CN117441137A - 制造钟表组件的方法和钟表组件 - Google Patents

Abstract

一种钟表组件，包括与不同的第二钟表部件(20)组装在一起的第一钟表部件(10)，第一钟表部件(10)包括至少一个功能部分和可形成与所述功能部分不同的连接孔的接收开口(11)，界定所述接收开口(11)的壁部形成第一连接表面(12)，第二钟表部件(20)包括第二连接表面(22)并通过所述第一和第二钟表部件(10，20)的相应的第一和第二连接表面(12，22)之间在固定表面处的直接或间接的接触而与第一钟表部件刚性地组装在一起，其特征在于，第一和第二连接表面(12，22)中的至少一个或可选的中间第三部件(30)的第三连接表面由通过热处理氧化的硅制成，使得第一和第二钟表部件通过氧化硅层的生长而彼此刚性地固定。

Description

制造钟表组件的方法和钟表组件

技术领域

本发明涉及一种至少两个钟表部件的钟表组件。其还涉及包括至少一个所述钟表组件的一种钟表机芯和一种钟表。其还涉及一种制造所述钟表组件的方法。

背景技术

在钟表制造业中越来越多地使用陶瓷来例如形成钟表轴杆，因为其固有的机械特性、特别是硬度和对磁场的不敏感特别有利于多种钟表部件。

然而，用于组装钟表部件的传统的方案(这些方案是针对金属材料设计的)对于陶瓷来说并非总是适用的或最优的。除此之外，可能越来越多地使用硅来制造钟表部件，并且由于其易损性，用于组装钟表部件的传统方案对于硅来说可能并非总是适用的或最优的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是改进钟表组件并且尤其是限定一种特别适用于陶瓷的使用的钟表组装方案。

更具体地，本发明的一个目的是限定一种可靠、耐用且易于实施的钟表组装方案。

为此目的，本发明涉及一种钟表组件，其包括与不同的第二钟表部件组装在一起的第一钟表部件，第一钟表部件包括接收开口或连接孔，界定所述接收开口或连接孔的壁部形成第一连接表面，第二钟表部件包括第二连接表面并通过所述第一和第二钟表部件的相应的第一与第二连接表面之间在固定表面处的直接或间接的接触而与第一钟表部件牢固地组装在一起，其中第一和第二连接表面中的至少一个或可选的中间第三部件的第三连接表面由通过热处理氧化的硅制成，使得第一和第二钟表部件通过氧化硅层的生长而彼此固定。

第一钟表部件可包括至少一个功能部分和与所述功能部分不同的接收开口。

根据第一实施方式，第一钟表部件的接收开口的轮廓是封闭的，并且该接收开口或连接孔可在其整个第一连接表面上具有恒定的截面。

根据第二实施方式，接收开口的轮廓在第一钟表部件的外周部上打开，并且接收开口或连接孔可在其整个第一连接表面上具有恒定的截面，其高度被包含在第一钟表部件的总厚度的一部分与总厚度之间。

此外，第二钟表部件可具有可变截面的一部分，特别是其从与其的第二连接表面之间的边界开始连续增大，截面连续增大的这个部分紧邻所述接收开口的端部位于接收开口或连接孔的外部。

本发明还涉及一种制造包括第一钟表部件和不同的第二钟表部件的钟表组件的方法，其中所述方法包括以下步骤：

-将所述两个钟表部件组装为最小间隙的中间构造，从而将第二钟表部件定位在第一钟表部件的连接孔或接收开口中，可选地通过在中间插入套筒形式的中间第三部件的内部和外部第三连接表面而将第一钟表部件的第一连接表面定位为面对第二钟表部件的第二连接表面，第一和第二连接表面中的至少一个或者可选的内部和外部第三连接表面由硅制成；

-对处于中间构造的钟表组件进行热处理，以实现氧化硅层在由硅制成的至少一个连接表面上的生长，直到达到两个钟表部件的预定的彼此固定水平为止。

本发明更特别地由权利要求限定。

附图说明

将在结合附图通过非限制性举例的方式给出的特定实施方式的以下说明中详细阐述本发明的这些目的、特征和优点，在附图中：

图1a和1b示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法中的第一步骤。

图2a和2b示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法中的第二步骤。

图3示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法中的第三步骤。

图4a和4b示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的放大图。

图5示出在根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第四步骤中的组件紧密度的变化。

图6示出包括根据本发明的第一实施方式的钟表组件的钟表机芯的一部分。

图7示出包括根据本发明的第二实施方式的钟表组件的钟表机芯的一部分。

图8示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的第一变型。

图9示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的第二变型。

图10示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的第三变型。

图11示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的第四变型。

图12和13以放大示意图示出根据本发明的实施方式的第四变型的第三步骤和通过实施钟表组装方法的第四步骤获得的组件。

图14示出根据本发明的一个实施方式的钟表组装方法的第三步骤的第五变型。

图15示出设置有用于接收摆轮销的接收开口的摆轮。

图16示出根据本发明的一个实施方式的与图15的摆轮组装在一起的摆轮销。

图17示出设置有用于接收冲击销的接收开口的摆轮。

图18示出根据本发明的一个实施方式的与图17的摆轮组装在一起的冲击销。

图19示出设置有用于接收定位针的接收开口的定位杆。

图20示出根据本发明的一个实施方式的与图19的定位杆组装在一起的定位针。

图21示出根据本发明的另一个实施方式的包括形成打开的接收开口的凹部的第一部件。

图22示出根据本发明的所述另一个实施方式的与图21的第一部件组装在一起的包括凸部的第二部件。

图23-26示出根据本发明的多个实施方式的刻有沟槽的连接表面。

具体实施方式

本发明有利地涉及一种制造钟表组件的方法。该方法的目的是将至少两个不同的钟表部件牢固地组装在一起，以形成将在此被称为钟表组件的牢固连接的实体。钟表组件的至少一个钟表部件有利地主要由陶瓷制成，即完全或部分地由陶瓷制成和/或有利地包含至少50wt％的陶瓷。陶瓷有利地存在于主要由陶瓷制成的所述钟表部件的连接表面上。

陶瓷尤其可以是氧化锆，特别是钇稳定氧化锆，尤其是3mol％钇稳定氧化锆或2mol％钇稳定氧化锆，或者是单晶或多晶氧化铝或氧化铝-氧化锆组合物。在一个变型中，陶瓷可由难熔金属的氮化物、碳化物和/或硼化物单独地或彼此组合地或者与诸如上述的氧化锆和氧化铝的氧化物组合而组成。

现在将描述制造钟表组件的方法。

根据实施方式的方法中的第一步骤是得到要进行组装来形成牢固连接的实体的两个不同的钟表部件。

图1a因此示出第一钟表部件10，其根据实施方式是由硅制成的轮。其在其中心部分中包括接收开口11，也被称为“连接孔”，对应于轮的轮毂。根据这个实施方式，接收开口11(连接孔)具有圆形形状的横向截面，即垂直于其中心轴线的截面。作为变型，该截面可具有一些其他的形状，例如椭圆形、卵形、多边形等等和/或可沿着其圆周包括至少一个沟槽，其截面可具有任何类型的几何形状。至少一个沟槽被设置为用于帮助硅氧化层的生长和两个钟表部件的预组装。界定该接收开口的壁部形成连接表面12，这将在下文中详述。轮还包括外周部，其包括用于与钟表机芯内的另一个钟表组件协作的凹口或齿13。该外周部形成第一钟表部件10的功能部分。有利地，该第一钟表部件10可通过使用传统的深反应离子刻蚀方法(简称为DRIE)雕刻标准的硅晶片而由硅制成。在这种方法中，在同一个硅晶片上同时形成多个相同的轮。

图1b示出与第一钟表部件不同的第二钟表部件20，其根据示例实施方式是由陶瓷制成的轴杆，用于组装在图1a的轮的轮毂中，以允许将轮设置为具有在钟表机芯内旋转的能力。根据这个实施方式，第二钟表部件20因此预期通过第一钟表部件10的接收开口11(连接孔)安装。为此目的，在这个实施方式中，第二钟表部件20具有圆形的横向截面，即垂直于其旋转轴线的截面。作为变型，该截面可具有一些其他的形状，例如椭圆形、卵形、多边形等等。轴杆的两个端部21预期被安装在钟表机芯内，以允许轴杆在最小摩擦的情况下旋转。钟表轴杆可通过对棒使用激光车削方法然后进行摩擦精加工而由陶瓷制成，以使其能够获得精确的几何形状和受控的表面光洁度。第二钟表部件20的外周表面包括第二连接表面22，其用于固定至第一钟表部件10的第一连接表面12，以形成两个钟表部件的钟表组件，这将在之后详细说明。因此，第二钟表部件20具有凸形的连接表面22，其用于与属于第一钟表部件10的凹形的连接表面22协作。

图2a示出组装方法的第二步骤的中间阶段，在该阶段中使多个第二钟表部件20靠近穿设有盲孔41的支架40。该支架40是在制造方法中临时使用的中间元件。其不形成钟表组件的一部分。其由可承受硅氧化温度的任何材料制成。有利地，其还是与第二钟表部件20具有类似的热膨胀系数的材料。

每个第二钟表部件20都插入到支架40的相应的盲孔41中，其直径对应于第二钟表部件20的直径，使得后者通过支架40以稳定且精确的方式被保持在图2b所示的位置中。

图3示出根据本发明的实施方式的钟表组装方法中的第三步骤，其中第一钟表部件10被组装在每个第二钟表部件20上。为此，第一钟表部件10的接收开口11(连接孔)被定位为面对第二钟表部件20的顶端部21，并且随后使第一钟表部件10沿着第二钟表部件20向下滑动，直到其靠在支架40的上表面42上为止。

图4a以放大图示出第三步骤结束时获得的构造，其形成两个钟表部件的组件的中间构造。两个钟表部件10、20相对于彼此被定位在它们最终的相对位置，但是尚未被彼此固定。具体地，它们各自的连接表面12、22彼此面对，但是分离较小的距离d，如图4b所示，这表示两个部件之间的间隙。在这个阶段，两个钟表部件因此不会彼此接触。该间隙允许相对容易地定位两个钟表部件，同时确保两个钟表部件在这个未固定的临时组装位置中具有最小的可动性。有利地，距离d小于或等于4μm，或者小于或等于2μm。还有利地，距离d大于或等于1μm，或者大于或等于1.5μm。支架40的盲孔41的深度因此被选择为使得第二钟表部件的第二连接表面22刚好位于支架的上表面42的上方，从而能够在第一钟表部件10定位之后与第一钟表部件10的第一连接表面12面对。

应注意，如图2和3所示，同一个支架40有利地允许同时制造多个钟表组件。这在第一钟表部件10是通过对晶片、特别是硅晶片进行微制造而制成并且这些部件仍然例如通过系带被固定于晶片的情况下可以是特别有利的，从而允许针对附接于晶片的所有或一些部件同时形成组件。当然，本发明不限于这种实施方式，而是覆盖了形成单一的钟表组件的实施方式。

接下来，钟表组装方法实施将两个钟表部件固定在一起的第四步骤。为此，对在第三步骤结束时获得的组件执行热处理，以使其在第一钟表部件10的由硅制成的表面处产生氧化硅层的生长。为此，有利地将组件放置在氧化炉中并且将温度升高到大约1100℃以上，更一般来说到达足以使硅发生氧化的任何温度。因此，有利地，该温度在800℃与1200℃之间，优选在氧化气氛下(例如水蒸气)。另外，将处理时间选择为实现足够的氧化厚度，以可靠地将两个钟表部件彼此固定。

具体地，随着硅发生氧化，氧化硅层形成在第一钟表部件的表面上并且增加了其总体积，包括在其完全或部分地环绕第二钟表部件的连接表面处。因此，通过在充足的时间内继续该操作，使两个钟表部件的两个相应的连接表面分离的距离d被氧化硅填充，直到两个钟表部件之间在它们相应的连接表面之间的直接接触部分处的实现足够的紧密度水平为止。这个现象由图5示出，其中第一曲线51表示接收开口11(其在这个例子中类似于圆形截面的连接孔)的直径相对于这个氧化操作的持续时间的变化。可以看出该直径显著减小。根据所示的例子，该直径在10个小时的处理中减小了2μm，变得等于第二钟表部件20在其连接表面22处的直径，此直径保持恒定并且由第二曲线52表示。

氧化硅层的厚度随着时间的变化服从以下定律：

Log(e_ox)＝A Log²(t)+B Log(t)+C

其中t是热处理时间，e_ox表示氧化层的厚度，并且A、B和C是常数。

因此可以从图5看出40个小时的处理时长允许接收开口11的直径减小4μm。

应注意陶瓷能够承受硅氧化温度并且在尺寸或特性方面不受所采取的热处理的影响。另外，支架40由同样能够承受这种热处理的材料制成，以在整个热处理时间内恒定地支撑所述实体。

氧化硅层在连接表面12上的生长因此允许将相应的两个连接表面12、22直接夹紧在一起，这一直持续到实现与钟表组件要在钟表机芯中承受的应力匹配的足够牢固的连接为止，从而确保两个钟表部件将会在钟表组件的操作期间持续地保持在一起。应注意在这个实施方式中，两个连接表面因此在在这个实施方式中为圆柱形形状的固定表面处彼此接触。

这些部分的几何形状将有利地被选择为在热处理之前实现足够的间隙，因此在所有的情况下允许它们在最小间隙的情况下进行组装，同时在可接受的时长内通过热处理实现令人满意的彼此固定。为此，钟表组件中的在热处理之后由氧化硅制成的连接表面将有利地被选择为包括平均厚度大于或等于1μm或者大于或等于1.5μm和/或小于或等于4μm的氧化硅层。在一个变型中，这些部分的几何形状将被选择为使得第一与第二部件之间在氧化热处理之前不发生接触，但是在可接受的时长内通过氧化热处理实现令人满意的彼此固定。在这种情况下，使用图2和3所示的支架40是有利的。

应注意重要的是界定第一钟表部件10的接收开口11(连接孔)的壁部通过在所述的实施方式中为刚性的连接件连接至所述第一钟表部件10的外周功能部分。更具体地，根据所提供的例子轮的轮毂通过四个刚性辐条连接至外周功能部分。换句话说，接收开口11的壁部相对于这个功能部分是固定的。接收开口与功能部分之间的这种连接件将被视为刚性连接件，并且更一般来说这种钟表部件将被视为刚性类型的钟表部件。当然，这种刚性连接件除了上述的四个辐条之外可通过任何数量的刚性辐条形成，并且可以通过无需是辐条形式的任何其他的连接结构形成。

这种刚性连接件在实施本发明的钟表组装方法时提供了显著的优点，特别是在两个连接表面通过氧化硅层的生长而彼此紧固的最终阶段期间。具体地，在这种生长期间，在进行接触的连接表面上施加力：如果接收开口(连接孔)的壁部被安装为具有相对于第一钟表部件的剩余部分、特别是相对于功能部分移动的能力，则氧化物生长期间施加的力可能倾向于使接收开口(连接孔)的这个壁部移动，并且因此可能被这个运动吸收，有损于接触表面处所需的紧固。出于这个原因，上述定义的含义内的刚性类型的钟表部件特别适用于根据本发明的钟表组件。

图6通过举例的方式示出包括上述的含义内的多个刚性类型的钟表组件的钟表机芯的一部分。钟表机芯的这个部分更具体地形成调节装置1，其特别是包括围绕轴线A2枢转的擒纵轮2以及包括围绕第三轴线A3a枢转的第一锁定轮3a和围绕第四轴线A3b枢转的第二锁定轮3b的锁定件3，这三个部件都设置在同一个平面P中并且由硅制成并且使用根据本发明的钟表组装方法通过它们各自的由陶瓷制成的轴杆进行组装。

时钟机构的其他部分可以从根据本发明的钟表组件中获益，例如：

-根据图15和16的存在于瑞士杠杆擒纵装置中的那种具有摆轮销65的摆轮60。在这个实施方式中，主要由硅制成的摆轮60具有用于接收摆轮销65的接收开口62。接收开口的轮廓是封闭的并且其几何形状与摆轮销65互补。优选由单晶或多晶氧化铝制成的摆轮销65在很小的间隙下垂直于摆轮60的第一面部被引入到摆轮60中，直到摆轮销65的接合端部与摆轮60的与第一面部平行的第二面部平齐为止。这两个钟表部件现在被相对于彼此定位，它们随后使用根据本发明的钟表组装方法来组装。

-图17和18中的诸如可能存在于除了瑞士杠杆擒纵装置之外的擒纵装置中的那种具有冲击销75的摆轮70。在这个实施方式中，界定高度的两个面部是平行的并且主要由硅制成的摆轮70具有用于接收冲击销75的接收开口72。接收开口72的轮廓是打开的，在摆轮70的外周部上打开。优选由单晶或多晶氧化铝制成的冲击销75在很小的间隙下平行于摆轮70的面部被接合在摆轮70中。当冲击销75的突出长度被调节为合适时，使用根据本发明的组装方法来组装两个钟表部件。

-根据图19和20的具有诸如上文所述的开口72的开放式轮廓的接收开口82的成形件，其自身例如也用于将定位针85与定位杆80组装在一起，例如在日期机构中使用的那样。

图21和22示出用于在包括凹部的第一部件与包括凸部的第二部件之间进行组装的另一个方案，提供了用于从凹部的外周突出的凸部的承座。在这个实施方式中，组件在第一钟表部件90中包括轮廓打开并且不穿过第一钟表部件90的整个厚度的接收开口92。接收开口92的深度被限制于第一钟表部件90的总厚度的一部分，至多可以是40％，从而提供用于第二钟表部件95的承座93。在这种构造中，接收开口是盲的，在第一部件的厚度中封闭，使得第二钟表部件95不会完全穿过第一钟表部件90。

十分意外地，申请人的研究表明在用于引导第二钟表部件的连接表面12通过插入至少一个沟槽110而被断开的情况下组件的机械强度提高，如图17、18、19、20、23、24、25和26所示。至少一个沟槽110针对多种目的来设置，例如用于通过减小接触面积而帮助钟表部件的预组装，并且同样地用于在氧化热处理期间帮助氧气进入连接表面12，甚至尤其是在接收开口具有开放式轮廓的情况下用于允许钟表部件的预定位，以通过防止可能由于氧化硅层生长而导致的凸部的任何移位而在氧化之后保持完整。至少一个沟槽110可具有任何类型的几何形状，包括能够在连接开口的内侧形成一系列的凸角的那些几何形状，如图25所示。至少一个沟槽110还可形成在连接表面22上，如图26所示。

如前所述，接收开口的截面可以是打开或闭合的，盲的或贯通的，并且可以呈现出圆形或U形的几何形状，或者呈现出一些其他的形状，例如椭圆形、卵形、多边形等等。

如上所述，本发明特别适用于包括由陶瓷制成的轴杆的钟表组件的制造。除此之外，其特别适用于该陶瓷轴杆与由硅制成的第一钟表部件(特别是由硅制成的轮)之间的组装。具体地，硅现在由于其特别有利的特性而越来越多地用于钟表部件的制造。然而，其缺点在于易损，特别是易碎，使得将其与另一个部件组装在一起十分困难。本发明因此特别有利地用于形成由硅制成的第一钟表部件与由陶瓷制成的第二钟表部件之间的钟表组件。

当然，在一种实施方式变型中，第二钟表部件(特别是钟表轴杆)可由除了陶瓷之外的一些材料制成，例如能够承受上述的氧化温度的另一种十分坚硬的材料。因此，上文所述的实施方式虽然特别适用于陶瓷，但是也可作为变型用于由除了陶瓷之外的一些材料制成的钟表部件。

例如，第二部件可由金属制成，特别是能够承受氧化温度的金属合金。非限制性地，该金属可以是Ti、Zr、Nb、Mo、Ta、W和它们的相应合金。

根据另一个例子，第一和第二部件可由硅Si制成。这种构造提供了减少氧化时间(第一部件的接收开口的尺寸减小并且第二部件的主体的尺寸随后同时增大)和/或能够在较大的初始间隙下操作的优点。

此外，如上所述，本发明特别适用于形成刚性类型的两个钟表部件的钟表组件。然而，使用柔性类型的钟表部件也是有利的，表述“柔性类型”与表述“刚性类型”相反。本发明的第二实施方式因此依赖于包括至少一个柔性类型的钟表部件(特别是具有可弹性移动的部分)的钟表组件。特别地，第一钟表部件可具有通过可弹性移动的连接件与功能部分连接的接收开口(连接孔)壁部。根据第二实施方式的这个方案在形成这种组件时、即对于将两个钟表部件彼此固定的功能来说没有那么有利，但是会提供在两个钟表部件被临时组装的图3的构造中帮助临时组装的额外的优点。具体地，由于接收开口(连接孔)的一个或多个壁部相对于第一钟表部件的功能部分的轻微的弹性可动性，能够使该壁部在两个钟表部件的临时组装期间移位，从而能够减小它们相应的连接表面之间的间隙并因此减少需要实现它们的彼此固定的热处理时间。

基于至少一个柔性类型的钟表部件的这个实施方式因此代表了一种妥协。这种(程度非常小的)柔性将被选择为允许两个钟表部件的临时设置，同时限制连接表面的可能的运动，从而通过氧化硅层的生长实现充分的彼此固定。

为此，图7示出图6的调节装置的实施方式变型，其包括相同的钟表部件，因此为了便于审查而保持相同的附图标记，但是其中轮的几何形状发生改变，以通过将轮的连接孔(陶瓷轴杆通过根据本发明的钟表组件被固定在其中)的壁部与它们相应的外周功能部分连接的弹性连接件来引入柔性。更具体地，作为参考，所述轮各自包括由弹性辐条界定的中心接收开口(所述连接孔)。弹性辐条的尺寸被限定为提供将每个轮分别保持在它们相应的轴杆上的适当的保持扭矩。

当然，本发明不限于上文所述的实施方式。

为此，根据第一或第二实施方式的第一变型，第二钟表部件20包括承载面23。在轴杆的情况下，该承载面23可由轴杆的大直径部分形成。图8为此示出了根据这个实施方式变型的制造钟表组件的方法中的第三步骤。通过将这个实施方式与对应于上述的第一实施方式的图3对比，显而易见的是主要区别在于第一钟表部件放置在第二钟表部件的承载面23上而不是支架40的表面42上。支架40仍然保持至少一个第二钟表部件，但是其盲孔41的深度由于两个相应的钟表部件的连接表面被定位为在支架40的表面42的上方间隔开而被减小。当然，作为变型，可以实现形成用于接收第一钟表部件并且作为承载面的表面的第二钟表部件的任何其他几何形状。这种承载面的存在可帮助组装操作，但是在部件的制造中并非是有利的，因为其涉及额外的加工操作并且体积更大。还应注意第一钟表部件保持与上述的实施方式相同的形状。其连接表面尽可能保持简单，即为圆柱形。例如，作为参考，在其放置在承载面23上的表面上不添加任何孔口面。

图9示出第一或第二实施方式的第二变型实施方式，其中在没有支架的情况下实施钟表组装方法的第三步骤的临时组装，例如在包括没有完全与晶片5分离的至少一个未加工形式的第一钟表部件10的硅晶片5上直接实施。在这个第二变型实施方式中，一个或多个第二钟表部件还具有放置在晶片5的上表面6上的承载面23，该上表面6因此也作为这个构造中的支架。应注意，在这个第二变型实施方式的实施期间，形成在图9所示的构造中并且源自于方法的第三步骤的组件随后在方法的第四步骤中进行氧化。晶片5因此整体被氧化，预期将被分离的已经与相应的第二钟表部件20组装在一起的未加工形式的第一钟表部件10因此在分离每个第一钟表部件10的后续步骤之前以这种方式进行氧化。晶片整体的氧化不限于这个实施方式，而是可在任何构造下执行，特别是图3和/或图4所示的构造。与前述变型相同，第一钟表部件保持与上述的实施方式相同的形状。其连接表面尽可能保持简单，即为圆柱形。例如，作为参考，在其放置在承载面23上的表面上不添加任何孔口面。应注意，即使在形成两个钟表部件之间的接触表面的承载面23处也生长氧化硅，在这个接触表面处也没有彼此固定的功能。因此，使两个部件彼此固定的表面仍然是与上述的变型相同的圆柱形表面。

图10示出同样与本发明的第一和第二实施方式及其各种变型匹配的第三变型实施方式。这个第三变型实施方式与上述的所有变型的区别在于其采用了与要进行组装的两个钟表部件不同的由硅制成的中间第三部件，并且其目的在于参与到要进行组装的所述两个钟表部件的钟表组装中。该中间第三部件包括第三连接区域，其一方面包括用于与第二钟表部件20的第二连接表面接触的内部第三连接表面并且另一方面包括用于与第一钟表部件10的第一连接表面接触的外部第三连接表面。在组装方法的第四氧化步骤期间，中间第三部件的第三连接区域将发生氧化，导致分别为内部和外部的两个氧化硅层的生长，它们将分别与第一钟表部件的第一连接表面和第二钟表部件的第二连接表面接触，直到这三个部件按需被彼此固定。在这个第三变型实施方式中，两个钟表部件10、20的两个连接表面12、22分别与中间第三部件的连接区域直接接触、通过连续的材料连接，而在上述的实施方式中它们直接接触。在所示的例子中，中间第三部件30采取一方面在第二钟表部件的连接表面处围绕其定位并且另一方面位于第一钟表部件的接收开口(连接孔)之内并面对第一连接表面的套筒的形式。这个中间第三部件被组装为与要进行组装的两个钟表部件分别具有间隙的中间组装构造。该间隙与上文所述的两个钟表部件之间的间隙具有相同的尺寸。在这个实施方式变型中，两个钟表部件的彼此固定的表面被加倍，分别位于外部和内部表面处。这两个固定表面在这个例子中是圆柱形，但是可具有开放式轮廓，或者呈现为诸如椭圆形、卵形、多边形等等的形状和/或可以是刻有沟槽的。应注意即使在形成两个钟表部件之间的接触表面的承载面23处也生长氧化硅，在这个接触表面处也没有彼此固定的功能。因此，两个部件的彼此固定的表面仍然保持圆柱形，与上述的变型相同。

这个第三变型实施方式例如适用于两个钟表部件都不是由硅制成的情况。它们因此例如可都完全或主要由陶瓷制成。作为变型，它们中的一个主要由陶瓷制成，另一个由另一种材料制成。根据另一个例子，其可以适用于要进行组装的两个钟表部件的相应的连接表面不具有直接匹配的尺寸的情况，接收开口(连接孔)例如具有与第二钟表部件相比过大的直径，以至于不能实现两个钟表部件之间的直接组装。

图11-14分别示出第二钟表部件20具有可变的横向或径向截面25的第四和第五变形实施方式，即截面25的表面积是优选连续地可变的。另外，其紧邻连接表面22，这将在下文中详述。

图11-13示出可比拟图8的第一变型实施方式的第四变型实施方式，其中承载面23被可变径向截面25替代，其在第二连接表面22处的边界与更大的截面之间连续变化。如图12和13所示，该可变径向截面25采取改变的径向截面的一部分的形式，从与第二连接表面22的边界处的最小径向截面积Se1连续地变化到最大径向截面积Se2。在这个实施方式中，第二钟表部件因此整体上包括截面积Se1的第一圆柱形部分以及更大的截面积Se2的第二圆柱形部分，这两个圆柱形部分通过插在它们之间的可变径向截面部分25彼此连接。优选地，前述的这种截面中的变化是线性的。在一个变型中，其可以采取任何其他的形式。第二连接表面22紧邻可变径向截面25位于第一圆柱形部分上。

第一钟表部件10保持不变，并且包括接收开口11(连接孔)。根据实施方式，该接收开口11具有恒定截面。

图12特别示出了这种构造在实施方法的第三步骤时的优点。在第一钟表部件10与第二钟表部件20临时组装期间，接收开口11(连接孔11)在间隙减小的情况下在第二钟表部件20上滑动，其中间隙处于上文参考图4b详述的数值范围内，直到其进入端抵靠第二钟表部件20的可变径向截面部分25为止，以实现图12所示的未固定的中间组装构造。由此在两个钟表部件之间产生的接触因此是线性接触类型。应注意可变径向截面部分25的截面的变化使得最大截面Se2大于接收开口11的截面。相反，最小截面Se1使得接收开口11可在最小间隙的情况下与第二钟表部件20的这个最小截面协作，该间隙是前述变型中所述的两个连接表面12、22之间提及的间隙。

在这种中间组装构造中，实体有利地位于图8所示的第一变型中的支架40中。该支架40尤其是将一个或多个第二钟表部件20保持为竖直取向，以在重力作用下将两个钟表部件之间的接触线保持在与第二钟表部件20的轴线垂直的基本上水平的平面中。根据第四变型实施方式，两个部件之间的线性接触部为圆形形状，但是也可呈现为任何几何形状，或者是开放式轮廓，和/或具有形成中断的线性接触部的沟槽。

图13示出在实施第四步骤之后获得的组件，该第四步骤包括通过上文所述的硅氧化热处理将两个钟表部件彼此固定。在这个第四步骤结束时，在由硅制成的部件(在这个例子中为第一钟表部件10)的表面处形成具有均匀厚度e_ox的氧化硅层15。如上所述，该氧化硅层是通过体积增大而形成的，其使第一钟表部件10的第一连接表面12移动到其与第二钟表部件20的第二连接表面22接触为止，以使这两个钟表部件彼此固定。应注意氧化硅层15的均匀厚度也是由硅制成的第一钟表部件10形成为圆角的原因，如图13的圆弧所示。

根据这个变型实施方式，随着氧化硅层逐渐积聚在第一钟表部件10的表面上，接收开口11(连接孔)的截面减小，使得第一钟表部件10相对于第二钟表部件20移动。具体地，线性接触的区域随着其截面减小而逐渐向上移动(在图12中，更一般来说沿着第二钟表部件的轴线移动)。第二钟表部件20的可变径向截面部分25因此形成在所述方法的第四步骤(氧化步骤)期间引导第一钟表部件的相对运动的引导斜坡。这种现象持续到第一钟表部件10(更具体地其与第二钟表部件20之间的接触线)到达可变径向截面部分25与第二连接表面22之间的边界为止。此时，氧化硅层的生长不再使第一钟表部件10移动，而是完成它们的两个相应的连接表面12、22的根据图13的最终构造的彼此固定。

应注意根据这个第四变型实施方式的两个钟表部件10、20的相对运动促进了两个方向上的运动，即上述的轴向方向，以及在中间构造中存在任何偏移的情况下允许两个钟表部件10、20相对重新定心的径向方向。

最后，第二钟表部件20的这种成形有利地能够一方面形成第一钟表部件10的预定位的手段并且另一方面避免第二钟表部件10的截面的突然变化，这在机械强度方面是不利的，特别是在所使用的材料具有较小的冲击抗性和/或所包含的截面较小的情况下。还显而易见的是这个实施方式极大地促进了均匀的氧化硅层15的获得以及两个钟表部件在热处理之后的精确的相对定位。上述的这些优点对于在第二钟表部件上使用承载面的构造(例如根据图8和9)并且更特别是将该承载面与设置在第一钟表部件10的接收开口11处的孔口面相结合的构造来说是尤为显著的。这个变型实施方式因此使氧化收缩装配方法的稳固性得到最优的增强。这个变型实施方式的一个优点涉及如上所述的热处理之前的线性接触特别是源自于所获得的氧化硅层的均匀性，这可以通过除了接触线之外由硅制成的钟表部件的表面整体上保持以相同的方式暴露于热处理期间存在的氧化气氛来解释。

根据一个实施方式，第二钟表部件20的可变径向截面部分25可通过车削操作产生，特别是如上所述在该第二钟表部件完全或部分地由陶瓷制成的情况下。另外，该可变径向截面25可呈现出线性变化，在这种情况下其呈现为截头锥形形状。根据一个实施方式，其可具有截头锥形部分的打开角度“α”，其代表了较小的值与较大的值之间的妥协，该较小的值通过在径向截面中不具有突然变化并因此在这个区域中不具有应力集中而促进了钟表部件的机械强度，该较大的值由于通过小轴向运动补偿了第一钟表部件10的接收开口11或第二钟表部件20的可变径向截面部分25上的尺寸分布而对制造公差敏感度较低因而促进了两个钟表部件的相对定位。有利地，角度“α”可以在10度与80度之间，或者在30度与60度之间。角度“α”的等于或接近45度的选择例如代表了较好的妥协。

图14示出可比拟图9的第二变型的第五变型实施方式，其中承载面被与上述第四变型类似的可变径向截面部分25替代。氧化步骤期间获得的操作与针对前述变型描述的操作类似，并且所获得的优点也十分类似。

本发明不限于上述的实施方式。例如，上文所述的特定的实施方式变型可彼此组合来形成其他的实施方式变型。

本发明还涉及一种通过上文所述的钟表组装方法获得的钟表组件。该钟表组件因此包括与不同的第二钟表部件组装在一起的第一钟表部件，第一钟表部件包括至少一个功能部分以及与所述功能部分不同的接收开口(连接孔)，界定所述接收开口的壁部形成第一连接表面，第二钟表部件包括第二连接表面并且通过所述第一和第二钟表部件的相应的第一和第二连接表面之间的直接或间接的接触而与第一钟表部件牢固地组装在一起。

所述两个连接表面之间的间接接触是此处将被用于与所述两个钟表部件不同的一个或多个其他的材料层插在所述两个连接表面之间以在所述两个连接表面之间形成连续的材料从而允许两个钟表部件彼此固定的构造的术语。

在任何情况下，第一和第二连接表面或可选的中间第三部件的内部和/或外部第三连接表面中的至少一个由通过热处理氧化的硅制成，使得第一和第二钟表部件通过氧化硅层的生长而彼此固定。

因此，显然氧化硅的表面通过其生长足以与对应的连接表面进行接合来在连接表面处形成足够紧密的配合，以将两个钟表部件彼此固定。如上所述，两个钟表部件在通过热处理氧化的硅层生长并将两个钟表部件固定在与它们的中间组装构造对应的最终位置之前首先被定位为中间组装构造。这个钟表组件因此不同于可包括由氧化硅制成但通过诸如粘合或钉入的传统手段而非通过氧化硅的介入与另一个部件连接的部件的钟表组件。在后一种情况下，氧化硅会以可通过由在氧化之后在两个部件之间的连接处执行的机械连接产生的缺陷的存在而检测到的方式不可避免地受损，产生氧化硅层除了变形之外碎裂或破损的风险。相反，通过实施本发明，氧化硅层在钟表部件的连接表面处、更具体地在使它们彼此固定的表面处保持没有缺陷。此外，通过实施本发明，与传统方案不同，不需要添加将两个钟表部件彼此固定的任何其他装置，当然本发明与可选地使用不同的额外的第二固定装置并不冲突。

上文所述的钟表部件一方面是诸如擒纵轮的轮的形式或者是诸如擒纵小齿轮的小齿轮的形式或者可以是游丝，并且另一方面可以是钟表轴杆。当然，本发明更一般来说适用于与任何“凸形”的第二钟表部件组装在一起的任何“凹形”的第一钟表部件。

此外，如上所述，本发明特别适用于由陶瓷制成的或主要由陶瓷制成的至少一个钟表部件。该钟表部件可以是第一和/或第二钟表部件。该钟表部件可以是“凹形”的钟表部件和/或“凸形”的第二钟表部件。

应注意由通过热处理氧化的硅制成的至少一个连接表面或者更一般来说凹形的钟表部件的连接表面考虑到其在横向平面(即，与其轴线或其纵向延伸方向基本垂直的平面)中的至少一个截面可完全环绕凸形的第二钟表部件，或者跨过其外周的至少70％，或者跨过其外周的至少40％。

此外，在界定第一钟表部件的接收开口的连接表面的整个高度上实现两个部件之间的机械连接。因此在两个连接表面之间、即在上文限定的横向方向上(其在第二钟表部件采取轴杆的形式的情况下也是径向方向)实现氧化硅的生长。所获得的将两个钟表部件彼此固定的固定表面垂直于氧化硅在凹形部件的接收开口的表面上的这种横向或径向生长延伸。

仍然考虑两个钟表部件的连接处的横向(径向)截面，第一钟表部件的接收开口(连接孔)可具有圆形的第一截面并且第二钟表部件的连接表面可具有圆形的第二截面，圆形的第一截面的直径在通过热处理进行的所述氧化之前严格大于或等于圆形的第二截面的直径。作为变型，第一或第二连接表面中的一个可具有圆形的第一截面，另一个具有非圆形的、特别是卵形或椭圆形或多边形的截面，以允许所述两个钟表部件的组件在它们定位在中间组装构造时自定心。作为另一个变型，第一和第二连接表面的所述两个第一和第二截面可分别具有相同的非圆形形状的截面，特别是卵形或椭圆形或多边形形状。作为另一个变型，第一和/或第二连接表面可具有不连续形状的截面和/或在整个接收开口上可以是或不是恒定的。因此明显的是两个钟表部件的一个或多个固定表面优选是圆柱形或者卵形或椭圆形或多边形形状，或者在一个固定表面不连续时，内接于圆柱形或者甚至卵形或椭圆形或多边形内。

第一钟表部件10的接收开口11(连接孔)可以是贯通开口或盲开口。

与第二钟表部件20的连接表面22互补的第一钟表部件10的连接表面12可有利地通过插入特别是用于在氧化热处理期间帮助氧气进入连接表面12的沟槽110而被断开。

作为变型，可针对第二钟表部件20的连接表面22形成引导部分和沟槽的交替序列，如图26所示。

作为第一钟表部件或第二钟表部件的一个钟表部件的不是由氧化硅而是例如由陶瓷制成的连接表面可被构造为增大其粗糙度，或者可包括滚花或沟槽或键槽和/或平面。

主要由陶瓷制成的钟表部件的连接表面可进行处理来使其在化学上与氧化硅匹配。

第二钟表部件可包括支撑承载面。

作为变型，第二钟表部件可具有可变截面的一部分，特别是其从与其的所述第二连接表面之间的边界开始连续增大，这个连续增大的截面部分因此紧邻第一钟表部件的接收开口的端部位于所述接收开口的外部。这个可变截面的部分更详细地在参考图11-14的实施方式变型中描述。

由氧化硅制成的所述连接表面可具有大于或等于1μm或者大于或等于1.5μm的平均厚度。其可具有小于或等于4μm的平均厚度。

本发明还涉及一种包括一个或多个上文所述的钟表组件的钟表机芯。

本发明还涉及一种钟表，其包括至少一个上文所述的钟表组件或所述钟表机芯。

Claims (22)

1.一种钟表组件，其包括与不同的第二钟表部件(20)组装在一起的第一钟表部件(10)，所述第一钟表部件(10)包括接收开口(11)或连接孔，界定所述接收开口(11)或所述连接孔的壁部形成第一连接表面(12)，所述第二钟表部件(20)包括第二连接表面(22)并通过所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)的相应的所述第一连接表面(12)与所述第二连接表面(22)之间在固定表面处的直接或间接的接触而与第一钟表部件牢固地组装在一起，其中所述第一连接表面(12)和所述第二连接表面(22)中的至少一个或可选的中间第三部件(30)的第三连接表面由硅制成，所述硅通过热处理而氧化，使得所述第一钟表部件和所述第二钟表部件通过氧化硅层的生长而彼此固定。

2.根据前述权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)的所述接收开口(11)在其整个所述第一连接表面(12)上具有恒定的截面。

3.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第二钟表部件包括具有从与其第二连接表面(22)的边界开始连续增大的可变径向截面的部分(25)，可变径向截面的部分(25)因此紧邻所述接收开口(11)的端部位于所述接收开口(11)的外部。

4.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)中的至少一个主要由陶瓷制成。

5.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)的一个或多个固定表面是圆柱形或者甚至是卵形或椭圆形或者多边形形状，或者内接于圆柱形或者甚至卵形或椭圆形或者多边形形状。

6.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)中的至少一个主要由硅制成，并且其中所述第一钟表部件(10)的所述第一连接表面(12)和所述第二钟表部件(20)的所述第二连接表面(22)直接接触，主要由硅制成的所述部件的连接表面由通过热处理氧化的硅制成。

7.根据权利要求1或2所述的钟表组件，其中，所述组件包括套筒形式的主要由硅制成的中间第三部件(30)，其包括形成由硅制成的外部第三连接表面和内部第三连接表面的连接区域，所述硅通过热处理而氧化，所述内部第三连接表面与所述第二钟表部件(20)的所述第二连接表面(22)直接接触，并且所述外部第三连接表面与所述第一钟表部件(10)的所述第一连接表面(12)直接接触。

8.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)包括与所述接收开口(11)不同的至少一个功能部分，并且其中界定所述第一钟表部件(10)的所述接收开口(11)的壁部通过刚性连接件连接至所述第一钟表部件(10)的所述功能部分从而相对于所述功能部分保持基本上固定，或者其中界定所述第一钟表部件的所述接收开口的壁部通过柔性连接件、特别是可弹性移动的柔性连接件连接至所述功能部分。

9.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)的固定表面完全环绕所述第二钟表部件(20)，或者跨过其外周的至少70％，或者跨过其外周的至少40％。

10.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)和所述第二钟表部件(20)的几何形状使得它们在通过热处理对由硅制成的至少一个连接表面进行氧化之前以最小的间隙组装在一起。

11.根据前述权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)的所述接收开口(11)具有圆形的第一截面，并且其中所述第二钟表部件(20)的所述连接表面(22)具有圆形的第二截面，所述圆形的第一截面的直径在通过热处理进行的所述氧化之前严格大于所述圆形的第二截面的直径，或者其中所述第一连接表面和所述第二连接表面中的一个具有圆形的截面并且另一个具有非圆形的、特别是卵形或椭圆形或多边形的截面，以允许所述两个部件的组件自定心，或者其中所述第一连接表面(12)和所述第二连接表面(22)的所述第一截面和所述第二截面分别具有相同的非圆形形状、特别是卵形或椭圆形或多边形形状的截面。

12.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)的所述接收开口(11)是贯通开口或盲开口。

13.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述组件包括作为已经进行结构化而增加了粗糙度的所述第一钟表部件(10)或所述第二钟表部件(20)的钟表部件的至少一个连接表面(12，22)，或者包括滚花或沟槽或键槽和/或平面，和/或其中所述第二钟表部件(20)包括支撑承载面(23)。

14.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，由氧化硅制成的所述连接表面包括氧化物层，其平均厚度大于或等于1μm，或者大于或等于1.5μm和/或小于或等于4μm。

15.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第二钟表部件(20)是轴杆，其允许将所述钟表组件安装为具有在钟表机芯内旋转的能力。

16.根据前述任一项权利要求所述的钟表组件，其中，所述第一钟表部件(10)是轮、例如擒纵轮，或者是小齿轮、例如擒纵小齿轮，或者是游丝。

17.一种钟表机芯，其中，所述机芯包括至少一个根据前述任一项权利要求所述的钟表组件。

18.一种钟表，其中，所述钟表包括至少一个根据权利要求1-16中任一项所述的钟表组件或者根据权利要求17所述的钟表机芯。

19.一种制造钟表组件的方法，所述钟表组件包括第一钟表部件(10)和不同的第二钟表部件(20)，其中所述方法包括以下步骤：

将所述两个钟表部件(10，20)组装为最小间隙的中间构造，从而将所述第二钟表部件(20)定位在所述第一钟表部件(10)的接收开口或连接孔(11)中，可选地通过在中间插入套筒形式的中间第三部件(30)的内部第三连接表面和外部第三连接表面而将所述第一钟表部件(10)的第一连接表面(12)定位为面对所述第二钟表部件(20)的第二连接表面(22)，所述第一连接表面(12)和所述第二连接表面(22)中的至少一个或者可选的内部第三连接表面和外部第三连接表面由硅制成；

对处于所述中间构造的所述钟表组件进行热处理，以实现氧化硅层在由硅制成的至少一个连接表面上的生长，直到达到所述两个钟表部件(10，20)固定在一起的预定水平为止。

20.根据前述权利要求所述的制造钟表组件的方法，其中，所述中间构造使得所述两个钟表部件(10，20)之间的径向间隙小于或等于2μm或者小于或等于1.5μm，和/或其中：

将所述第二钟表部件(20)插入并保持在能够承受热处理的温度从而对其进行保持的支架(40)的开口(41)中；或者

将多个所述第二钟表部件(20)与在用于制造所述第一钟表部件(10)的晶片(5)上被临时聚集在一起的多个未加工形式的相应的所述第一钟表部件(10)组装在一起。

21.根据权利要求19或20所述的制造钟表组件的方法，其中，在所述中间构造中，所述第一钟表部件(10)的所述接收开口(11)的一个端部线性地、连续地或间断地抵住所述第二钟表部件(10)的可变径向截面的一部分。

22.根据权利要求19-21中任一项所述的制造钟表组件的方法，其中，在800℃与1200℃之间的温度下执行所述热处理。