钟表游丝的制作方法

钟表游丝的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于钟表擒纵机构的子组件（1），该子组件包括至少一个杆（3）和至少一个游丝（71），该游丝的外端部固定至游丝外桩（73）。至少一个所述游丝（71）以及与该游丝关联的所述游丝外桩（73）与所述杆（3）形成一体式组件。
【专利说明】钟表游丝

【技术领域】
[0001] 本发明涉及包括至少一个杆和至少一个游丝的钟表擒纵机构，所述游丝的外端部 固定至游丝外桩。
[0002] 本发明还涉及包括至少一个上述类型的子组件的机械钟表机芯。
[0003] 本发明涉及钟表机构领域，更具体地涉及包含功能性即用型模块的擒纵机构。

【背景技术】
[0004] 模块组件的使用使得能够利用共同的基底来制造产品族，分别通过不同的选择或 功能实现个性化，尤其是在机械钟表机芯的情况中的复杂功能。
[0005] 具有极高精度的模块或子组件的概念允许大规模生产与高质量产品相结合。
[0006] 因此，从ETA SA名下的欧洲专利申请No. 11193173. 9和No. 11193174. 7已知用于 钟表机芯的模块化子组件。在这些专利申请中公开的机械模块被不可逆地预调节和组装以 确保其设定的耐久性。
[0007] 然而，在常规实施例中，模块并不总是允许减少构件数量，而减少构件数量会降低 生产成本并简化组装计划，这使得中级技术人员能够组装并调节最复杂的功能机构。
[0008] TISS0T名下的瑞士专利No. 447042公开了用于固定游丝的外端部的装置，该装置 包括具有突出的外桩的刚性结构，游丝以弯曲路径套在所述外桩之间并且通过包含在其中 一个外桩中的重叠部分横向保持。
[0009] R0LEX名下的欧洲专利申请No. 2151722A1公开了一种具有至少两个共面的条的 游丝，所述条相互偏置地卷绕，从而能够抵消当一个条的其中一个端部相对于所述条的另 一端部关于芯轴角偏移时可能施加在中心芯轴上的横向力。在一变型方案中，条通过各自 的两个内端部和外端部彼此连接。
[0010] R0LEX名下的欧洲专利申请No. 2347126A1公开了这样一种游丝，其中，游丝的条 的外端部与用于连接至钟表框架的连接部件制造成一体，该连接部件的刚度比游丝的刚度 大。连接部件和框架具有互补支承表面。


【发明内容】

[0011] 因此，本发明提出提供一种构件数量减少且具有一般水平的组装和调整复杂度的 子组件。
[0012] 尤其是，游丝的组装是很难自动化的操作。将游丝集成在更容易处理子组件中的 设想允许提高组装的自动化。
[0013] 为此目的，本发明利用诸如MEMS、"LIGA"、光刻等的新型微构件制造技术，以优化 此处示出为子组件的模块的制造。根据情况，这些子组件可以如上述两个专利申请中那样 不可逆地相互组装或者以常规方式定位和组装。
[0014] 本发明涉及一种用于钟表擒纵机构的子组件，该子组件包括至少一个杆和至少一 个游丝，该游丝的外端部固定至游丝外桩，其特征在于，至少一个所述游丝以及与该游丝关 联的所述游丝外桩与所述杆形成一体式组件。
[0015] 根据本发明的特征，至少一个所述外桩是位置可调节的并通过锁定装置锁定在预 调节位置。
[0016] 根据本发明的特征，所述外桩通过弹性回复装置固定至所述杆，所述弹性回复装 置与所述外桩和所述杆制成一体件。
[0017] 本发明还涉及一种包括至少一个上述类型的子组件的机械钟表机芯。
[0018] 将构件制造成一体件、尤其是与板或杆制造成一体件的优点是，减少了部件的数 量并且避免了组装问题。本发明从制造这些一体式构件的精度中获得了益处(典型地，这些 部件例如由硅制成并因此具有微米级精度)。
[0019] 一体式子组件的主要优点是确保了中心之间的距离并形成了即用型机构，尤其是 在优选应用中的振荡机构。
[0020] 本发明尤其包含柔性支承件，其具有下述优点：
[0021] -有保证的精度；
[0022] -极小或为零的摩擦水平；
[0023] -由于不存在摩擦或存在至少极低水平的摩擦而使机芯中不存在滞后；
[0024] -无润滑；
[0025] -无间隙；
[0026] -无磨损。
[0027] 柔性支承件的制造导致了限制，尤其是受限的行程、较低回复力和受限的负荷。然 而，这些限制对于大量钟表功能机构、尤其是那些与调节有关的机构来说不是禁止的。
[0028] 这些限制足以通过高精度的中心距、较少数量的待制造构件和因此降低的复杂度 和组装时间得以补偿。根据本发明的子组件具有很大的工业优点：子组件中的机构、尤其是 振荡机构形成准备好组装在机芯中的构件。此外，可以毫无阻碍地将整个机芯设计成根据 本发明的子组件的形式。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 通过参照所附附图阅读下述详细说明，可以更清楚地发现本发明的其它特征和优 点，其中：
[0030] -图1示出根据本发明的子组件的示意性侧视图，该子组件尤其用于擒纵机构并 且包括与杆制成一体件的游丝。
[0031] -图2以与图1类似的方式示出相似变型方案。
[0032] -图3以与图1类似的方式示出一变型方案，其中，游丝与外桩制造成一体件，所述 外桩进而与杆制造成一体件，所述外桩通过集成的弹性回复装置连接至所述杆。
[0033] -图4以与图1类似的方式示出一变型方案，其中，游丝与外桩制造成一体件，所述 外桩进而与杆制造成一体件，所述游丝的外端部由与所述杆形成一体件的销夹持，所述销 中的至少一个通过集成的弹性回复装置连接至所述杆。图5示出具有间隙的常规的销的平 面图和侧视图。图6示出在集成的弹性回复装置的作用下夹持游丝的这种类型的一对销的 平面图和侧视图。
[0034] -图4A示出用于使摆轮枢转的杆，所述摆轮用于接纳游丝的内端部，所述杆包括 容纳在轴承承载件中的枢轴，所述枢轴通过弹性回复装置连接至杆。
[0035] -图7、8、9示出包括一体式子组件，该子组件包括用于也集成在该子组件中的构 件的位置调节装置，该调节装置通过夹持装置锁定就位。图7示出藉由包括梳状件的弹性 调节装置调节用于钩挂游丝的枢转件、将梳状件夹持在调节好的位置以及用于控制夹持装 置的锁定机构。图8示出类似的示例，其中，梳状件保持在两个柔性条状件之间并且形成双 稳态构件。图9示出类似机构，该机构具有使位于柔性条状件的端部的分度装置固定不动 的梳状件，该梳状件通过条状弹簧夹持件压靠在分度装置上，所述条状弹簧夹持件进而通 过锁定指状件保持固定不动。
[0036] -图10示出穿过枢轴的芯轴的截面图，该枢轴具有与夹板或杆制成一体的减震轴 承。
[0037] -图11是包括根据本发明的子组件的钟表机芯的示意图。

【具体实施方式】
[0038] 本发明涉及钟表机构领域，更具体涉及集成有功能性即用型模块的机芯。
[0039] 本发明涉及钟表擒纵机构子组件1，其包括至少一个杆3和至少一个游丝71，该游 丝的外端固定至游丝外桩73。
[0040] 根据本发明，至少一个这种类型的游丝71以及与之关联的外桩73与杆3 -起形 成一体式组件。
[0041] 在如图7至9所示的有利变型方案中，至少一个这种类型的外桩73是位置可调节 的并且可通过锁定装置而固定在预调节位置。
[0042] 图1示出这样的示例：外桩与夹板72在游丝71的平面内是一体的，游丝71与实 际的杆3的平面平行并且与该杆制成一体，所述外桩、夹板、游丝和杆共同形成一体式构件 20 〇
[0043] 图2示出这样的示例：外桩73从杆3中伸出，外桩73的端部在游丝71的平面内， 游丝71与杆3的平面平行，所述外桩、游丝和杆共同形成一体式构件20。
[0044] 图3和图4示出这样的示例：外桩73同时占据两个高度：S卩，游丝71的高度和杆 3的高度，所述外桩、游丝和杆共同形成一体式构件20。
[0045] 尤其如图2或图3中所见，游丝71与外桩73制造成一体件，游丝藉由其外圈77 附接至外桩。所述外桩73进而与杆3制造成一体件，外桩73借助第二集成弹性回复装置 75连接至杆，所述弹性回复装置与外桩73和杆3制造成一体件。优选地，通过利用第二弹 性回复装置的弹性实现的外桩位置调节由夹持装置来保持，该夹持装置在图3中未示出， 但是其示例在图7和图9中示出。
[0046] 可以多种方式实现对游丝71的外圈的工作长度的调节。
[0047] 在一变型方案中，游丝71的外圈77被与杆3 -体的两个销74A和74B夹持。
[0048] 在另一变型方案中，销74中的至少一个通过第二弹性回复装置76固定到顶杆3 上，该第二弹性回复装置76与所述至少一个销74A或74B以及杆3形成一体件，并趋向于 移动所述销使其更靠近另一销74B或74A。
[0049] 图4因此示出图3的实施例的一个变型方案，其中，游丝71也与外桩73形成一体 件，外桩73进而与杆3形成一体件，游丝的外端部在与外桩73有一定距离的情况下通过销 74A和74B夹持，销74A和74B与杆3形成一体件，它们一起形成用于改变游丝71的工作长 度的分度（indexing)装置74的等效物。
[0050] 在如图6所示的不具有任何间隙的实施例中，这些销74A和74B中的至少一个借 助也集成在杆3中的弹性回复装置76连接并固定至杆3,该弹性回复装置与所述至少一个 销74及杆3制成一体并且趋向于移动所述销使其更靠近另一个销74。
[0051] 然而，图5示出带有极小间隙的实施例，其中，对销74A和74B的独立的径向调节 调节机芯在各种位置下的等时性。
[0052] 弹性回复装置76尤其是由一个或多个柔性元件形成，该柔性元件位于游丝71的 平面内或杆3的平面内，或任何其它平面内。在一有利的变型方案中，游丝71和/或销74A 或74B可以局部有凹口，以允许不连续的、逐个凹口的调节。
[0053] 为了允许容易地预调节机构1，该机构的至少一个构件是位置可调节的并且通过 锁定装置锁定在预调节位置。
[0054] 在如图7至9所示的具体变型方案中，子组件1包括位置可调节机构80,该位置可 调节机构包括刚性结构81。该刚性结构81优选由杆3形成并且藉由至少一个弹性/柔性 条状件83承载至少一个位置可调节构件82 (尤其由外桩形成或承载外桩73)。位置可调 节构件82包括分度装置84,该分度装置设置成与包含在调节机构90中的互补分度装置91 协作。该互补分度装置91可分离地安装至分度装置84并且可以通过夹持机构94锁定在 协作位置，所述夹持机构94弹性地固定至刚性结构81。夹持机构94进而受到锁定机构98 的作用，该锁定机构98允许夹持机构94占据分离位置或者接合位置；其中，在分离位置，调 节机构90是自由的；在接合位置，夹持机构94阻碍调节机构90。锁定机构98进而也弹性 地固定至刚性结构81。
[0055] 在一变型方案中，位置可调节机构80承载具有与前述结构相同的结构的位置可 调节构件82,该位置可调节构件82承载用于接纳摆轮41的枢轴的轴承44或轴承承载件 13,所述摆轮41用于接纳游丝71的内端部。
[0056] 在图7的情况中，位置可调节构件82包括分度装置84,该分度装置84设置成与包 含在调节机构90中的互补分度装置91协作，此处所述互补分度装置由梳状件或带齿部段 形成。互补分度装置91可分离地安装至分度装置84。所述互补分度装置91也可以通过夹 持机构94锁定在协作位置。
[0057] 夹持机构94通过至少一个柔性元件96弹性地固定至刚性结构81，并且优选地进 而受到锁定机构的作用，该锁定机构允许夹持机构94占据分离位置或者接合位置；其中， 在分离位置，调节机构90是自由的；在接合位置，夹持机构94阻碍调节机构90。所述锁定 机构包括至少一个柔性元件98,该柔性元件98形成跳接件（jumper)并且弹性地固定至刚 性结构81，本文中的所述至少一个柔性元件98包括喙状部99,该喙状部与夹持机构94的 喙状部97协作以在位置调节期间保持夹持机构远离，或者当执行位置调节时与夹持机构 94的互补止动表面95协作，用作夹持机构的安全装置。所述夹持机构是叉的形式，以限制 包含在梳状件91中的臂93的行程。
[0058] 图8示出类似的示例，其中，梳状件91保持在两个基本上对齐的柔性条状件92和 92A之间并形成通过变形而工作的双稳态构件，所述组件可以占据两个稳定位置：梳状件 91与可动外桩82的指状件84协作的第一工作位置A，以及梳状件与指状件分离的第二释 放位置B。
[0059] 图9示出类似机构，该机构具有锁定分度件84的梳状件91，所述分度件位于柔性 条状件83的端部，梳状件91通过属于夹持件94的条状弹簧夹持件96而压靠在分度件84 上，所述夹持件进而由安装在至少一个柔性条状件98上的锁定指状件99锁定，所述指状件 99与条状弹簧夹持件96的止动表面97协作。
[0060] 如以上所见，本文所描述的这种用于调节在与游丝的轴线同轴的行程上的外桩的 特殊应用的结合了调节、夹持和锁定的机构可以应用于广泛的应用：定位轴承、止动部件、 分度销或其它元件。
[0061] 根据图10的变型方案，杆3与至少一个减震轴承形成不可分的一体构件，所述减 震轴承用于接纳摆轮41的枢轴或擒纵机构的构件的枢轴，摆轮41旨在接纳游丝71的内端 部。
[0062] 具体地，在图4A中所见的有利变型方案中，为了使用于接纳游丝71内端部的摆轮 41枢转，杆3包括容纳在轴承承载件13中的枢轴45,所述轴承承载件13通过弹性回复装 置14连接至杆3。同样，所述枢轴45可以设置在夹板2上。
[0063] 枢轴45可以由常规的枢轴形成或者由柔性支承件形成。
[0064] 在一具体变型方案中，枢轴45是根据不同情况与杆3或夹板2制成一体件的柔性 支承件。
[0065] 在一具体变型方案(未示出）中，摆轮41的一个端部与柔性支承件和杆3 (或者相 应地与夹板2)是一体件，摆轮因而具有由柔性支承件的间隙限制的行程，所述空隙因此有 利地在多个阶段中形成，以允许摆轮具有足够的角行程，摆轮因而与杆3 (或者相应地与夹 板2)是一体件。更具体地，这种类型的柔性支承件可以由实际的游丝71形成。
[0066] 在另一变型方案(未示出）中，摆轮41在其各侧上通过形成游丝71的柔性支承件 钩到杆3和夹板2上，这两个游丝71在相同方向上或在相反方向上施加力矩。
[0067] 优选地，弹性回复装置14与杆3和轴承承载件13是一体件，在一变型方案中，枢 轴45形成也形成一体式子组件1的一部分。
[0068] 在子组件1的一具体实施例中，杆3包括至少一个用于接纳摆轮41的枢轴的轴承 44或45或承载支承件13,摆轮41用于接纳游丝71的内端部，所述至少一个轴承44或45 或所述轴承支承件13与杆3制造成一体件，并包括用于径向保持摆轮41的芯轴47的回转 肩部46以及用于在轴向上限制所述芯轴47的端部的前肩部49,回转肩部46与前肩部49 由也与所述杆制成一体的弹性减震件48 -起承载。
[0069] 在一有利的实施例中，子组件1由硅制成。枢轴45的枢转点例如由在硅衬底中的 各向异性（Κ0Η)的蚀刻件限定。具有宝石轴承组件的变型方案也是可能的。重大优点是枢 转点的定位非常精确(距中心的距离，垂直度)。
[0070] 减震件可以因此部分地或全部地制成在板内：震动吸收弹簧可以与机板一起制 造。两个宝石轴承中的一个(或两个）可以与机板一起制造。因此，枢转直接发生在硅中。 枢转点可以制造在具有类金刚石碳（DLC)涂层或其它表面涂层的硅中。因此不再有任何宝 石轴承，并且转动点被非常精确地定位。
[0071] 在一具体实施例中，子组件1包括可分开的元件，所述可分开的元件有助于将子 组件组装在更大的组件中，这些可分开元件因此仅需要被分开以赋予其组成部分一个或多 个自由度。尤其是，这些可分开元件定位在与杆结合的游丝的内端部，并且仅在组装摆轮41 和将游丝71固定至摆轮的内桩时才分开。
[0072] 在一具体变型方案(未示出）中，子组件1包括整个擒纵机构。
[0073] 在一具体实施例中，包含在子组件1中的集成的弹性回复装置包括至少一个柔性 的双稳态或多稳态元件，例如如图8中所见，图8示出通过变形而工作的双稳态元件并且包 括位于两个基本上对齐的柔性条状件92与92A之间的梳状件91，所述组件能占据两个稳定 位置：梳状件91与可动外桩的指状件84协作的第一工作位置A，以及梳状件91与指状件 84分离的第二释放位置B。
[0074] 在根据本发明的由硅制成的子组件1的有利实施例中，包含在该子组件中的集成 的弹性回复装置在硅氧化物状态下被施加预应力。
[0075] 在根据本发明的子组件1的有利实施例中，杆3由可微机械加工材料或硅或硅氧 化物制成，包含在子组件中的集成的弹性回复装置在硅氧化物状态下被施加预应力。还可 以应用MEMS或"LIGA"技术中的其它材料。石英、DLC、至少部分非晶态材料或金属玻璃可 以用于这些应用，但是所列材料并非限制性的。
[0076] 包含在子组件中的杆3和/或不可分的一体式构件的具体结构可以补偿机构子组 件1的这些结构元件或构件的膨胀效应。例如，出于一致性的原因，可以用硅来制造杆3并 然后使其氧化。
[0077] 本发明还涉及包括上述类型的至少一个子组件1的机械钟表机芯100。
【权利要求】
1. 一种用于钟表擒纵机构的子组件（1)，该子组件包括至少一个杆（3)和至少一个游 丝（71)，该游丝（71)的外端部固定至游丝外桩（73)，其特征在于，至少一个所述游丝（71) 以及与该游丝关联的所述游丝外桩（73)与所述杆（3)形成一体式组件。
2. 根据权利要求1所述的子组件（1 )，其特征在于，至少一个所述外桩（73)是位置可调 节的并通过锁定装置锁定在预调节位置。
3. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，所述外桩（73)通过弹性回复装置 (75)固定至所述杆（3)，所述弹性回复装置与所述外桩（73)和所述杆（3)制成一体件。
4. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，所述游丝（71)包括外圈（77)，该外 圈（77)由与所述杆（3)制成一体件的两个销（74)夹持。
5. 根据权利要求4所述的子组件（1 )，其特征在于，所述销（74)中的至少一个通过弹性 回复装置（76)固定至所述杆（3)，所述弹性回复装置与所述至少一个销（74)和所述杆（3) 制成一体件并趋向于使所述销移动靠近另一个所述销（74 )。
6. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，所述杆（3)与至少一个减震轴承形 成不可分的一体式构件，所述减震轴承用于接纳摆轮（41)的枢轴或所述擒纵机构的构件的 枢轴，所述摆轮用于接纳所述游丝（71)的内端部。
7. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，为了使用于接纳所述游丝（71)的内 端部的摆轮（41)枢转，所述杆（3)包括容纳在轴承承载件（13)中的枢轴（44)，所述轴承承 载件（13 )通过弹性回复装置（14 )连接至所述杆（3 )。
8. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，所述子组件包括位置可调节机构 (80)，该位置可调节机构包括刚性结构（81)，该刚性结构（81)藉由至少一个弹性条状件 (83)承载位置可调节构件（82)，该位置可调节构件（82)承载一个所述外桩（73)并包括分 度装置（84)，该分度装置（84)设置成与包含在调节机构（90)中的互补分度装置（91)协作， 所述互补分度装置（91)可分离地安装至所述分度装置（84 )并且通过夹持机构（94 )锁定在 协作位置，所述夹持机构（94)弹性地固定至所述刚性结构（81 )，所述夹持机构（94)进而受 到锁定机构（98)的作用，该锁定机构（98)允许所述夹持机构占据分离位置或者接合位置； 其中，在所述分离位置，所述调节机构（90)是自由的；在所述接合位置，所述夹持机构（94) 阻碍所述调节机构（90)，所述锁定机构（98)也弹性地固定至所述刚性结构（81)。
9. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，所述子组件包括位置可调节机构 (80)，该位置可调节机构（80)包括刚性结构（81)，该刚性结构藉由至少一个弹性条状件 (83)承载位置可调节构件（82)，该位置可调节构件（82)承载用于接纳摆轮（41)的枢轴的 轴承（44)或轴承承载件（13)并包括分度装置（84)，所述摆轮用于接纳所述游丝（71)的内 端部，所述分度装置（84)设置成与包含在调节机构（90)中的互补分度装置（91)协作，所述 互补分度装置（91)可分离地安装至所述分度装置（84)并且能够通过夹持机构（94)锁定 在协作位置，所述夹持机构弹性地固定至所述刚性结构（81 )，所述夹持机构（94)进而受到 锁定机构（98)的作用，该锁定机构允许所述夹持机构（94)占据分离位置或者接合位置；其 中，在所述分离位置，所述调节机构（90)是自由的；在所述接合位置，所述夹持机构（94)阻 碍所述调节机构（90)，所述锁定机构（98)也弹性地固定至所述刚性结构（81)。
10. 根据权利要求1所述的子组件（1 )，其特征在于，所述杆（3)包括至少一个用于接纳 摆轮（41)的枢轴的轴承（44)或轴承承载件（13)，所述摆轮用于接纳所述游丝（71)的内端 部，至少一个所述轴承（44)或轴承承载件（13)与所述杆（3)制造成一体件并且包括用于径 向保持摆轮（41)的芯轴（47)的回转肩部（46)以及用于在轴向上限制所述芯轴（47)的端 部的前肩部（49 )，所述回转肩部（46 )与所述前肩部（49 )由也与所述杆制成一体的弹性减 震件（48)-起承载。
11. 根据权利要求1所述的子组件（1)，其特征在于，包含在所述子组件中的集成的弹 性回复装置在硅氧化物状态被施加预应力。
12. -种机械钟表机芯（100)，其包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的子 组件（1)。
【文档编号】G04B18/06GK104062883SQ201410103015
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】M·斯特兰策尔, T·黑塞勒, J-L·黑尔费尔 申请人:尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司