专利名称：包括枢转元件的计时器的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括支架和轮的计时器，该轮利用至少一个枢转元件枢转地安装在所述支架上，该枢转元件包括轴承和接合在所述轴承中的枢轴(pivot)，该轴承和枢轴至少其接触表面用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料制造，该轮包括至少一个具有第一孔的板材(board)。术语“轮”应当广义理解。该枢转元件也可以应用于该计时器的其他活动件，例如，擒纵机构的棘爪(pallet)。
背景技术：
一般而言，枢转地安装在支架上的轮包括在两端设置有枢轴的心轴，每个枢轴接合在轴承中。由轴承和枢轴构成的枢转元件通常用于确保时钟机构运动中的旋转件的轴向和径向定位。枢轴通常用钢制造，而轴承例如用黄铜、青铜或红宝石制造，这对材料选择成使轴承和枢轴之间的摩擦转矩尽可能小并且尽可能恒定不变。但是，用这些对材料制造的枢转元件在所得到的摩擦转矩值和磨损方面并不总是完全令人完全满意的。需要在轴承和枢轴之间加入附加的润滑剂，这种润滑剂往往随着时间退化。根据例如美国专利US 5，515，607、日本专利09 211149和德国专利DE 70 00 616
等文献公开的其他方法，能够使轮与枢轴一起做成单个零件。这种包括一体枢轴的轮不是本发明的主题。本发明的一个目的是在计时器中能够利用其接触表面用固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料，即不需要附加润滑剂。具体说情况是这样，轴承和枢轴的接触表面由金刚石、其摩擦系数低于0.10的其他材料或材料的混合物制造。令人遗憾的是，这种零件利用常规的加工技术特别难制造。例如，它们可以通过欧洲专利EP 1 622拟6中描述的方法得到。具体说，利用传统的方法制造像轮心轴一样复杂的零件非常困难。例如，切割金刚石零件或利用铆接方法装配金刚石零件非常困难。本发明的另一个目的提供一种计时器，其元件用固有地具有非常低的摩擦系数和磨损率的材料，即不需要附加的润滑剂的材料制造并且能够容易地装配。
发明内容
为此，并且根据本发明，提供一种计时器，其包括支架和利用至少一个枢转元件枢转地安装在所述支架上的轮，该枢转元件包括轴承和接合在所述轴承中的枢轴，至少该轴承和枢轴的接触表面用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料，即不需要附加的润滑剂的材料制造，该轮至少具有一个具有第一孔的板材。根据本发明，所述枢转元件包括具有第二孔并且形成轴承的第一板(Plate)、和具有接合在所述第一和第二孔中并且形成枢轴的枢轴杆的第二板，所述第一和第二板中的一个与轮制造成一体，另一个与支架制造成一体。根据可选实施例，形成枢轴的第二板可以包括平面元件，从该平面元件伸出形成枢轴杆的圆柱形元件，这两个元件制造成单个零件，或平面元件和形成枢轴杆的圆柱形元件分开。根据该可选实施例，第二板在与枢轴杆相对的一侧上可以包括与第二板以及支架制造成一体的轴。所述轴能够安装成通过所述第二板并且在所述枢轴杆中。根据该可选实施例，具有第一孔的板材和具有第二孔的第一板可以组合(merge)， 于是所述第一和第二孔被组合。但是，关于具有形成枢轴的枢轴杆的第二板，所述第二板总是与轮的具有第一孔的板材分开，因此枢轴从不结合在所述轮中。根据该可选实施例，轮可以包括具有第一孔并且做成一体旋转的两个板材，每个板材利用所述枢转元件分别枢转地安装在支架中。为了做成一体地旋转，所述板材可以包括围绕它们各自的第一孔的金属环。在另一个实施例中，所述板材可以分别包括互补的装配装置，例如设置成一起合作并且使所述板材一体旋转的凸块。在这些可选实施例中，在轮具有两个板材的情况下，设置在枢转元件的第二板上的轴可以安装成穿过该第二板并且在轮的每个板材的枢转元件的枢轴杆中。优选地，构成轴承和枢轴的接触表面的固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料是金刚石。
当参考附图阅读下面的说明书时本发明的其他特征将变得更加清楚，其中图1和图2分别是本发明的第一可选实施例的剖视图和轮的透视图；图3是本发明另一个可选实施例的剖视图；图4是本发明另一个可选实施例的剖视图；图5是根据图4的该可选实施例，示出形成枢轴和轴的板的详细剖视图；图6是用于图4的可选实施例中的轮的透视图；图7是用于图4的可选实施例中的形成枢轴的板的透视图；图8是本发明的另一个可选实施例的剖视图；图9是用于图8的可选实施例中的轴的透视图；图10是本发明的另一个可选实施例的剖视图。
具体实施例方式在本说明书中，固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料是确保其自身润滑而不需要外部润滑剂帮助的任何材料。优选，这种摩擦系数小于或等于0.1。而且，这种材料必需足够硬，以具有非常低的磨损率。优选，所述材料在莫氏硬度计上具有大于或等于9的硬度。优选，所述材料是金刚石。可以用具有等同于金刚石的摩擦系数和磨损率的任何材料。 同样，可以与其他材料一起用金刚石，或单独用由具有等同于金刚石的摩擦系数和磨损率的材料构成的任何其他混合物。在本说明书中，除了支架之外，至少该计时器的不同元件之间的接触表面用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料制造。这些元件也可以整个地用固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料制造。支架或仅仅其表面可以用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料或任何其他材料制造。图1和图2示出计时器的第一可选实施例，其包括由桥接板Ia和底板Ib构成的金属支架以及具有第一板材加和第二板材2b的轮，该第一板材加具有齿和孔3a，第二板材2b具有齿和孔北。板材加和2b例如通过CVD用金刚石制造。轮利用两个枢转元件fe和恥绕桥接板Ia和底板Ib的轴线AA可枢转地安装，该枢转元件fe和恥每个分别包括轴承和接合在相应轴承中的枢轴。根据本发明，每个轴承由具有孔8a和8b的第一板6a和6b构成，该第一板6a和 6b用金刚石制造，并且通过压入(driven)或粘结在位于桥接板Ia和底板Ib上的对应切口中而分别与桥接板Ia和底板Ib制造成一体。板6a和6b设置成使得其孔8a、8b与板材 2a、2b的孔3a、!3b相对。当然，可以用金刚石制造桥接板和底板，包括用于接纳形成枢轴的第二板的枢轴杆的孔，第一板具有孔并形成轴承，于是该第一板是所述支架的一体的部分。每个枢轴用包括平面元件的第二板7a、7b形成，从该平面元件伸出垂直于该平面元件并且形成枢轴杆9a、9b的圆柱形元件，因此具有板材2a、2b分别轴向地位于其上的圆形周边凸缘10a、10b,使得能够将板7a、7b保持在两个板材2a、2b之间，并且使第二板7a、 7b分别与板材2a、2b成为一体。板7a、7b用金刚石制造。根据本发明，枢轴杆9a、9b分别接合在板材h、2b的孔3a、3b中和第一板6a、6b 的孔8a、8b中。为此，枢轴杆9a、9b的直径分别小于板6a、6b的孔8a、8b和板材2a、2b的孔3a、3b的直径。板材h、2b分别包括以两个成角度的扇形形式从所述板材伸出的两个凸块12a、 12b。这两个凸块12a、12b设置成分别与孔3a、3b同心地彼此相对。凸块12a、12b设置以成对的方式互补地协作，并使板材2a、2b —体地旋转。两个凸缘10a、10b的累计的厚度基本等于凸块12a、12b的高度，以便确保保持板7a、7b不会晃动。图3示出本发明的另一个可选实施例，与第一可选实施例通用的元件用相同的标记示出。该计时器包括由桥接板Ia和底板Ib形成的金属支架以及具有第一板材加和第二板材2b的轮，该第一板材加具有齿和孔3a，第二板材2b具有齿和孔北。在这个可选实施例中，每个孔3a、!3b的边界分别为裙部14a、14b，该裙部14a、14b分别朝向桥接板Ia和底板Ib伸出。板材2a、沘和其轴环14a、14b例如通过CVD用金刚石制造。轮利用两个枢转元件可枢转地安装在桥接板Ia和底板Ib上，两个枢转元件每个分别包括轴承和接合在相应的轴承中的枢轴。在这个可选实施例中，具有形成第一枢转元件的轴承的孔的板与具有孔3a和轴环14a的板材加组合，于是所述板与轮成为一体。同样，具有形成另一个枢转元件的轴承的孔的板与具有孔北和轴环14b的板材2b组合。每个枢轴由包括平面元件的至少一个第二板16a、16b形成，从该平面元件伸出垂直于该平面元件并且形成枢轴杆17a、17b的圆柱形元件。至于本发明的所有其他可选实施例，第二板从不与轮的板材组合，因此枢轴属于与轮分开的零件。桥接板Ia和底板Ib分别包括板16a、16b的平面元件安放在其中的壳体18a、18b，和具有较小尺寸的切口 19a、19b， 用于通过枢轴杆17a、17b，因此有板材h、2b的轴环14a、14b分别环绕在其中的圆形周边凸缘20a、20b。板16a、16b用金刚石制造并且通过压入或粘结分别与桥接板Ia和底板Ib制
造成一体。根据本发明，枢轴杆17a、17b分别接合在板材加、2b的孔3a、北中，使得轴环14a、 14b接合在圆形周边凸缘20a、20b中。为此，枢轴杆17a、17b的直径分别小于板材h、2b的孔3a、3b的直径。板材2a、2b分别用设置在孔3a、3b的圆周上并且用激光相互焊接的金属环21a、 21b制造成一体地旋转。图4至图7示出本发明的另一个可选的实施例。与第一可选实施例通用的元件用相同的标记示出。该计时器包括由桥接板Ia和底板Ib形成的金属支架以及包括第一板材加和第二板材2b的轮，该第一板材加具有齿和孔3a，第二板材2b具有齿和孔北。板材 2a、2b例如通过CVD用金刚石制造。轮利用两个枢转元件可枢转地安装在桥接板Ia和底板Ib上，每个枢转元件分别包括轴承和接合在各自的轴承中的枢轴。在这个可选实施例中，具有形成第一枢转元件的轴承的孔的板与具有孔3a的板材加组合，于是所述板与轮成为一体。同样，具有形成另一个枢转元件的轴承的孔的板与具有孔北的板材2b组合。每个枢轴用包括平面元件的第二板25a、2^形成，圆柱形元件从该平面元件垂直伸出并且形成枢轴杆^aJ6b，因此分别存在环形周边凸缘27a、27b，板材2a、2b分别环绕在其中。而且，在这个可选实施例中，轴28设置成安装通过该第二板25a、25和枢轴杆^a、 ^b，轴28在与枢轴杆^a、26b相反的侧上从每个板25a、2^露出，以分别安放在设置于桥接板Ia和底板Ib上的对应的壳体中。杆观通过将其一端通过压入或粘结在底板Ib中与底板Ib做成一体，轴观的另一端自由接合在桥接板Ia中，因而使组件能够被拆卸。当然， 轴28可以反过来压入桥接板Ia中，而在底板Ib中是自由的。如图5和图7所示，第二板25a、2 和枢轴杆^a、26b具有带有两个平面的圆形中心孔四，轴28具有带有两个平面的圆柱形部分，其形状与中心小孔四互补，以便相对于轴观成角度地保持板25a、25b，并且因而使它们与所述轴观成为一体，因此与桥接板Ia和底板Ib成为一体。板25a、25b由金刚石制造。轴观用能够塑性变形的材料制造，使得它能够在板25a、25b中滑动并压入板25a、25b中。轴观例如用钢制造。根据本发明，枢轴杆^a、26b分别接合在板材h、2b的孔3a、3b中，因此板材2a、 2b分别接合在环形周边凸缘27a、27b中。为此，枢轴杆的直径分别小于板材2a、 2b的孔3a、3b的直径。如图6所示，板材加包括以两个带角度的扇形形式从所述板上伸出的的两个凸块 30，这两个凸块设置成与孔3a同心地彼此相对。板材2b的孔北包括两个凹槽31，其形状与凸块30的形状互补，并且设置成与孔北同心地彼此相对。凸块30接合在凹槽31中，使板材h、2b —体地旋转。当然，板材2a、2b可以通过用与凸块30互补的如同图2所示的两个凸块代替凹槽 31而被做成一体地旋转。凸块也可以用金属环代替，该金属环如同图3的可选实施例所用的金属环。
图8和图9示出本发明的接近图4至图7所示的可选实施例的另一个可选实施例， 以相同标记示出通用元件。 在这个可选实施例中，轴35安装成穿过该第二板25a并且在枢轴杆26a中，轴35 从与枢轴杆26a相对的侧上露出，以安放在设置于桥接板Ia上的对应的壳体中。轴35a通过将其一端通过压入或粘结在桥接板Ia中与桥接板Ia做成一体。同样，轴35b安装成穿过第二板25b并且在枢轴杆26b中，轴35从与枢轴杆26b相对的侧中露出，以安放在设置于底板Ib上的对应的壳体中。轴35b通过将其一段压入或粘结于所述底板Ib中与底板Ib 做成一体。形成枢轴的板25a、25b与图7所示的板是相同的。如图9所示，每个轴35a、35b 具有带有两个平面的圆柱形部分，其形状与板25a、25b的中心小孔29互补，以便使所述板 25a、25b分别与轴35a、35b成为一体，并且因而使所述板25a、25b分别与桥接板Ia和底板 Ib成为一体。而且，每个轴35a、35b具有垂直于所述轴35a、35b的平面基底36a、36b，其尺寸基本等于枢轴杆26a和26b的尺寸。轴35a、35b接合在板25a、25b的小孔29中，使得枢轴杆26a和26b分别与轴35a、35b的基底36a、36b接触，以便分别改善板25a、25b的保持。在图8所示的实施例中，板材2a、2b利用金属环37a、37b被做成一体旋转，金属环 37a、37b如同图3的可选实施例中所用的金属环。图10示出本发明的接近图4至图7所示的可选实施例的另一个可选实施例，通用元件用相同的标记示出。在这个可选实施例中，每个枢轴用第二板40a、40b形成。第二板40a、40b包括平面元件和垂直该平面元件并且形成枢轴杆41a、41b的分开的圆柱形元件，枢轴杆41a、41b 分别接合在形成轴承的板材2a、2b的孔3a、3b中。正如在图4至图7中所示的可选实施例一样，轴28设置成安装穿过第二板40a、 40b并且在枢轴杆41a、41b中，轴28在与枢轴杆41a、41b相对的侧上从每个板40a、40b露出，以分别安放在设置于桥接板Ia和底板Ib上的对应的壳体中。第二板40a、40b和枢轴杆41a、41b具有带有两个平面的圆形中心孔，轴28具有带有两个平面的圆柱形部分，其形状与中心小孔互补，以便相对于轴28成角度地保持板40a、40b，并且因而使它们与所述轴 28成为一体，因此与桥接板Ia和底板Ib成为一体。在这里提供以供参考的不同实例中，除了支架和通轴(through-hole)之外所有的元件用金刚石制造。当然这些元件可以用硅或其他合适的材料制造，只有不同元件之间的接触表面用金刚石或具有等同于金刚石的摩擦系数和磨损率的其他材料或材料的混合
物覆盖。金刚石具有特别低的摩擦系数，因此它甚至不需要润滑剂。因此，利用通过CVD容易制造的零件，能够确保枢转安装的轮或其他零件的枢转具有金刚石对金刚石的摩擦。
权利要求
1.一种计时器，其包括支架(la、lb)和利用至少一个枢转元件(fe、5b)可枢转地安装在所述支架(la、lb)上的轮，该枢转元件(fe、5b)包括轴承和接合在所述轴承中的枢轴，至少该轴承和该枢轴的接触表面用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料制造， 该轮至少具有一个具有第一孔(3a、!3b)的板材Oa、2b)，其特征在于所述枢转元件包括具有第二孔(8a、8b ；3a,3b)并且形成轴承的第一板(6a、6b ；2a、2b)，以及具有接合在所述第一孔和第二孔中并且形成所述枢轴的枢轴杆(9a、9b ；17a、17b ；26a、26b ；41a、41b)的第二板(7a,7b ； 16a、16b ；25a,25b ；40a、40b)，所述第一板(6a,6b ；2a,2b)和所述第二板(7a、 7b ；16a、16b ；25a,25b ；40a、40b)制造成一个与所述轮一体，另一个与所述支架(IaUb) 一体。
2.根据权利要求1所述的计时器，其特征在于形成所述枢轴的所述第二板(7a、7b； 16a、16b ；25a、25b)包括平面元件，从该平面元件伸出形成枢轴杆(9a、9b ； 17a、17b ；26a, 26b)的圆柱形元件，这两个元件是单个的零件。
3.根据权利要求1所述的计时器，其特征在于形成所述枢轴的第二板(40a、40b)包括平面元件和形成枢轴杆Gla、41b)的圆柱形元件，这两个元件是分开的。
4.根据前面权利要求的任何一项所述的计时器，其特征在于所述第二板0如、2恥； 40a、40b)在与所述枢轴杆Q6a、26b ；41a,41b)相对的侧上包括与所述第二板0如、2恥； 40a、40b)以及所述支架(IaUb)制造成一体的轴(28 ；35a,35b) 0
5.根据权利要求4所述的计时器，其特征在于所述轴Q8;35a、35b)安装成穿过所述第二板(25a,25b ；40a,40b)并且在所述枢轴杆(26a,26b ；41a,41b)中。
6.根据前面权利要求的任何一项所述的计时器，其特征在于具有第一孔(3a、!3b)的板材(2a,2b)和具有第二孔(8a、8b ；3a、3b)第一板(6a、6b ；2a,2b)组合，所述第一孔和所述第二孔组合。
7.根据前面权利要求的任何一项所述的计时器，其特征在于所述轮包括具有第一孔 (3a、3b)并且做成一体旋转的两个板材Oa、2b)，每个板材利用所述枢转元件分别可枢转地安装在所述支架中。
8.根据权利要求7所述的计时器，其特征在于所述板材(h、2b)包括围绕其第一相应的孔(3a,3b)的金属环(21a、21b ;37a、37b)。
9.根据权利要求7所述的计时器，其特征在于所述板材分别包括互补的装配装置 (12aU2b ；30、31)，该装配装置(12aU2b ；30,31)设置成协作并且使所述板材(2a,2b) 一体地旋转。
10.根据权利要求5和7所述的计时器，其特征在于所述轴08)安装成穿过所述第二板0如、2恥；40a、40b)并且在所述轮的每个板材Oa、2b)的所述枢转元件的所述枢轴杆 (26a,26b ；41a,41b)中。
11.根据前面权利要求的任何一项所述的计时器，其特征在于至少构成所述轴承和所述枢轴的接触表面的固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料是金刚石。
全文摘要
本发明涉及一种计时器，其包括支架(1a、1b)和利用至少一个枢转元件(5a、5b)可枢转地安装在所述支架(1a、1b)上的齿轮，该枢转元件(5a、5b)包括轴承和插入所述轴承中的枢轴，至少该轴承和该枢轴的接触表面用至少一种固有地具有低摩擦系数和低磨损率的材料制造，该齿轮至少具有一个具有第一孔(3a、3b)的板(2a、2b)。所述枢转元件包括具有第二孔(8a、8b)并且形成轴承的第一板(6a、6b)，以及具有插入所述第一孔和第二孔中并且形成所述枢轴的小杆(9a、9b)的第二板(7a、7b)，所述第一板(6a、6b)和所述第二板(7a、7b)中的一个与所述齿轮刚性连接，另一个与所述支架(1a、1b)刚性连接。
文档编号G04B13/02GK102257442SQ200980151896
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月24日
发明者R·格鲁贝尔, S·佛赛 申请人:康普利泰公司