)和所述接纳区域(5)在所述凸缘(2)和相关的所述可焊接支脚(40)之间的熔焊或钎焊连接处被永久地接合。
6.根据权利要求5所述的一体式表盘组件(10)，其特征在于，在由所述端部区域(6)和互补的所述接纳区域(5)形成的每对结构中，所述端部区域(6)和所述接纳区域(5)在所述凸缘(2)和相关的所述可焊接支脚(40)之间的熔焊或钎焊连接处被永久地接合。
7.根据权利要求6所述的一体式表盘组件(10)，其特征在于，所述表盘组件(10)包括经阳极化处理的表面层，或者铬或硫阳极氧化形成的表面层。
8.一种手表(1000)，包括根据权利要求5所述的一体式表盘组件(10)。
9.一种制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，按以下顺序执行以下步骤：
-制造处于未熔焊且未钎焊的第一组装状态的轻合金材质的钟表表盘(1)，所述钟表表盘(1)包括材质是第一轻合金的凸缘(2)，所述凸缘在第一侧上包括用户可见的至少一个显示区域(3)，并且在第二侧上包括用于将所述钟表表盘(1)定位和/或固定在钟表机芯(100)中的至少一个支脚(4)，所述凸缘(2)包括与至少一个所述支脚(4)的端部区域(6)互补的至少一个接纳区域(5)，所述支脚(4)是可焊接支脚(40)，所述可焊接支脚(40)布置成在所述接纳区域(5)和所述端部区域(6)之间的界面处被熔焊或钎焊到所述凸缘(2)上，其中所述可焊接支脚(40)的材料是所述第一轻合金或者是能够熔焊或钎焊到所述第一轻合金的第二轻合金；
-将所述钟表表盘(1)在熔焊或钎焊之前制造成具有由所述端部区域(6)和互补的所述接纳区域(5)形成的至少一对结构，所述至少一对结构在未熔焊且未钎焊的第一组装状态下包括相互配合的外螺纹和内螺纹；
-关于同一所述可焊接支脚(40)的组装，在所述未熔焊且未钎焊的第一组装状态下，定位至少一个所述接纳区域(5)以使得所述接纳区域(5)包围相应的所述端部区域(6)，或者相反，和/或将所述接纳区域(5)和所述端部区域(6)中的一个旋拧到另一个上；
-通过熔焊或钎焊将至少一个所述可焊接支脚(40)不可逆地组装到所述凸缘(2)上，以形成所述一体式表盘组件(10)。
10.根据权利要求9所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，每个所述可焊接支脚(40)通过熔焊或钎焊不可逆地组装到所述凸缘(2)上。
11.根据权利要求9所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金选自铝合金、钛合金或镁合金。
12.根据权利要求11所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金选择为两种铝合金。
13.根据权利要求11所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金选择为两种钛合金。
14.根据权利要求11所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，所述第一轻合金和所述第二轻合金选择为两种镁合金。
15.根据权利要求11所述的制造轻合金材质的一体式表盘组件(10)的方法，其特征在于，所述第一轻合金选择为铝合金并且所述第二轻合金选择为钛合金，或者相反。
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