CN1728017A - 双材料自补偿游丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双材料自补偿游丝。该游丝由第一组件和固定到该第一组件上的第二组件形成，该第一组件包括由第一种材料例如Elinvar制成的线圈(3)和外曲线(2)，该第一种材料的弹性转矩对伸长率、温度和磁场的变化不敏感或几乎不敏感，该第二组件尤其包括由第二种材料制成的内曲线(4)，例如Grossmann曲线(14)，该第二种材料主要根据其机械性能和所述内曲线(4)沿对游丝的同心扩展最有利的轮廓的可成形性而选定，所述第二组件还可包括内桩(5)。

Description

双材料自补偿游丝
技术领域
本发明涉及一种尤其用于结合在钟表的游丝摆轮调节装置内的游丝，该游丝的内曲线被变型以使线圈可以同心扩展，从而改进所述钟表的等时性。
背景技术
为了使钟表具有尽可能最好的等时性，需要研究摆轮和游丝的结构参数以及材料的选择，以便改进调节装置的固有性能，并补偿或减小由于外部条件例如温度或磁场的变化而引起的日变差(variation of rate)。
对于游丝来说，用于将其直接或间接固定在摆轮(半)夹板上的外曲线的加工成形、用于将其固定在摆轮轴上以允许线圈同心扩展的内曲线的加工成形，以及材料的选择对于等时性具有决定性作用。
本发明更具体地涉及内曲线的加工成形以及用于制造内曲线和该组线圈的材料的选择。为了实现此目标，一种公知的方案是选择具有低热膨胀系数的非磁性材料，并应用“联结点”规则沿特定的轮廓，尤其沿Grossmann曲线来成形游丝的内曲线。为了在其全部线圈已通过已知的卷绕技术预先形成的游丝的内端形成这种曲线，必须依靠高水平的工人，因此这种方案仅用于高精度的高级手表和有限的系列，但是不适用于大规模制造。鉴于技术的发展，为使游丝具有最优的形状，可以设想通过光刻法和电镀生长(galvanic growth)来制造整个游丝。但是，在现有技术中，不存在其电镀可成形性以及弹性和热膨胀系数均符合要求的金属或合金。
发明内容
因此，本发明的一个目标是通过提供一种能够在工业上制造且同时具有Grossmann曲线游丝的特性的游丝来提出一种新的方案，该方案对游丝的同心扩展的影响大于对外曲线加工成形所产生的影响。
因此，本发明涉及一种用于游丝摆轮调节装置的自补偿游丝，所述游丝由第一组件和第二组件形成，该第一组件包括由第一种材料制成的线圈和外曲线，该第一种材料的弹性转矩对于伸长率、温度和磁场的变化不敏感或基本不敏感，该第二组件尤其包括由第二种材料制成的内曲线，该第二种材料主要根据其机械性能有助于沿对游丝的同心扩展最有利的轮廓成形所述内曲线而选定。该轮廓例如是Grossmann曲线。
为了制造该第二组件，可使用已知方法，但是优选地使用光刻和电镀生长组成的LIGA方法。因此，加工成形内曲线的精度转移到(被)照射掩模的制造上，这可用现有技术很好地实现。该掩模易于被复制或再利用以用于大规模生产。
通过使用LIGA技术来制造该第二组件，同时可以非常容易地提供用于形成内桩的掩模，该内桩用于将内曲线固定到摆轮轴上。当第一种和第二种材料是金属或合金时，该第一和第二组件可通过焊接，例如通过激光焊接而装配在一起。
附图说明
从下面参照附图并通过非限制性示例给出的说明中，可清楚地了解本发明的其它特征和优点，在该附图中：
-图1示出具有根据本发明的游丝的游丝摆轮的部分被去掉的俯视图；
-图2示出沿图1的箭头II的内曲线的放大视图；
-图3示出利用根据本发明的游丝所获得的等时性图。
具体实施方式
图1是游丝摆轮调节装置的部分被去掉的俯视图，其仅限于示出对理解本发明有用的部件，图2是该装置的中心的放大图。
该调节装置包括一摆轮10，该摆轮的轴11在摆轮夹板12和游丝1中枢转。游丝1的外曲线2以一种已知的方式通过定位在游丝外桩环13的一摆轮夹板外桩15内而被固定，并且该外曲线通过一组线圈3一直延伸到内曲线4的起点以形成第一组件。
第二组件(在放大的图2中更清晰)在所示示例中包括在位置7处焊接到内桩5上的内曲线4。示出为Grossmann曲线14的可使游丝1同心扩展的内曲线4在位置9处焊接到该第一组件的线圈端部上。
因此，通过“物理地”区分该第一组件和第二组件，可根据所需的主要性能来选择不同的材料和不同的制造方法。
对于第一组件，使用的材料可以是任何已知具有非磁性和低热膨胀系数的合金，例如Elinvar，该第一组件可例如通过卷绕而成形。
对于第二组件，优选地使用LIGA技术加工成形，使用的材料优选地根据其机械性能和可成形性而选定。即使使用的材料不具备加工成形整个游丝所需的全部特性，但由于内曲线的长度较小，所以这种缺陷对游丝整体性能的影响可以忽略，并且在任何情况下都可修正该缺陷。
该第二组件可仅包括内曲线，该内曲线在其端部7处焊接到内桩5上，并在其端部9处焊接到第一组件的线圈的端部上。当使用LIGA方法时，可以一种有利的方式形成内曲线14，同时内桩5具有常见的四臂星形的形状或任何其它合适的形状。
为了使用LIGA方法制成第二组件，在第一步骤中，在预先覆盖有牺牲层的基片上遍布正或负光致抗蚀剂，其厚度对应于所需条带的高度“h”，然后通过光刻法和化学腐蚀利用掩模形成对应于该第二组件所需轮廓的空心结构。在第二步骤中，利用例如美国专利No.4661212中指出的电沉积(方法)，或者利用例如美国专利申请No.2001/0038803中指出的压制或烧结毫微粒(方法)，用金属或合金例如NiP来填充所述空心结构。在最后的步骤中，通过除去该牺牲层来取出该第二组件。
现在参照图3，其中示出具有上述特征的双材料自补偿游丝的等时性图。
横坐标示出用度数表示的摆轮相对于其平衡位置的摆幅，纵坐标示出用秒/天表示的日变差。该图包括五条对应于通常的测量位置(1：水平，2-5：四个垂直位置)的曲线，并且虚线对应于所有最不利的位置的包络线(envelop)。通常，将包含在200°和300°之间的幅度的最大包络线变差保留作为日变差。从图3中可见，最大的变差对应于300°的幅度，并且其值为2.1秒/天，即大约是对一未变型的基准游丝，即由单独一种材料制成并且没有Grossmann曲线的游丝所观测到的变差的三分之一。
本领域内的技术人员可对前面说明的双材料自补偿游丝进行其它变型，但不偏离本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于游丝摆轮调节装置的自补偿游丝(1)，该游丝(1)的外曲线(2)固定在摆轮夹板(12)上，摆轮轴(11)在该摆轮夹板内枢转，该游丝(1)的内曲线(4)固定在该摆轮轴上，其特征在于，该游丝(1)由第一组件和固定到该第一组件上的第二组件形成，该第一组件包括由第一种材料制成的线圈(3)和外曲线(2)，该第一种材料的弹性转矩对伸长率、温度和磁场的变化不敏感或基本不敏感，该第二组件尤其包括由第二种材料制成的内曲线(4)，该第二种材料主要根据其机械性能进行选择，以有助于沿对游丝的同心扩展最有利的轮廓加工成形所述内曲线(4)。
2.根据权利要求1的游丝，其特征在于，该内曲线(4)的轮廓为Grossmann曲线(14)。
3.根据权利要求1的游丝，其特征在于，该第二组件还包括一用于固定到该摆轮轴(11)上并与该内曲线(4)成一体的内桩(5)。
4.根据权利要求1的游丝，其特征在于，该第一组件是Elinvar类合金，并且该第二组件的材料主要根据其机械性能和可成形性而选定，例如NiP合金。
5.根据权利要求4的游丝，其特征在于，该第一和第二组件通过一激光焊接位置(9)固定在一起。
6.制造根据权利要求1的游丝的第二组件的方法，其特征在于，用LIGA方法形成一对应于该第二组件所需轮廓的模型，并通过金属或合金的电镀生长将该第二种材料添加到所述模型上。
7.制造根据权利要求3的游丝的第二组件的方法，其特征在于，用LIGA方法形成一对应于包括该内曲线(4)和该内桩(5)的该第二组件所需轮廓的模型，并通过电镀生长将该第二种材料添加到所述模型上。
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