CN211778518U - 模块化机械零件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：多个滚珠（1）；同心的内圈（2）和外圈（3），内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，所述机械零件的特征在于，它还包括固定在外圈上的联接冠（10），所述联接冠适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合以允许外圈相对于内圈旋转。本发明应用于实现用于钟表机芯的轴承。

Description

模块化机械零件
技术领域
本发明涉及一种包括滚珠轴承的机械零件。本发明更具体地在钟表领域中找到应用，但是也可以设想在医疗或微机械领域中的应用。
背景技术
以已知的方式，滚珠轴承包括同心的外圈和内圈，它们共同限定了用于多个滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，由保持架将这些滚珠彼此隔开。例如在出版物EP1520111中描述了这种轴承。
为了驱动一个圈相对于另一个圈旋转，外圈的外壁通常是带齿的，以用于与外齿轮啮合，并且内圈可以刺穿有凹口（évidement）以允许内圈的固定。这样的轴承尤其可以用于在机械表机芯中悬挂振荡质量块。
但是，每个钟表机芯都具有自己固有的固定装置和自己固有的齿轮，使得实际上轴承是唯一地专用于其为之而设计的钟表主机机芯的。因此，这涉及制造、存储和管理大量的各自专用于一种主机机芯的轴承参考，这使机芯的制造过程复杂化并且更昂贵了。
此外，尽管为上述的钟表应用提供令人满意的性能，但是轴承具有的缺点在于：通常由磁性材料制成并且在受磁场作用之后有可能会干扰配备有这些轴承的机芯的运转。
发明内容
本发明旨在通过提出一种旨在克服上述轴承的全部或部分缺点或局限性的解决方案而改进已知技术。
为此，根据本发明的第一实施例，本发明提出一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠；
·同心的内圈和外圈，内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，
所述机械零件的特征在于，它还包括固定在外圈上的联接冠，所述联接冠适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合以允许外圈相对于内圈旋转。
例如固定在外圈的圆柱形外壁上的根据本发明的联接冠允许使轴承的外圈容易地适配于其所必须联接到的外部功能元件的联接装置的结构。
因此，滚珠轴承的外圈变成模块化的，并且通过选择适配的冠，轴承可以容易地适配于其所必须联接到的外部功能元件的联接装置。因此，有可能研发唯一的滚珠轴承，该滚珠轴承可用于多种不同的钟表机芯，仅表冠应当根据钟表机芯进行适配。因此，有可能优化轴承的功能部分（滚珠以及滚道的形状），然后独立地调整冠（冠形成使外圈联接到其外部环境的联接装置）。
优选地，联接冠是适配用于与相对应的外齿轮的齿啮合的带齿的冠。
根据本发明的优选特征，外圈的外壁包括支承面，该支承面上支撑有联接冠的内壁的相对应的支承面，并且有利地，联接冠和外圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。
根据第二实施例，本发明还提出一种机械零件，其包括：
·多个滚珠；
·同心的内圈和外圈，内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，
机械零件的特征在于，内圈包括沿着内圈的轴线延伸的中央凹口，机械零件还包括固定在内圈的中央凹口内部的联接芯，所述联接芯适配用于与相对应的外部联接装置配合以允许内圈相对于外圈旋转。
这里的联接芯具有类似于本发明的第一方面的联接冠的作用。实际上，联接芯使得可以使内圈的功能部分（即其在实现滚道中的作用）与将内圈联接到其外部环境的联接部分分开；因此，联接芯允许使轴承的内圈容易地适配于其所必须联接到的外部功能元件的结构。根据本发明的机械零件的内圈的模块化由此得以改善。
根据本发明的该第二方面的优选特征，芯包括：
·至少一个凹口，其适配用于容纳外部功能元件的固定装置，或者
·与内圈同心的中央凹口，该中央凹口的壁是带齿的，以与外齿轮的相对应的齿啮合。
优选地，联接芯和内圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。
根据第三实施例，本发明提出一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠；
·同心的内圈和外圈，内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，
机械零件的特征在于：
·其还包括固定在外圈的外壁上的联接冠，所述联接冠适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合，以及
·内圈包括沿着内圈的轴线延伸的中央凹口，并且机械零件还包括固定在内圈的中央凹口内部的联接芯，所述联接芯适配用于与相对应的外部功能元件的联接装置配合。
因此，根据本发明的该方面的机械零件的模块化是最大的。
从制造方法的观点来看，本发明使得可以获得模块化机械零件，对于该模块化机械零件，区分步骤（冠的选择和定位，芯的选择和定位）在方法结束时延迟。因此，可以实现更大数量的标准构件（轴承、冠、芯），从而允许降低制造成本。齿系的制作修改（几何形状、颜色、材料等）得以简化，并且根据技术或美学标准对芯的联接装置的修改也得以简化。
有利地，联接冠和/或联接芯由非磁性材料制成，并且优选地，它们选自下述组，所述组包括奥氏体类型的钢（优选为不锈钢）、奥氏体类型的钴合金、奥氏体类型的镍合金、非磁性钛合金、非磁性铝合金、黄铜（Cu-Zn）或特种黄铜（带有Al和/或Si和/或Mn的Cu-Zn）、青铜（Cu-Sn）、铝青铜、铜铝（可选包括Ni和/或Fe）、铜镍、白铜（Cu-Ni-Zn）、铜铍（Cu-Be）、铜-镍-锡、铜-镍-硅、铜-镍-磷、铜-钛，选择合金中各种元素的比例以便赋予它们非磁性和良好的可加工性。
也可以选择合成材料（例如由PTFE，POM制成）或陶瓷（例如基于Al2O3或ZrO2）作为用于联接冠和/或联接芯的非磁性金属材料的替代材料。
例如在用在钟表机芯中用于固定振荡质量块的机械零件的情况中，联接冠是机械零件中的最接近对磁场干扰源敏感的元件的部分。因此，使用由非磁性材料制成的冠大大限制了由根据本发明的机械零件产生的整体干扰。
根据有利的特征，联接冠和/或联接芯覆盖有涂层，该涂层改变了联接冠和/或联接芯的外表面的外观。
在特定的实施例中，联接冠和/或联接芯由阳极氧化铝制成，这允许在对这些构件着色的同时对这些构件进行表面硬化，且从而赋予轴承美学上吸引人的外观。
根据本发明的另一实施例，外圈和内圈由钢制成，并且滚珠由钢或陶瓷制成，优选地由氧化锆制成。
根据优选的应用，本发明的机械零件在钟表机芯的自动上条装置中承载振荡质量块。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从根据本发明的机械零件的实施例的以下详细描述中变得更加清楚。这些示例仅出于说明性和非限制性目的而提供，并结合附图进行阅读，其中：
- 图1是例如可以在腕表的自动上条装置中使用的已知轴承的剖视图，
- 图2至图4是根据本发明的机械零件的剖视图，且
- 图5是可以在包括根据本发明的实施例的机械零件的腕表中使用的自动上条装置的示意性俯视图。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠1；
·同心的内圈2和外圈3，内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触。
图1示出了例如可以在腕表的自动上条装置中使用的已知轴承。此处，内圈实施为两个部分2a、2b，并且保持架1a定位在滚珠之间，用于保持滚珠彼此间隔开。轴承的组装是通过将滚珠1和保持架1a定位在由外圈和内圈的部分2a限定的滚道中，然后将内圈的剩余的部分2b放在适当的位置中以用于关闭轴承而完成的。
在变型中，内圈实施为一个独一的部分，且外圈实施为两个部分。
为了限制摩擦，外圈3、内圈2和滚珠1可以由不锈钢制成；可替代地，圈可以由不锈钢制成而滚珠由陶瓷（例如氧化锆）制成；可替代地，圈和滚珠可以由陶瓷制成。
轴承还包括外圈3的外壁，外壁在其高度的至少一部分上是带齿的（齿4），以与相对应的外齿轮啮合。外壁还包括支承面31，在该支承面上可以支撑有待固定的振荡质量块（未示出）。内圈2a、2b本身又刺穿有中央凹口5，该中央凹口5适配用于与诸如轴线或螺钉或齿轮的联接装置（未示出）配合。
相比于根据图1的轴承，根据本发明的机械零件的特征在于：
根据第一实施例，其还包括联接冠10，联接冠10固定（并且优选地直接附接并固定）在外圈3的外壁上；或
根据第二实施例，其还包括联接芯40，联接芯40固定在内圈的中央凹口21内部；或
根据第三实施例，其还包括固定在外圈的外壁上的联接冠10和固定在内圈的中心凹口21内部的联接芯40，即先前两个实施例的组合。
在图2至图5中示出了该第三实施例。
在所示的示例中，联接冠10直接固定在外圈的圆柱形外壁上。联接冠10适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合以允许外圈相对于内圈旋转。根据本发明的联接冠代替了已知轴承的齿4。不言而喻，根据替代实施例，冠10可以固定在外圈上方或外圈下方。
在图2所示的示例中，如图2至图5所示，联接冠是适配用于与相对应的外齿轮啮合的带齿的冠10。这种冠良好地尤其适配用于通过机械钟表机芯中的振荡质量块来驱动齿轮。为了有利于联接冠在外圈上的放置和定位，外圈可包括支承面32，联接冠的内壁的相对应的支承面支撑在该支承面32上。在图4的示例中，所使用的联接冠的外径比图2和图3的示例所使用的联接冠的外径大，而轴承的主要元件（即滚珠1、内圈2（2a、2b）和外圈3）是相同的。
联接冠和外圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。对于在机械零件的使用寿命期间必须考虑更换冠的应用，优选通过嵌入方式的可拆卸的固定。
为了在强磁性环境中使用，在所实施的示例中，联接冠10由非磁性材料制成，此处为铜-铍合金，通常为CuBe2Pb或CuBe2合金。
可以设想其他非磁性材料，它们选自下述组，所述组包括奥氏体类型的钢（优选为不锈钢）、奥氏体类型的钴合金、奥氏体类型的镍合金，非磁性钛合金、非磁性铝合金、黄铜（Cu-Zn）或特种黄铜（带有Al和/或Si和/或Mn的Cu-Zn）、青铜（Cu-Sn）、铝青铜、铜铝（可选包括Ni和/或Fe）、铜镍、白铜（Cu-Ni-Zn）、铜-镍-锡、铜-镍-硅、铜-镍-磷、铜-钛，选择合金中各种元素的比例以便赋予它们非磁性和良好的可加工性。
例如，奥氏体钢是高间隙（HIS）不锈的奥氏体钢，例如来自Energietechnik EssenGmbH的Cr-Mn-N P2000钢。
奥氏体类型的钴合金可包括至少39％的钴，通常是被称为“Phynox”的合金或名称为DIN K13C20N16Fe15D7的合金，其通常具有39％的Co、19％的Cr、15％的Ni和6 ％的Mo、1.5％的Mn，18％的Fe和其余的添加物。
奥氏体类型的镍合金可包括至少33％的镍，通常是被称为MP35N®的合金，其通常具有35％的Ni、20％的Cr、10％的Mo、33％的Co和其余的添加物。
钛合金优选包括至少85％的钛。
黄铜可以包括CuZn39Pb3合金、CuZn37Pb2合金或CuZn37合金。
特种黄铜可包括CuZn37Mn3Al2PbSi合金、CuZn23Al3Co合金或CuZn23Al6Mn4Fe3Pb合金。
白铜可包括CuNi25Zn11Pb1Mn合金、CuNi7Zn39Pb3Mn2合金或CuNi18Zn19Pb1合金。
青铜可包括CuSn9合金或CuSn6合金。
铝青铜可以包括CuAl9合金或CuAl9Fe5Ni5合金。
铜镍合金可以包括CuNi30合金。
铜-镍-锡合金可以包括CuNi15Sn8合金、CuNi9Sn6合金或CuNi7.5Sn5合金（例如以名称Declafor出售）。
铜钛合金可以包括CuTi3Fe合金。
铜-镍-硅合金可以包括CuNi3Si合金。
铜-镍-磷合金可以包括CuNi1P合金。
组成成分的值以质量块百分比给出。没有指示组成成分的值的元素要么是其余的（多数），要么是在组成成分中的百分比按重量小于1％的元素。
非磁性铜合金也可以是按质量块组成成分具有14.5％至15.5％之间的Ni、7.5％至8.5％之间的Sn、至多0.02％的Pb和其余为Cu的合金。这种合金由Materion公司以Toughmet®品牌出售。
当然，可以设想其他非磁性合金，只要它们的构成成分的比例赋予它们非磁性和良好的可加工性即可。
内圈2包括沿着内圈的轴线延伸的中央凹口21。中心凹口21与内圈同心，并且联接芯40固定在凹口21内部。联接芯40适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合，以允许内圈2相对于外圈3旋转。
为此，在图2和图4的示例中，联接芯40刺穿有与内圈2同心的中央凹口41；中央凹口41的壁是带齿的以便与外齿轮啮合。
根据另一实施例，在图3的示例中，提供了带螺纹的两个凹口42、43，用于通过形成外部联接（此处为固定）装置的两个螺钉而进行的固定。可替代地，也可以设想在中心位置处的单一的带螺纹的凹口。
联接芯40和内圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。对于某些应用，优选可拆卸的嵌入式固定。
联接芯40可以由非磁性材料制成以限制其对磁场的敏感性。举例来说，此处，芯可以像联接冠10那样以铜铍合金（通常是CuBe2Pb合金或CuBe2合金）来制造。属于与联接冠10有关的所提及的材料单的其他材料也是合适的。
出于美学原因，联接冠10和/或联接芯40可以覆盖有改变其外表面外观的涂层，例如通过镀金、镀镍或镀铑处理或任何其他PVD沉积的方式。
图5示出了一种自动上条装置，其可以用于配备有根据本发明的机械零件P的腕表中，该机械零件P承载振荡质量块50。机械零件P固定在机芯上，例如通过联接芯40拧在自动板或自动夹板上。
联接冠60是振荡质量块30并且通过两个矫直器运动件（mobile redresseur）52驱动在图5中示意性示出的矫直器系统旋转，矫直器运动件52是众所周知的，并且能够例如通过棘爪轮（roue à cliquet）将质量块的旋转运动（无论它们的方向）转换成在单一方向上的上条运动。矫直器运动件52之后是上条齿轮（rouage de remontage）54，该上条齿轮54在其端部处与大钢轮56啮合以武装发条。
不言而喻，根据替代实施例，轴承的内圈和外圈可分别由一个或多个零件构成，并且轴承可不包括保持架，并且在这种情况下滚珠彼此接触。
附图标记列表
1 滚珠
1a: 保持架
2 内圈
2a、2b： 内圈的两个部分
21 凹口
3 外圈
31 支承面
32 支承面
4 齿
5 中央凹口
10 联接冠
40 联接芯
41 中央凹口
42、43 凹口
50 振荡质量块
52 换向器运动件（mobile inverseur）
54 上条齿轮
56 大钢轮

Claims (15)

1.一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠（1）；
·同心的内圈（2）和外圈（3），内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，
所述机械零件的特征在于，它还包括固定在外圈上的联接冠（10），所述联接冠适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合以允许外圈相对于内圈旋转，并且在于，联接冠由非磁性材料制成。
2.根据权利要求1所述的机械零件，其特征在于，联接冠是适配用于与相对应的外齿轮的齿啮合的带齿的冠。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机械零件，其特征在于，外圈的外壁包括支承面（32），所述支承面（32）上支撑有所述联接冠的内壁的相对应的支承面。
4.根据权利要求3所述的机械零件，其中，联接冠和外圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。
5.一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠（1）；
·同心的内圈（2）和外圈（3），内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点与所述圈接触，
所述机械零件的特征在于，内圈（2）包括沿着内圈的轴线延伸的中央凹口（21），机械零件还包括固定在内圈的中央凹口内部的联接芯（40），所述联接芯适配用于与相对应的外部联接装置配合以允许内圈相对于外圈旋转，并且在于，联接芯由非磁性材料制成。
6.根据权利要求5所述的机械零件，其中，芯包括：
·至少一个凹口（42、43），其适配用于容纳外部功能元件的固定装置，或者
·与内圈同心的中央凹口（41），该中央凹口的壁是带齿的，以与外齿轮的相对应的齿啮合。
7.根据权利要求5或6中的任一项所述的机械零件，其中，联接芯和内圈通过胶合、焊接、压接或嵌入而组装。
8.一种机械零件，其包括滚珠轴承，所述轴承包括：
·多个滚珠（1）；
·同心的内圈（2）和外圈（3），内圈和外圈共同限定了用于所述滚珠的滚道，使得每个滚珠在多个接触点上与所述圈接触，
所述机械零件的特征在于：
·机械零件还包括固定在外圈的外壁上的联接冠（10），所述联接冠适配用于与外部功能元件的相对应的联接装置配合，以及
·内圈（2）包括沿着内圈的轴线延伸的中央凹口（21），并且机械零件还包括固定在内圈的中央凹口内部的联接芯（40），所述联接芯适配用于与相对应的外部功能元件的联接装置配合，并且在于，联接冠和/或联接芯由非磁性材料制成。
9.根据前一项权利要求所述的机械零件，其特征在于，联接冠和/或联接芯由选自以下材料中的一种材料制成：奥氏体类型的钢、奥氏体类型的钴合金、奥氏体类型的镍合金、钛合金、铝合金、铜锌黄铜、铜铍、白铜、青铜、铝青铜、铜铝、铜镍、铜-镍-锡、铜-镍-硅、铜-镍-磷、铜-钛、聚四氟乙烯，以限制其对磁场的敏感性。
10.根据权利要求1、5、8、9中任一项所述的机械零件，其特征在于，联接冠和/或联接芯覆盖有涂层，所述涂层改变了联接冠和/或联接芯的外表面的外观。
11.根据权利要求9所述的机械零件，其特征在于，联接冠和/或联接芯由阳极氧化铝制成。
12.根据权利要求1、5、8、9、11中任一项所述的机械零件，其特征在于，外圈和内圈由不锈钢制成。
13.根据权利要求12所述的机械零件，其特征在于，滚珠由钢或陶瓷制成。
14.根据权利要求12所述的机械零件，其特征在于，滚珠由氧化锆制成。
15.根据权利要求1、5、8、9、11中任一项所述的机械零件，其特征在于，机械零件在钟表机芯的自动上条装置中承载振荡质量块。
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