CN111913385A - 防水表壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潜水表的防水表壳(1)，其包括安装在中间件(2)的下侧上的后盖(4)和安装在中间件的上侧上的表镜(3)。表镜包括环形外周表面(13)，该环形外周表面(13)通过环形垫圈的由非晶态金属制成的第一部分(5)安装在中间件的上侧上的形状互补的内环形表面(12)上。垫圈的第一部分上的垫圈的第二部分(5’)保持表镜抵靠在中间件上。表镜的环形外周表面相对于垂直于表壳平面的中心轴线以小于90°的角度朝向表壳内部倾斜，以分散由于潜水时的水压而引起的表镜与中间件之间的应力。环形外周表面和内环形表面呈圆锥形。

Description

防水表壳
技术领域
本发明涉及一种特别是用于潜水表的防水表壳。
背景技术
为了允许在水下使用机械或电子表，必须密封地闭合包括钟表机芯或基于时间的钟表模块的表壳。为此，表壳包括密封地紧固到中间件的第一侧上的后盖和紧固到中间件的相对的第二侧上的表镜。提供了用于组装后盖、中间件和表镜的衬垫。手表功能控制或设置构件还通过表壳的中间件密封地安装在休止位置。
通常，由于表壳内部的压力接近大气压，因此，表壳未构造或组装成承受例如潜水期间的高水压。传统手表的简单衬垫不足以保证表壳在潜水到非常深的水下时具有良好的防水性。
可以提及专利申请CH 690 870 A5，其描述了一种防水表壳。表壳由在上侧固定到中间表圈上的表镜和通过将其旋拧到中间件的内螺纹上而紧固到中间件上的后盖组成。表镜通过呈超环面/环形(toroidal)形状并支撑在中间件的边缘上的环形衬垫紧固到中间件上。在后盖的外边缘与中间件的下表面之间也设置有衬垫。由于螺纹可能在高水压下损坏，因此还设置了一种由耐腐蚀金属制成的穹顶，该穹顶抵靠在后盖的内表面和中间件的内边缘上。然而，即使对于这种表壳布置结构，这也不能保证表壳在潜水到非常深的水下期间的良好防水性，这构成了一个缺点。
专利CH 372 606描述了一种防水表壳，该表壳的中央部分或中间件围绕后盖并由表镜封闭。螺纹环抵靠在后盖的倾斜外表面上以将其保持，并且被旋拧到与中间件连接的紧固部分上。对于所提出的这种布置，这不能保证表壳在潜水到非常深的水下时的良好防水性，这构成了一个缺点。
发明内容
因此，本发明的主要目的是通过提出一种防水表壳来克服上述现有技术的缺点，该表壳适于承受高水压以潜入很深的水下。
为此，本发明涉及一种防水表壳，更具体地，涉及一种特别是用于潜水表的防水表壳，所述表壳包括安装在中间件的上侧的至少一个表镜，所述表镜包括环形外周表面，该环形外周表面能借助于所述表壳的呈环形的紧固垫圈的至少一部分安装在位于所述中间件的上侧的内环形表面上，和所述表镜的环形外周表面相对于垂直于所述表壳的平面的中心轴线以小于90°的确定的角度朝向所述表壳的内部倾斜，以便分散由于潜水时的水压而引起的所述表镜与所述中间件之间的应力。
优选地，所述紧固垫圈的在所述环形外周表面与所述内环形表面之间的部分由至少部分非晶态的金属合金制成。
优选地，所述中间件的上侧的所述内环形表面具有与所述表镜的环形外周表面互补的形状。
优选地，所述紧固垫圈由第一部分和第二部分组成，所述第一部分布置在所述表镜的环形外周表面与所述中间件的内环形表面之间，所述第二部分接触在所述中间件的在所述内环形表面上方的内环形壁与所述表镜的在所述环形外周表面上方的外环形壁之间。
优选地，所述内环形壁和所述外环形壁均平行于所述中心轴线。
优选地，所述紧固垫圈的第一部分由至少部分为非晶态的金属合金制成，所述紧固垫圈的第二部分由聚合物制成以将所述表镜紧固到所述中间件上。
优选地，所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于锆。
优选地，制成所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于铂。
优选地，制成所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于钯。
优选地，所述表镜的环形外周表面和所述中间件的内环形表面是圆锥形表面，所述中间件的内环形壁和所述表镜的外环形壁是圆柱形表面。
优选地，所述表镜的环形外周表面相对于所述中心轴线的确定的倾斜角度为约43°±5°。
优选地，所述表镜的环形外周表面和所述中间件的内环形表面相对于所述中心轴线的确定的倾斜角度为约43°±5°。
优选地，所述表镜的环形外周表面包括用于通过激光束蚀刻铭文的沉积物。
优选地，所述沉积物的颜色不同于所述紧固垫圈的第一部分的颜色，以便能透过所述表镜从所述表壳外部看到所述铭文。
优选地，所述表镜的环形外周表面包括旨在形成装饰的结构。
该防水表壳的优点在于，表镜借助于垫圈并利用中间件和表镜的倾斜接触面紧固到中间件上。在通常为圆筒形的中间件的情况下，在表镜和中间件上或者还在安装于中间件的相对侧上的后盖上设置有圆锥形的支承表面。这样，表镜和后盖上的压力经由圆锥形的支承表面传递到中间件。
在表镜的情况下，可以通过紧固垫圈的由聚合物(例如聚氨酯)制成的第二部分来确保其强度及其与中间件的连接部的防水性。压应力传递到垫圈的第一部分，该垫圈的第一部分由具有优于中间件的机械性能(特别是较高的屈服强度以及理想地较高的弹性变形)的金属制成。该垫圈可以是由非晶态金属合金或用于由钛制成的中间件的TNTZ-O合金(TiNb23Ta0.7Zr2O1.2)制成的垫圈。这一方面防止了应力集中在中间件上，从而防止了其塑化，另一方面防止了应力集中在表镜上，从而防止了其破裂和/或其厚度减小。金属垫圈的第一部分可以是在组装表镜之前沉积在中间件的圆锥形支承表面上的部件。因此，垫圈的第一部分可以在前一步骤中刚性地连接到中间件(例如通过热加工或增材制造)，并且因此在组装表镜时形成中间件的一体部分。
附图说明
在下面的描述中，将参考附图以非限制性方式更好地说明防水表壳的目的、优点和特征，在附图中：
-图1a和1b以简化的方式示出了具有根据本发明的防水表壳的手表的一个实施例的横截面，以及根据本发明的将表镜紧固到中间件上的局部细节剖视图，
-图2示出了根据本发明的用于将表镜紧固到中间件的一个变体的局部细节剖视图，
-图3概略性地示出了根据本发明的表壳的一个实施例的俯视图，以及
-图4a和4b示出了具有金属涂层的表镜，该金属涂层能够被激光蚀刻，以在用于将表镜安装在中间件上的表面上产生铭文，以及表镜上的金属涂层的带有根据本发明的铭文/刻印的部分。
具体实施方式
在下面的描述中，仅以简化的方式陈述本技术领域中的本领域技术人员众所周知的防水表、特别是潜水表的表壳的所有部件。
图1a和1b示出了可以用于潜水表的表壳1的一个实施例。表壳1主要包括可由蓝宝石或矿物晶体制成的表镜3，其紧固在中间件2的上侧上，并且可能包括安装在中间件2的下侧上的后盖4。表圈7也可以被安装在中间件2的上侧上。钟表机芯或模块10在套环8中设置在表壳1中，并且至少一个未示出的控制构件可以在休止位置密封地安装在中间件2上或穿过中间件2，以设置潜水表的时间、日期或其它功能。
在提供表壳1的后盖4的情况下，后盖4——其结构优选是实心的——包括具有内螺纹的环形边缘14，以便拧到位于中间件2的下侧的螺纹部26上。当将后盖4安装在中间件2上时，后盖4的环形支承表面24与中间件2的与支承表面24形状互补的内环形表面32接触。支承表面24和内环形表面32相对于与表壳1的平面垂直的轴线倾斜一确定的角度。在大体上圆筒形的中间件的情况下，表面24、32呈圆锥形并且以相对于表壳1的中心轴线确定的角度朝向表壳1的内部倾斜。这意味着每个圆锥形状的顶部均在朝向表壳1的内部的方向上。中间件2的下侧还包括环形沟槽16，该环形沟槽16容纳在将后盖4安装在中间件2上时与支承表面24接触的衬垫/填充件。环形沟槽16具有矩形横截面，使得在紧固后盖4之前衬垫/填充件6被适当地保持在环形沟槽16中。对于由诸如钛的材料制成的中间件2和后盖4，所述角度可以相对于中心轴线为约60°±5°。由于在潜水到很深的水下时的水压，这允许在后盖4与中间件2之间具有良好的应力分散/分配。
表镜3包括环形外周表面13，该环形外周表面13借助于垫圈5、5’的至少一部分安装在中间件2的上侧上的内环形表面12上。内环形表面12优选具有与环形外周表面13互补的形状。表镜3的环形外周表面13相对于与表壳1的平面垂直的轴线倾斜一小于90°的确定的角度。优选地，内环形表面12以与环形外周表面13相同的相对于中心轴线的角度而大体上朝向表壳1的内部倾斜。
尽管例如由钛制成的中间件2具有大致圆筒形的形状，但是内外周表面13和内环形表面12的形状为圆锥形并且朝向表壳的内部以一确定的角度倾斜。这意味着每个圆锥形状的顶部均在朝向表壳1的内部的方向上。表面12和13的确定的倾斜角度可以相对于中心轴线为约43°±5°。由于潜水到很深的水下期间的水压，这允许借助于垫圈的第一部分5在表镜3与中间件2之间具有良好的应力分散。由于接触表面朝向表壳1的内部倾斜，水压相比于表壳1内部的压力的差趋于将接触的表面12、13与紧固垫圈5、5’之间的任何空隙封闭。这保证了良好的防水性，并能承受高压力。
在该第一实施例中，紧固垫圈5、5’优选地可以由非晶态金属合金制成的第一部分5和用于利用中间件2保持表镜3的聚合物(例如聚氨酯)制成的第二部分5’组成。紧固垫圈5、5’是环形的，用于将表镜3密封/密闭地安装在中间件2上。对于大体圆筒形的中间件2，垫圈的第一部分5是圆锥形的，而第二部分5’支承在第一部分5的上边缘上并且是圆筒形的。一旦表镜3被驱动到中间件2上，则第一部分5将中间件2和支承在第一部分5上的表镜3的倾斜表面连接，而第二部分5’被压缩/挤压在中间件2的内环形壁22与表镜3的外环形壁23之间，外环形壁23位于表镜3的环形外周表面13的上方。第二部分5’可以停止在表镜3的、紧挨在表圈7的下方的中间高度处，而垫圈的第一部分5可以延伸到表镜3的底部与中间件2之间的连接部的水平面的下方。
以非限制性方式，在截面中，第一部分5的长度可以是约5mm，而垫圈5、5’的第二部分的高度可以是约2.5mm。垫圈的厚度可以是约0.65mm。
垫圈的第一部分5属于将表镜3承载在中间件2上的类型。当表壳1在水下浸入至较大深度时，归功于表镜3和中间件2的倾斜表面12和13并且借助于垫圈的第一金属部分5，允许封闭表镜3与中间件2之间的任何空间。因此，由于垫圈的优选地由非晶态金属合金制成的第一金属部分5，在表镜3与中间件2之间实现了良好的应力分散。
当表壳1在水下浸入至较浅深度时，垫圈的部分5’确保了中间件上的表镜的防水性和强度。浸入至很深的水下的情况越多，表镜就越多地压靠在垫圈的部分5上，垫圈5本身压靠在中间件的倾斜平面上，这确保了即使在非常大的深度下也具有防水性而没有垫圈劣化的风险。在大深度处，垫圈的部分5’压靠在垫圈的部分5的顶部上，这防止了部分5’由于挤出而劣化。为了防止的塑化并确保在戴着手表进行大深度潜水时中间件上的应力的均匀，有必要针对垫圈的第一部分5使用具有非常高的机械性能(特别是屈服强度和弹性变形)的材料。
例如，非晶态金属的特定机械性能，特别是其极高的屈服强度σe(例如：对于Zr基材为1,700MPa；对于Pd基材为1,550MPa；对于Pt基材为1,350MPa)与很高的弹性变形εe(对于所有非晶态金属为1.5％到2％)结合，可防止垫圈5、5’在承受非常高的压力下的应力时在其与表镜3接触的区域内塑化。机械性能(例如，5级钛：σe 850MPa；εe 0.5至0.8％)不如为垫圈选择的非晶态金属的中间件2也不会塑化，因为由非晶态金属制成的垫圈5、5’可以使应力均匀化，从而降低了垫圈-中间件界面处的这些应力。
用于制造垫圈5的感兴趣的合金的另一示例是TNTZ-O(TiNb23Ta0.7Zr2O1.2)型合金，其屈服强度为1,000-2,000MPa，弹性变形为约1％-2％。
出于信息目的，垫圈的由非晶态金属制成的第一部分5的生产可以通过不同的成形方法完成，即：
-直接由熔融金属生产，例如压力注入、重力铸造、离心铸造、反重力铸造、真空吸铸、粉末增材制造，
-在玻璃化转变温度以上通过热变形由非晶态预成型件生产，例如电磁成型、通过电容放电成型、在气压下成型、机械成型。该步骤的目的是获得具有正确尺寸并且具有足够比例的非晶相以获得合适的机械性能的预成型件。
还应该注意的是，中间件2的内环形表面12朝向表壳1的内部倾斜，并终止于，该表面12’在内环形表面12之后向内弯曲大约3°。因此，垫圈的第一部分5不再与该弯曲表面12’直接接触。另一方面，当潜水时水压显著上升时，垫圈的第一部分5被表镜3向内推动以接触或贴合弯曲表面12’。因此，这允许防止表镜3的内角部的压力将应力集中在垫圈的第一部分5中，从而防止了其破裂的危险。
几种类型的非晶态金属合金可以用来制造紧固垫圈的第一部分5。在最常见的情况下，非晶态金属合金可以主要由锆组成。锆基非晶态金属合金可以由Zr(52.5％)、Cu(17.6％)、Ni(14.9％)、Al(10％)和Ti(5％)组成。锆基非晶态金属合金还可包含Zr(58.5％)、Cu(15.6％)、Ni(12.8％)、Al(10.3％)和Nb(2.8％)。锆基非晶态金属合金还可包含Zr(44％)、Ti(11％)、Cu(9.8％)、Ni(10.2％)和Be(25％)或最终Zr(58％)、Cu(22％)、Fe(8％)和Al(12％)。垫圈的第一部分也可以由主要由铂(Pt)组成的非晶态金属合金制成。铂基非晶态金属合金可以包含Pt(57.5％)、Cu(14.7％)、Ni(5.3％)和P(22.5％)。也可以使垫圈的第一部分由主要基于钯(Pd)的非晶态金属合金形成。
也可以提及其它非晶态金属合金。钛基非晶态金属合金可包含Ti(41.5％)、Zr(10％)、Cu(35％)、Pd(11％)和Sn(2.5％)。钯基非晶态金属合金可包含Pd(43％)、Cu(27％)、Ni(10％)和P(20％)或Pd(77％)、Cu(6％)和Si(16.5％)或最终Pd(79％)、Cu(6％)、Si(10％)和P(5％)。镍基非晶态金属合金可包含Ni(53％)、Nb(20％)、Ti(10％)、Zr(8％)、Co(6％)和Cu(3％)或Ni(67％)、Cr(6％)、Fe(4％)、Si(7％)、C(0.25％)和B(15.75％)或最终Ni(60％)、Pd(20％)、P(17％)和B(3％)。铁基非晶态金属合金可包含Fe(45％)、Cr(20％)、Mo(14％)、C(15％)和B(6％)或Fe(56％)、Co(7％)、Ni(7％)、Zr(8％)、Nb(2％)和B(20％)。金基非晶态金属合金可包含Au(49％)、Ag(5％)、Pd(2.3％)、Cu(26.9％)和Si(16.3％)。
图2示出了用于将表镜3紧固到中间件2上的一个变型的局部细节剖视图。表镜3包括环形外周表面13，该环形外周表面13借助于垫圈的第一部分5安装在中间件2的上侧上的内环形表面12上。尽管中间件2总体上呈圆筒形，但是表镜3的内外周表面13的形状呈圆锥形，而中间件2的内环形表面12位于表壳1的呈圆盘的一部分的形状的平面中。垫圈的由至少部分为非晶态的金属合金制成的第一部分5位于内外周表面13与内环形表面12之间，而垫圈的由聚合物制成的第二部分5’位于中间件2的内环形壁22与表镜3的外环形壁23之间。
图3示意性地示出了表壳1的一个实施例的俯视图。表壳1包括中间件2、表镜3、表圈7和呈柄轴-表冠形式的穿过中间件2的控制构件9。柄轴-表冠包括未示出的圆锥形表面，该圆锥形表面在休止位置与中间件2的圆锥形内表面接触，以确保不透水地密封和承受潜水期间的水压的能力。在表镜3的环形外周表面13与紧固垫圈的第一部分之间的连接处形成文字、数字或图形的铭文103。
如图4a和4b所示，为了产生铭文103，也可以设置表镜3的结构化的接触面和/或也可以在其表面上沉积装饰层。这种结构化和/或沉积物63可以设置在表镜3的环形外周表面13上。通过借助于源自激光设备50的激光束L蚀刻沉积物63，也可以写出一个或多个词语、数字或图形。沉积物63可以具有与紧固垫圈的第一部分的颜色不同的颜色。结果，在蚀刻沉积物63上的铭文103之后，可以将表镜3的环形外周表面13放置或紧固到紧固垫圈的第一部分上，该第一部分的颜色与沉积物63的颜色不同。
通过表镜3的表面的选择性结构化，也可以在表镜3的接触表面上产生图案。该表面可以例如通过激光、通过化学方法或者甚至通过机械方法(例如研磨或铣削)来构成。因此，一旦已将表镜3固定到中间件2上，就可以透过表镜3读取所产生的铭文，该铭文也可以指示手表的品牌。
还应当注意，通过利用上述垫圈的第二部分5’将表镜3紧固在中间件2上，并且通过借助于垫圈的第一部分5使表镜3与中间件2之间的锥形表面接触，确保了完美的防水性和表镜3与中间件2之间的良好应力分散。这是必要的，因为该表是潜水表，其必须承受由于表内部与水下大深度的水压之间的压力差而引起的高应力。由于中间件2、垫圈5、5’和表镜3之间的接触表面由于这种圆锥形而相当大，因此应力更好地传递到较大区域上，这对于手表在水下深潜时的防水性很重要。通过这种布置，表壳上的水压趋于封闭接触表面之间的任何间隙。另外，这防止了紧固垫圈的挤出。
根据刚刚进行的描述，本领域技术人员可以设计表壳的几个替代实施例而不脱离由权利要求书限定的本发明的范围。表壳的中间件可以具有不同于圆筒体的总体形状。

Claims (15)

1.一种特别是用于潜水表的防水表壳(1)，所述表壳(1)包括安装在中间件(2)的上侧的至少一个表镜(3)，
其特征在于，所述表镜(3)包括环形外周表面(13)，该环形外周表面能借助于所述表壳(1)的呈环形的紧固垫圈的至少一部分安装在位于所述中间件(2)的上侧的内环形表面(12)上，和
所述表镜(3)的环形外周表面(13)相对于垂直于所述表壳的平面的中心轴线以小于90°的确定的角度朝向所述表壳(1)的内部倾斜，以便分散由于潜水时的水压而引起的所述表镜(3)与所述中间件(2)之间的应力。
2.根据权利要求1所述的表壳(1)，其特征在于，所述紧固垫圈的在所述环形外周表面(13)与所述内环形表面(12)之间的部分由至少部分非晶态的金属合金制成。
3.根据权利要求1所述的表壳(1)，其特征在于，所述中间件(2)的上侧的所述内环形表面(12)具有与所述表镜的环形外周表面(13)互补的形状。
4.根据权利要求3所述的表壳(1)，其特征在于，所述紧固垫圈由第一部分(5)和第二部分(5’)组成，所述第一部分布置在所述表镜(3)的环形外周表面(13)与所述中间件(2)的内环形表面(12)之间，所述第二部分接触在所述中间件(2)的在所述内环形表面(12)上方的内环形壁(22)与所述表镜(3)的在所述环形外周表面(13)上方的外环形壁(23)之间。
5.根据权利要求4所述的表壳(1)，其特征在于，所述内环形壁(22)和所述外环形壁(23)均平行于所述中心轴线。
6.根据权利要求4所述的表壳(1)，其特征在于，所述紧固垫圈的第一部分(5)由至少部分为非晶态的金属合金制成，所述紧固垫圈的第二部分(5’)由聚合物制成以将所述表镜(3)紧固到所述中间件(2)上。
7.根据权利要求2所述的表壳(1)，其特征在于，所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于锆。
8.根据权利要求2所述的表壳(1)，其特征在于，制成所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于铂。
9.根据权利要求2所述的表壳(1)，其特征在于，制成所述紧固垫圈的至少一部分的非晶态金属合金主要基于钯。
10.根据权利要求4所述的表壳(1)，其特征在于，所述表镜(3)的环形外周表面(13)和所述中间件(2)的内环形表面(12)是圆锥形表面，所述中间件(2)的内环形壁(22)和所述表镜(3)的外环形壁(23)是圆柱形表面。
11.根据权利要求1所述的表壳(1)，其特征在于，所述表镜(3)的环形外周表面(13)相对于所述中心轴线的确定的倾斜角度为约43°±5°。
12.根据权利要求4所述的表壳(1)，其特征在于，所述表镜(3)的环形外周表面(13)和所述中间件(2)的内环形表面(12)相对于所述中心轴线的确定的倾斜角度为约43°±5°。
13.根据权利要求1所述的表壳(1)，其特征在于，所述表镜(3)的环形外周表面(13)包括用于通过激光束蚀刻铭文(103)的沉积物(63)。
14.根据权利要求13所述的表壳(1)，其特征在于，所述沉积物(63)的颜色不同于所述紧固垫圈的第一部分(5)的颜色，以便能透过所述表镜(3)从所述表壳外部看到所述铭文。
15.根据权利要求1所述的表壳(1)，其特征在于，所述表镜(3)的环形外周表面(13)包括旨在形成装饰(103)的结构。
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