专利名称：使用插件的具有惯量调节的摆轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于钟表的摆轮装置的制造方法，所述摆轮装置具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，并且一方面包括摆轮，该摆轮包括布置成用于与垂直于摆轮平面的摆轮轴线协同作用的轮毂和通过至少一个连接表面连接到所述轮毂的周向的连续或不连续的轮辋；所述摆轮装置另一方面包括至少一个插件。所述摆轮还包括位于所述轮辋的外周边处的至少一个凹槽，以用于接纳所述至少一个插件，所述插件包括互补导向装置，该互补导向装置的轮廓与包含在所述凹槽内的导向装置互补。本发明还涉及一种针对这种摆轮装置设计的用于钟表的摆轮，该摆轮具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，并且包括布置成用于与垂直于摆轮平面的摆轮轴线协同作用的轮毂和通过至少一个连接表面连接到所述轮毂的周向的连续或不连续的轮辋。所述摆轮装置包括位于所述轮辋的外周边处的至少一个凹槽，以用于接纳至少一个插件，所述插件包括互补导向装置，该互补导向装置的轮廓与包含在所述凹槽内的导向装置互补。本发明还涉及一种根据所述方法装配的用于钟表的摆轮装置，该摆轮装置具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，并且包括摆轮，所述摆轮又包括布置成用于与垂直于摆轮平面的摆轮轴线协同作用的轮毂和通过至少一个连接表面连接到所述轮毂的周向的连续或不连续的轮辋。所述摆轮包括位于所述轮辋的外周边处的至少一个凹槽，以用于接纳至少一个插件，所述插件包括互补导向装置，该互补导向装置的轮廓与包含在所述凹槽内的导向装置互补。本发明还涉及一种结合有这种摆轮的游丝摆轮组件。本发明还涉及一种结合有这种游丝摆轮组件或摆轮的钟表。本发明涉及用于钟表的调节构件、特别是摆轮或游丝摆轮组件的领域。
背景技术：
手表机芯的精度取决于其调节构件的品质，只有在设计出合适的调节构件(尤其是摆轮)的情况下，才可以相比于通常为2.5-4Hz的频率获得非常高的摆动频率，例如IOHz。实际上，为保持摆动所需提供的能量(其形式为弹性的摆轮游丝的转矩)与摆轮关于枢转轴线的惯量和频率平方的乘积成比例。因此，例如对于相同的能量，频率从4Hz到IOHz的变化导致惯量大致被除以6。对于4Hz的频率，12mg/cm2的摆轮惯量被认为是良好的，因为这种摆轮通常具有9-10mm的直径。因此，在IOHz下使用的摆轮必须具有低的惯量值，特别是小于2mg/cm2。对于最佳操作，在IOHz下使用的摆轮还必须具有最小的质量，尤其是小于30mg，以便减小在轴承中的摩擦，以避免在各个使用位置上的同步性失调。尽管其具有小的质量和惯量，但是具有高频摆动器的摆轮还必须允许调节不平衡性和实现完美的静态和动态的平衡，并且其结构必须使设定和/或调节操作成为可能。因此，不可能使用传统的技术或者具有更轻摆轮的解决方案，比如Straumann名下的专利FR1275357和LIP名下的专利FR1301938所披露的、其中轮辋具有轮辐的摆轮。实际上，即使是这些摆轮的减小的质量也不能提供足够低的惯量。同样，根据MONTRESBREGUET SA名下的专利EP1562087所述的、设计有钛轮辋和臂以及减小的断面的钛摆轮的质量和惯量仍然比最佳操作所需的大。还追求数量级为500的Q因数，因此显著高于传统的摆动器的Q因数，在传统的摆动器中，对于好质量的手表，Q因数接近220到280。只有通过将硅或类似的摆轮游丝与满足上面条件的摆轮结合起来才能获得该Q因数。除了获得高的Q因数之外，与设定和调节可能性相结合，还必须省去变址组件(raquetterie)。此外，由于整体的质量受到限制，因此应优选最少可能数量的部件。但是，在其发展过程中在理论上制成细微尺寸且具有非常精确的公差的可微加工的材料(比如硅和石英)不容易在随后进行机械加工。描述对于摆轮做出的改进的许多文献是公知的。ROLEX M0NTRES名下的专利申请CH343904A披露了 一种包括狭槽形式的弹性的保持装置的摆轮轮辋，所述狭槽用于锁止由惯性块销构成的插件。COMPLIHME SA名下的专利申请W02008/080570A2披露了设有用于摩擦配合的狭槽的惯性块。CHOPARD MANUFACTURE SA名下的专利申请EP1351103A1披露了经由弹性变形插入到轮辋的凹槽内的U形的惯性块。ROLEX WATCHES名下的专利申请CH345600A披露了一种用于保持和弹性地夹持惯性块的狭槽套管。PATEK PHILIPPE名下的专利申请CH261431A披露了调节重量块，这些重量块定中心于柱销上并通过它们自身的弹性而固定不动。PAUL DITISHE頂名下的专利申请CH89273A披露了无凸出部的填充重量块，这些重量块通过它们自身的弹性保持在具有腔室的壁上，所述腔室可以具有螺纹或不具有螺纹。PATEK PHILIPPE名下的专利申请CH280067A提出了弹性地安装在柱销上的调节重量块，其重心相对于所述柱销偏心。因此，对于由这种材料制成的调节构件或者结合有至少一个由这种材料制成的部件的调节构件，必须具有频率和/或惯量调节的可能性，但是要避免机械加工和使设定可能性优先。
发明内容
创造性在于，创造适合于摆轮结构的条件，该摆轮结构包括轮毂、轮辋和这两个元件之间的连接，其尽可能地轻、尽可能多地从所述轮毂去除任何密度高于所述结构的质量、并且在所述结构中结合了调节装置以用于在不重新回到机械加工的情况下执行设定和调节。本发明因此涉及一种钟表摆轮，该钟表摆轮具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，包括布置成用于与垂直于摆轮平面的摆轮轴线协同作用的轮毂和通过至少一个连接表面连接到所述轮毂的周向的连续或不连续的轮辋。所述摆轮包括位于所述轮辋的外周边处的至少一个凹槽，以用于接纳至少一个插件，所述插件的类型包括互补导向装置，该互补导向装置具有与包含在所述凹槽内的导向装置互补的轮廓，所述凹槽包括弹性的保持装置，以用于在所述插件插入凹槽中之后将所述插件保持在所述凹槽内，所述弹性装置包括至少两个弹性唇缘，所述弹性唇缘在所述插件的两侧上延伸，以便在相反的方向上在所述插件上施加压力或转矩。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置设置在所述摆轮的所述轮辋内，并且布置成相对于所述摆轮轴线在径向方向上将所述插件保持在所述凹槽内，以用于所述插件的径向调节。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置设置在所述摆轮的所述轮辋内，并且布置成相对于所述摆轮轴线在径向方向上将所述插件保持在所述凹槽内，所述弹性的保持装置还通过形成一支承表面而构成了推力作用装置，所述支承表面倾向于将所述插件推靠到设置在所述凹槽中的至少一个固定的或弹性的止挡构件上。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置设置在所述摆轮的所述轮辋内，并且布置成相对于所述轮辋在切向方向上将所述插件保持在所述凹槽内。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置设置在所述摆轮的所述轮辋内，并且布置成既相对于所述摆轮轴线在径向方向上、又相对于所述轮辋在切向方向上将所述插件保持在所述凹槽内。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置包括第一弹性保持装置和第二弹性保持装置，当所述第二弹性装置或所述第一弹性装置分别使所述插件枢转时，所述第一弹性保持装置或所述第二弹性保持装置分别执行止爪(cliquet de retenue)的功能。根据本发明的一个特征，所述轮辋与所述连接表面和所述轮毂一起用可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或从MEMS技术获得的合金、或经由“LIGA”方法获得的合金做成单个部件。本发明还涉及一种用于钟表的摆轮装置，该摆轮装置具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，该摆轮装置一方面包括摆轮，另一方面包括至少一个插件，所述摆轮包括至少一个具有导向装置的凹槽，所述插件包括互补导向装置，该互补导向装置具有与所述导向装置互补的轮廓，所述摆轮和/或所述插件包括弹性的保持装置，该弹性的保持装置布置成，在所述弹性的保持装置被施压的第一插入位置上允许所述插件插入所述凹槽中，而在所述弹性的保持装置被释放的第二、保持位置上防止所述插件从所述凹槽移除；通过将所述弹性的保持装置压入所述第一插入位置上，所述插件能够被插入所述凹槽中；在每个所述插件完全插入其所述凹槽中之后，所述弹性的保持装置能被释放到所述第二、保持位置上，以将所述插件保持在所述凹槽内。所述摆轮根据任何前述变型制造并且包括所述弹性装置，所述弹性装置包括至少两个弹性唇缘，所述弹性唇缘在所述插件的两侧上延伸，以便在相反方向上在所述插件上施加压力或转矩。根据本发明的一个特征，所述插件包括弹性的保持装置，该弹性的保持装置布置成，在所述弹性的保持装置被施压的第一、插入位置上允许所述插件插入所述凹槽中，而在所述弹性的保持装置被释放的第二、保持位置上防止所述插件从所述凹槽移除。根据本发明的一个特征，所述插件是刚性的。根据本发明的一个特征，所述插件被夹持和封装在至少两个凸缘之间，所述至少两个凸缘布置成止靠在所述轮辋的两个侧面上，并且通过永久装配方式彼此组装，以便使通过所述两个凸缘的组装而构成的子组件相对于所述轮辋具有最多一个枢转或平移运动的自由度。根据本发明的一个特征，所述插件布置成在其插入所述摆轮之后具有至少一个可视表面，所述可视表面由能够微加工或者经历激光材料去除的材料制成。根据本发明的一个特征，在所述第二、保持位置上，所述导向装置和所述互补导向装置布置成允许所述插件在所述凹槽内平移运动或通过枢转而运动。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置布置成相对于所述凹槽中的所述插件的枢转轴线在角向枢转位置上将所述插件保持在所述凹槽内。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置包括均由弹性唇缘形成的第一弹性保持装置和第二弹性保持装置，所述插件的所述互补导向装置构造成位于所述插件的外周边处的齿的形式，所述齿与所述弹性唇缘的端部协同作用，所述弹性唇缘的方向彼此交叉。根据本发明的一个特征，当所述第二弹性保持装置或所述第一弹性保持装置分别使所述插件枢转时，所述第一弹性保持装置或所述第二弹性保持装置分别用作止爪，以便关于所述插件的枢转轴线在两个枢转方向上执行双止爪设定调节。根据本发明的一个特征，所述弹性的保持装置布置成，在倾向于使所述装置移动离开所述第二、保持位置的压力的作用下，使所述插件在所述凹槽内相对于所述凹槽中的所述插件的枢转轴线枢转。根据本发明的一个特征，所述插件由调节螺钉或者花键轴构成，所述调节螺钉或者所述花键轴分别能在彼此相对地定位且由两个相对的弹性唇缘携带的螺纹路径部分或者凹口或凹槽之间运动，所述螺纹路径部分或者所述凹口或凹槽布置成在调节之后将所述插件锁定。本发明还涉及一种结合有至少一个这样的摆轮装置或者至少一个这样的摆轮的游丝摆轮组件，其轮辋与所述连接表面和所述轮毂一起由可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或从MEMS技术获得的合金、或经由“LIGA”方法获得的合金做成单个部件。本发明还涉及一种结合有至少一个这种游丝摆轮组件或至少一个这种摆轮或至少一个这种摆轮组件的钟表，其轮辋与所述连接表面和所述轮毂一起由可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或从MEMS技术获得的合金、或经由“ LIGA”方法获得的合金做成单个部件。本发明还涉及一种结合有至少一个这种摆轮的游丝摆轮组件。本发明还涉及一种结合有至少一个这种游丝摆轮组件或至少一个这种摆轮的钟表。在优选使用硅的情况下，获得了一种既非常轻又非常有刚度的摆轮结构，该摆轮结构可以在所述轮毂与所述轮辋之间的连接区域中具有蜂窝结构。将可设有螺钉的插件移到外周边将有助于获得合适大小的惯量——尽管摆轮的总质量非常低。从而保证了并且便于实现调节和平衡功能。这种摆轮优选地适合于在IOHz频率和高于IOHz频率下的良好的操作。
在阅读了如下的参照附图的描述之后，本发明的其他特征和优点将会显而易见，其中:图1示出了根据本发明制造的第一摆轮装置变型的轮辋外周边处的细节的垂直于摆轮轴线的示意性局部横截面。
图2以与图1类似的方式示出了本发明的第二变型。图3以与图1类似的方式示出了本发明的第三变型。图4以与图1类似的方式示出了本发明的第四变型。图5示出了本发明的第五变型的示意性透视图。图6以与图1类似的方式示出了图5的第五实施方式的细节。图7示出了一种特殊的摆轮结构的细节的示意性局部前视图。图8示出了图5的第五实施方式的细节的穿过摆轮轴线的示意性局部横截面。图9示出了根据本发明的第六摆轮变型的示意性局部透视图。图10示出了图9的第六变型的示意性局部端视图。图11示出了根据第六变型的摆轮装置的示意性局部前视图。图12示出了根据本发明的第七摆轮变型的示意性局部透视图。图13示出了图12的第七变型的示意性局部端视图。图14示出了根据第七变型的摆轮装置的示意性局部前视图。
具体实施例方式本发明涉及钟表的调节构件的领域，更具体地涉及摆轮或游丝摆轮组件。本发明更具体地涉及用于IOHz或更高的高摆动频率的摆轮的生产。在这些图中示出了五个非限制性的变型实施方式。本发明涉及钟表摆轮装置100的制造，该摆轮装置具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节。该钟表摆轮装置100包括钟表摆轮1，其具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节。该摆轮I包括布置成用于与一心轴协同作用的轮毂2和周向的连续或不连续的轮辋5，所述心轴围绕垂直于摆轮平面4的摆轮轴线3枢转。为了将摆轮制造得更轻，所述轮辋5实际上可以是不连续的，如在图5中可以看出的，连续的轮辋5提供了良好的刚度和良好的空气动力学的优点，并且通过防止摆轮I变形而限制了任何局部弯曲。轮辋5通过至少一个连接表面6或者通过多个臂20连接到轮毂2，所述连接表面可以由连续表面构成，比如有穿孔的盘或者无穿孔的盘。在提供良好的三角剖分的横向构件之间构造有穿孔的连接表面6——尤其是带有切口部分，该切口部分可以是贯通切口或者非贯通切口——进一步减小了摆轮的质量。优选地，在下面描述的所有实施方式的所有变型中，为了获得在IOHz或更高的摆动频率下具有高性能的摆轮，轮辋5将与连接表面6和轮毂2 —起用可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或者从MEMS技术获得的合金、或者比如通过“LIGA”方法获得的合金(尤其是但不限于通过“LIGA”方法获得的镍基或铝基合金)做成单个部件。对硅的选择提供了特别好的效果并且是一种优选的解决方案。摆轮装置100还包括至少一个凹槽8，该凹槽8位于轮辋5的外周边上，用于接纳至少一个插件7。摆轮装置100还包括至少一个插件7。该插件7附加到轮辋5上的或轮辋5中的这种凹槽8中。凹槽8包括导向装置9。插件7包括互补导向装置9A，其轮廓与导向装置9互补。
优选地，插件7或构成所述插件的每个部件是由比构成轮辋5的第一材料密度更大的材料制成的。根据本发明:-摆轮I和/或插件7设有弹性的保持装置10，该弹性的保持装置10在该弹性的保持装置10被施压的第一、插入位置上布置成允许所述插件7插入所述凹槽8中，而在该弹性的保持装置10被释放的第二、保持位置上布置成防止插件7从所述凹槽8中移除。优选地，至少摆轮I的凹槽8包括这种弹性的保持装置10，用于在所述插件插入凹槽中之后将插件7保持在凹槽8中。优选地，该弹性装置10包括如图2中所示的至少一个弹性唇缘。还优选地，该弹性装置10包括在所述插件7的两侧上延伸的两个弹性唇缘13、14，以便在相反的方向上在所述插件7上施加压力或转矩，如图1、3和12-14中所示的；-通过将弹性的保持装置10压入所述第一、插入位置中而将每个插件7插入凹槽8中；-在将每个插件7完全插入到其凹槽8中之后将弹性的保持装置10释放到所述
第二、保持位置中。弹性的保持装置10因此布置成允许所述插件7插入到其凹槽8中和防止其移除，正如在这些图中看出的。装置10优选地通过夹持装置和互补夹持装置构成，该夹持装置和互补夹持装置优选地是不可逆地进行组装的。优选地，导向装置9和互补导向装置9A在所述第二、保持位置上布置成允许所述插件7在凹槽8内部平移运动和/或通过枢转而运动。在图1和11中图示出了具有一个平移自由度的运动。在图2到7中图示出了具有一个枢转自由度的运动。在这种情况下，优选地但是非限制性地，导向装置9和互补导向装置9A基本上是圆柱/圆筒形的或者就是圆柱/圆筒形的。因此，由于本发明，形成了 一种摆轮装置100，该摆轮装置能够以尤其是高于或等于IOHz的高频率摆动，并且能够实现微小的设定或调节操作。该摆轮装置100可以具有不同的结构——根据是否选择将弹性的保持装置10构造在:-摆轮I上；-插件7上；-既在摆轮I上又在插件7上。在一个特殊的实施方式中，插件7选择成是刚性的，弹性的保持装置10构造在摆轮I的轮辋5中。在第一实施方式中，弹性的保持装置10位于摆轮I上。此时，插件7可以是刚性的或弹性的。在一个有利的实施方式中，包含在摆轮I中的至少其中一个凹槽8包括用于在插件插入凹槽中之后将该插件7保持在凹槽8中的弹性的保持装置10。优选地，这些凹槽8中的多个、优选地是它们的全部都包括该弹性的保持装置10，该弹性的保持装置可以以后面将要描述的不同变型进行布置。当摆轮I由硅制成时，硅的性能尤其适合于形成结合在摆轮I本体中的弹性的保持装置10。在第二实施方式中，该弹性的保持装置10位于插件7上。
此时，弹性的保持装置10构造在插件7上，而摆轮装置100包括摆轮1，其与第一实施方式中的摆轮的不同在于，其在轮辋5的外周边处包括至少一个用于接纳至少一个插件7的凹槽8，并且凹槽8不必然包括弹性的保持装置。实际上，在该第二实施方式中，是插件7包括弹性的保持装置10以用于在插件插入凹槽之后将该插件保持在凹槽8中，正如在图4或图7中看出的，其中插件7包括使其具有足够的柔性的狭槽16。因此该插件7由于狭槽16而形成具有不平衡性的带狭槽的惯性块，这种结构意味着一个部分可以装到另一部分上，而不使摆轮I受力折断，尤其是当所述摆轮是由硅或类似材料制成时。该狭槽16还有利地用于接纳一工具的端部，该工具用于调节其相对于其枢转轴线17在凹槽8中的枢转。在这些图中没有示出的第三实施方式中，弹性的保持装置10同时构造在摆轮I和插件7上。此时，插件7包括这种保持装置10，凹槽8也包括弹性的保持装置10，用于在插件7插入凹槽中之后将插件7保持在凹槽8中。在这三个实施方式中，凹槽8、插件7和弹性的保持装置10可以具有不同的结构，包括下面描述的某些优选的非限制性的结构。优选地，弹性的保持装置10构造在摆轮I的轮辋5中。在由图1的第一变型或由图11的第六变型图示的第一径向结构中，优选地构造在轮辋5中的弹性的保持装置10布置成相对于摆轮轴线3在径向方向上将插件7保持在凹槽8中，尤其用于插件7的径向调节。优选地，正如在图1中看出的，插件7在该径向方向上进行保持，弹性的保持装置10还构成了形成有支承表面11的推力作用装置，该支承表面倾向于将插件7推靠到设置在凹槽8中的至少一个固定的或弹性的止挡构件12上。在由图2-7的第二、第三、第四和第五变型图示出的第二、切向结构中，弹性的保持装置10布置成相对于轮辋5在切向方向上将插件7插入和/或保持在凹槽8中。在另一种结构中，弹性的保持装置10布置成既相对于摆轮轴线3在径向方向上又相对于轮辋5在切向方向上将插件7保持在凹槽8中。在图1的第一变型中，插件7径向地滑动通过轮辋5的外径以用于插入到摆轮I中，并且通过用于径向和切向保持的弹性的保持装置10将其保持在凹槽8中的适当位置上。在一个有利的实施方式中，弹性的保持装置10分成第一弹性保持装置13和第二弹性保持装置14。该弹性的保持装置10采取弹簧和夹子的二重系统的形式，该二重系统在这里是由第一弹性唇缘13和第二弹性唇缘14构成的，第一弹性唇缘13包括支承表面11，其布置成用作插件7的底部止挡构件，第二弹性唇缘14包括止挡构件12，其布置成用作插件7的顶部止挡构件。第一弹性保持装置13和第二弹性保持装置14有利地是由弹性唇缘构成的，它们优选地可以在彼此不平行的方向上运动，尤其是在彼此正交的方向上运动，并且在相反的方向上在插件7上施加压力。在图1的该第一变型实施方式中，插件7有利地包括图中没有示出的至少一个螺纹孔，用来接纳用于调节和平衡摆轮的调节螺钉。该调节螺钉可以相对于摆轮轴线3在所述螺纹中径向地运动。在该第二、切向结构中，凹槽8和插件7优选地布置成确保在与摆轮轴线3平行的方向上将插件7插入凹槽8中。
图2的第二变型实施方式示出了这种布置。插件7经由轮辋5的顶面或底面被轴向地驱进或滑动到圆柱形的凹槽8中，该凹槽8部分地由弹性唇缘13构成，该弹性唇缘13还构成了弹性的保持装置10，该弹性的保持装置10形成了一弹簧并且将插件7保持在合适的位置上。该插件7相对于其枢转轴线17具有不平衡性。这种不平衡性可以例如是由于在插件中形成的并且保持为空的中空部15，从而允许工具被插入以执行角向枢转调节。但是，其还可以是由于在这种中空部15或合适的凹槽中装配了密度比插件7大的附加的元件。在一个优选实施方式中，弹性的保持装置10布置成相对于凹槽8中的所述插件7的枢转轴线17在角向枢转位置上将插件7保持在凹槽8中。优选地，该插件的该枢转轴线17与摆轮轴线3平行，如图2-6所示变型中的情形。有利地，正如在图3的第三变型中看出的，弹性的保持装置10布置成，在倾向于使所述保持装置运动离开所述第二、保持位置的压力的作用下，使插件7相对于枢转轴线17在凹槽8内部枢转。该插件7优选地与图2的第二变型类似，是具有不平衡性的类型的，但是其具有做成齿18的形式的互补导向装置9A，该互补导向装置9A与这里由圆柱孔形成的凹槽8的导向装置9协同作用。在该第三变型中，当第二弹性保持装置14或第一弹性保持装置13分别使插件7枢转时，一起构成弹性的保持装置10的第一弹性保持装置13或者第二弹性保持装置14有利地分别用作止爪。这里，第一弹性保持装置13和第二弹性保持装置14优选地也由弹性唇缘构成，它们的方向彼此交叉，它们的端部13A、14A与插件7的外周边上携带的齿18协同作用。该第三变型在围绕插件7的枢转轴线17的两个枢转方向上都能实现双止爪设定调节。分别由弹性唇缘形成的第一弹性保持装置13和第二弹性保持装置14在相反的方向上在插件7上施加转矩。插件7的这种具有周向齿18的布置方式自然可以用在其他变型中，因为其便于在特定的角向位置上的保持。在图5和8中示出的第五变型中，插件7被夹持并封装在至少两个凸缘7A和7B之间，所述至少两个凸缘布置成止靠在所述轮辋5的两个侧面上并且通过永久装配方式彼此组装，例如它们被驱进、被夹子保持、被粘结等，像铆钉、或者螺母和螺栓、或者类似元件一样被布置，从而使通过组装这两个凸缘7A和7B而形成的子组件相对于轮辋5具有最多一个枢转或平移运动的自由度。该实施方式防止了插件7从摆轮I的轮辋5脱开。还可以想到使插件7位于像这些凸缘7A和7B —样的至少两个互补部件中。在一个可以与图2-4的第二、第三或第四变型结合的特殊实施方式中，包含在摆轮装置100中的插件7全部或部分地可以做成如上面所描述的位于两个部件7A和7B中的插件7的形式。为了保留后续的细微调节的可能性，正如在图5中看出的，插件7优选地做成在插入摆轮I中之后具有至少一个可视表面，该可视表面由能够微加工或者经历激光材料去除的材料制成。实际上，一方面必须能够通过调节所述不平衡性而方便地使所述摆轮平衡，另一方面必须能够矫正惯量，并且必须能够尤其是非常精确地调节摆动器频率。摆轮的平衡调节是重要的操作，其需要高平衡精度，数量级为大约微克X Cm。有利地，每个插件7具有特定的形状，以便于单独地或同时地实现:
-方便的平衡调节一由于至少一个平的表面的存在，所述平的表面是通过与摆轮平面4平行的平的“平行表面”形成的，或者是通过与摆轮平面4垂直和与自摆轮轴线3延伸的放射线垂直的平的“端部表面”形成的。相同的插件7可以既包括一个或多个平行表面又包括一个或多个端部表面；-减小的气动阻力，此时，插件7在与摆轮平面4垂直和与通过摆轮轴线3的平面垂直的任何截面中包括辐射状的和/或坡斜的空气动力学轮廓，以减小其在空气中的摩擦。为了限制气动阻力，在可能构成所述插件的部件的任何相对位置上，每个插件7优选地从圆柱范围后退到轮辋5，其中所述部件有利地可包括附加的元件，比如调节螺钉或类似部件。然后，通过研磨或蚀刻或其他方法、或者通过添加材料一如果插件7的可视表面是金属的，则尤其是通过钎焊、焊接或等离子体——容易地在这些表面的其中一个上执行平衡调节。在一个优选实施方式中，连接表面6由至少一个臂20构成。由于硅技术的使用，该臂可以采用任何轮廓，尤其是弯曲的或其他轮廓。其还可以包括更轻的部分，该更轻的部分可能横贯、也可能不横贯例如采取三角形开口形式的臂，所述三角形开口提供了刚度，但又能实现重量上的显著降低。图5示出了具有以沿直径方向相对的对的形式的整数数目的臂的方式。图7示出了具有臂20的示例性实施方式，该臂20包括混合的穿孔结构，其具有由肋30分开的、穿过连接表面6 (尤其是臂20)的整个厚度的开口 29和/或仅穿过连接表面6 (尤其是臂20)的部分厚度(例如该表面的三分之一)的盲开口 31，每个盲开口通过具有相当厚度的连接板与位于臂20的另一侧面上的另一类似的盲开口分开。所获得的良好的三角剖分能实现显著的质量节省。对于机械阻力和转矩阻力而言非常重要的横向部分30可以通过利用有限元的传统的计算方法来确定。当然，轮辋5的环形部分也可以以类似的方式被穿孔。如果希望设置连续的连接表面6，比如盘或类似物，也是一样的。为了进一步减轻摆轮，轮辋5可以在其外周边上或在轮辋5的内部部分上包括一个或多个切去部分23。通过图9-11中示出的第六变型进一步图示出了本发明的第一、径向结构，其中插件7相对于摆轮轴线3沿径向插入和调节，插件7由在图11中可见的调节螺钉23构成。该调节螺钉23与基本位于摆轮I的中间平面4A中的彼此相对地定位的螺纹路径部分21和21A协同作用。在优选地由硅制成的摆轮中，在制作彼此相对的两个直齿22和22A时，通过制作一渐变部段(d6pouille，taper)来获得这些螺纹路径部分21和21A，该渐变部段的形状以与具有基本圆形轮廓的凹槽类似。通过“DRIE”方法产生坡斜的渐变部段或者这种形状的渐变部段，这种形状的渐变部段在这里是优选的，因为当与做成至少一个弹性唇缘13形式的弹性的保持装置结合时，该形状能够使调节螺钉23被夹紧。所述螺钉23的螺纹25以传统的方式分别与具有渐变轮廓的齿元件28、28A协同作用，所述具有渐变轮廓的齿元件28、28A是当在垂直于平面4A的方向上做出圆形的渐变部段时产生的，其分别再产生出直齿元件21和21A。简言之，这些齿元件28和28A正确地再产生出截头螺纹。对于由金或类似材料制成且设有调节狭槽24或类似物的调节螺钉23的选择使得能够实现精确的调节。该调节螺钉23通过合适尺寸的弹性唇缘13或者多个唇缘(如果存在多于一个的唇缘，例如在凹槽8的两侧上)而被拧入其凹槽8中。参照第六变型，调节螺钉23还可以由带花键的轴代替，该轴与此时替代齿元件28、28A的凹口或凹槽41协同作用。在图12-14中示出的第七有利变型中图示了这种结构。该第七变型在插件40的每一侧上包括至少一个弹性唇缘42、43。这些弹性唇缘42、43通过狭槽44、45进行布置。当然，该第七变型也可以采用第六变型的结构，其中一调节螺钉与两侧上的、此时分别由两个弹性唇缘42、43携带的齿元件协同作用。应该注意的是，该带花键或凹口或滚花的轴40不必然是回转的。它们尤其可以具有方形截面或包含平行成对的面的截面。这种布置在带凹口的壁之间的花键式的或类似的插件的方案是尤其经济的实施方式，其中至少一个所述壁是弹性唇缘，优选地两个带凹口或花键的壁是弹性唇缘。还可以利用构成可变形层的表面涂层来改进该第六或第七变型，所述可变形层允许塑性变形，其具有低弹性模量，该低弹性模量比基底材料尤其是硅及其复合物的弹性模量低。优选地，与娃或其复合物结合，该表面涂层的杨氏模量选择成低于8GPa,优选地低于4GPa。该可变形层尤其可以由气相沉积聚合物层构成。该表面涂层必须选择成其与基底材料尤其是硅和硅复合物具有良好的亲和力，并且还可以用于直接构成用于插件7或调节螺钉23的凹槽8。本发明还涉及一种结合有根据上面所述的任意实施方式和任意变型所述的至少一个这样的摆轮I或至少一个这样的摆轮装置100的游丝摆轮组件。本发明还涉及一种结合有至少一个这样的游丝摆轮组件或至少一个这样的摆轮I或至少一个这样的摆轮装置100的钟表。与具有类似惯量的传统结构的摆轮所能实现的效果相比，硅的使用使得能够实现显著更大的直径尺寸。硅的高级别的弹性对于制造本发明的弹性的保持装置10是尤其有利的。对于硅的选择特别地使得弹性的保持装置10能够被构造在轮辋5中，尤其是以弹性唇缘13或14的形式。同样，止爪形式的止挡装置可以与设置在硅轮辋中的此类薄片或
弹簧结合。由于在成形期间的极好的分辨率，对于硅或通过“LIGA”方法获得的合金或通常从MEMS技术获得的合金的这种选择确保了轮辋5非常精确的几何形状，并从而防止了易于造成摆动和不利地影响摆动器的正确操作的任何间隙。此外，对于硅的选择使得能够实现将蚀刻剂和装饰品插入摆轮中和要处理的表面构造中。优选地，每个插件7和/或每个调节螺钉23的每个部件是由如下材料制成的，该材料是:重金属、或青铜或铍、或金或钼或钽或钥、或其氧化物或氮化物或其合金、或以其为基础的一种合成物。由于本发明，对于结合有根据本发明的硅摆轮游丝和摆轮或摆轮装置的摆动器而言，可以获得接近500的测量到的品质因数。这种高的品质因数和由插件提供的设定和调节的可能性之间的结合使得能够省去对于变址组件的需求，这些插件除了它们的实际的调节功能之外，还执行新的功能，即，在平衡调节和频率设定操作期间用作用于添加或移除材料的加工平台。摆轮的设计使得能够实现对于结合有该摆轮的游丝摆轮组件的摆动频率的非常精确的调节。对于摆轮的设定和调节是非常精确的，并且使摆轮能够用在IOHz或更高的高频率的摆动器中。因此很好地实现了本发明提出的所要实现的目的。
权利要求
1.关于钟表的摆轮(I)，具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，所述摆轮一方面包括摆轮(1)，所述摆轮包括布置成用于与一心轴协同作用的轮毂(2)和通过至少一个连接表面(6 )连接到所述轮毂(2 )的周向的连续或不连续的轮辋(5 )，所述心轴围绕与摆轮平面(4)垂直的摆轮轴线(3)枢转，所述摆轮(I)在所述轮辋(5)的外周边上包括至少一个凹槽(8)，以用于接纳至少一个插件(7)，所述插件(7)包括互补导向装置(9A)，该互补导向装置的轮廓与包含在所述凹槽(8)内的导向装置(9)互补，其特征在于，所述凹槽(8)包括弹性的保持装置(10)，以用于在所述插件(7)插入所述凹槽(8)之后将所述插件(7)保持就位在所述凹槽(8)中，所述弹性的保持装置(10)包括至少两个弹性唇缘(13，14)，所述弹性唇缘在所述插件(7)的两侧上延伸，以便在所述插件(7)上沿相反的方向施加压力或转矩。
2.根据权利要求1所述的摆轮(I)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)构造在所述摆轮(I)的所述轮辋(5 )内，并且布置成相对于所述摆轮轴线(3 )在径向方向上将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内，以用于所述插件(7)的径向调节。
3.根据权利要求1或2所述的摆轮(I)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)构造在所述摆轮(I)的所述轮辋(5 )内，并且布置成相对于所述摆轮轴线(3 )在径向方向上将所述插件(7 )保持在所述凹槽(8 )内，此时，所述弹性的保持装置(10 )通过形成一支承表面(11)而构成推力作用装置，所述支承表面倾向于将所述插件(7)推靠到设置在所述凹槽(8)中的至少一个固定的或弹性的止挡构件(12)上。
4.根据权利要求1所述的摆轮(I)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)构造在所述摆轮(I)的所述轮辋(5)内，并且布置成相对于所述轮辋(5)在切向方向上将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的摆轮(1)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)构造在所述 摆轮(I)的所述轮辋(5)内，并且布置成相对于所述摆轮轴线(3)在径向方向上和相对于所述轮辋(5)在切向方向上将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的摆轮(1)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)包括第一弹性保持装置(13)和第二弹性保持装置(14)，当所述第二弹性保持装置(14)或所述第一弹性保持装置(13)使所述插件(7)枢转时，所述第一弹性保持装置(13)和所述第二弹性保持装置(14)分别用作止爪。
7.根据前述权利要求中任一项所述的摆轮(1)，其特征在于，所述轮辋(5)与所述连接表面(6 )和所述轮毂(2 )一起用可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或从MEMS技术获得的合金、或通过“LIGA”方法获得的合金做成单个部件。
8.关于钟表的摆轮装置(100)，具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，所述摆轮装置一方面包括摆轮(I )，另一方面包括至少一个插件(7)，所述摆轮(I)包括至少一个具有导向装置(9)的凹槽(8)，所述插件(7)包括互补导向装置(9A)，该互补导向装置(9A)的轮廓与所述导向装置(9)互补，所述摆轮(I)和/或所述插件(7)包括弹性的保持装置(10)，该弹性的保持装置布置成，在所述弹性的保持装置(10)被施压的第一、插入位置上允许所述插件(7)插入所述凹槽(8)中，而在所述弹性的保持装置(10)被释放的第二、保持位置上防止所述插件(7)从所述凹槽(8)移除；通过将所述弹性的保持装置(10)压入第一、插入位置上，所述插件(7)能够被插入所述凹槽(8)中；在每个所述插件(7)完全插入其每个所述凹槽(8)中之后，所述弹性的保持装置(10)能够被释放到所述第二、保持位置上，以将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内，其特征在于，所述摆轮(I)根据任一前述权利要求所述进行构造，并且包括所述弹性的保持装置(10)，所述弹性的保持装置(10)包括至少两个弹性唇缘(13，14)，所述弹性唇缘在所述插件(7)的两侧上延伸，以便在相反的方向上在所述插件(7)上施加压力或转矩。
9.根据前一权利要求所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述插件(7)设有弹性的保持装置(10)，该弹性的保持装置(10)布置成，在所述弹性的保持装置(10)被施压的第一、插入位置上允许所述插件(7)插入所述凹槽(8)中，而在所述弹性的保持装置(10)被释放的第二、保持位置上防止所述插件(7)从所述凹槽(8)移除。
10.根据权利要求8所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述插件(7)是刚性的。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述插件(7)被夹持和封装在至少两个凸缘(7A;7B)之间，所述凸缘布置成止靠在所述轮辋(5)的两个侧面上，并且通过永久装配方式彼此组装，从而使通过组装所述两个凸缘(7A;7B)而构成的子组件相对于所述轮辋(5)具有最多一个枢转或平移运动的自由度。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述插件(7)布置成在插入所述摆轮(I)中之后具有至少一个可视表面，所述可视表面由能够微加工或经历激光材料去除的材料制成。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，在所述第二、保持位置上，所述导向装置(9)和所述互补导向装置(9A)布置成允许所述插件(7)在所述凹槽(8)内平移运动和/或通过枢转而运动。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)布置成相对于所述凹槽(8)中的所述插件(7)的枢转轴线(17)在角向枢转位置上将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内。
15.根据权利要求8-14中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)布置成相对于所述凹槽(8)中的所述插件(7)的枢转轴线(17)在角向枢转位置上将所述插件(7)保持在所述凹槽(8)内，所述插件(7)的所述互补导向装置(9A)构造成位于所述插件(7)的外周边处的齿(18)的形式，所述齿(18)与所述弹性唇缘(13，14)的端部(13A;14A)协同作用， 所述弹性唇缘(13，14)的方向是彼此交叉的。
16.根据前一权利要求所述的摆轮装置(100)，其特征在于，当第二弹性保持装置(14)或第一弹性保持装置(13)使所述插件(7)枢转时，所述第一弹性保持装置(13)和所述第二弹性保持装置(14)分别用作止爪，以便在围绕所述插件(7)的枢转轴线(17)的两个枢转方向上都实现双止爪设定调节。
17.根据权利要求8-16中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述弹性的保持装置(10)布置成，在倾向于使所述弹性装置运动离开所述第二、保持位置的压力的作用下，使所述插件(7)在所述凹槽(8)内相对于所述凹槽(8)中的所述插件(7)的枢转轴线(17)枢转。
18.根据权利要求8-17中任一项所述的摆轮装置(100)，其特征在于，所述插件(7)由调节螺钉(23)或带花键的轴(40)构成，所述调节螺钉(23)或者所述带花键的轴(40)分别与位于两个相对的弹性唇缘(13，14)上的彼此相对地定位的螺纹路径部分(21，21A)或者凹口或凹槽(41)协同作用，以便在调节之后保持所述插件(7)。
19.合有至少一个根据权利要求1-7中任一项所述的摆轮(I)、或至少一个根据权利要求8-18中任一项所述的摆轮装置(100)的游丝摆轮组件，其特征在于，所述轮辋(5)与所述连接表面(6 )和所述轮毂(2 ) —起由可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合物、或从MEMS技术获得的合金、或通过“LIGA”方法获得的合金做成单个部件。
20.合有至少一个根据前一权利要求所述的游丝摆轮组件、或至少一个根据权利要求1-7中任一项所述的摆轮(I)、或至少一个根据权利要求8-18中任一项所述的摆轮装置(100)的钟表，其特征在于，所述轮辋(5)与所述连接表面(6)和所述轮毂(2)—起由可微加工材料、或硅、或石英、或它们的复合 物、或从MEMS技术获得的合金、或通过“LIGA”方法获得的合金做成单个部件。
全文摘要
本发明涉及一种用于钟表的摆轮装置(100)，其具有用于调节其惯量和/或平衡和/或摆动频率的惯量调节，包括摆轮(1)，具有插件(7)，该插件插入在轮辋(5)的凹槽(8)中，该轮辋通过连接表面(6)连接到轮毂(2)上。所述摆轮(1)在其轮辋(5)处包括弹性的保持装置(10)，该弹性的保持装置包括两个相对的弹性唇缘(13，14)，在被施压时能使所述插件(7)被插入所述凹槽(8)中，而在被释放时能防止所述插件从所述凹槽(8)移除。本发明还涉及一种结合有这种摆轮的游丝摆轮组件或钟表。
文档编号G04B17/06GK103097966SQ201180035313
公开日2013年5月8日 申请日期2011年7月5日 优先权日2010年7月19日
发明者D·马利特, F·托勒, P·巴图洛, D·文森特, E·格拉夫, P·博格尔, P·卡森 申请人:尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司