用于钟表机芯的主发条及其制造方法与流程

本发明涉及一种制造用于钟表机芯的主发条的方法和主发条两者。

本发明还涉及设置有这种主发条的钟表机芯以及包括这种钟表机芯的钟表。

背景技术：

在现有技术中，制造用于钟表机芯的主发条的方法传统上包括形成金属发条的初始步骤，所述初始步骤包括通过拉丝工艺获得金属丝的子步骤和轧制所获得的金属丝的子步骤。这种方法通常包括在条带的内端部制造矩形开口(称为“孔”)的单独步骤，所述开口被布置成与机芯的中间圆柱部分的钩接部配合，所述中间圆柱部分被称为发条盒心轴“芯部”。这些方法因此包括制成形成为围绕发条盒心轴的第一圈的孔眼或环圈的步骤，以便允许发条安装在发条盒心轴上。

然而，这种方法只允许主发条由有限数量的材料制成。事实上，这些方法不适合于例如制造由电镀材料形成的主发条。因此，需要开发没有这些缺点的主发条制造方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是通过提出一种使用多种材料制造设置有初始钩接区域的主发条的方法来克服上述缺陷中的全部或部分，所述初始钩接区域参与所述部件的三维成形，所述部件具有特别是由于其小的尺寸和/或其特定形状导致的制造复杂性。

为此目的，本发明涉及一种制造用于钟表的机芯的主发条的方法，该方法包括制造螺旋金属条带和在所述条带的内端部的内表面上的钩接区域的步骤，所述钩接区域包括至少一个成形部分(shapedportion)和/或至少一个凹腔，所述制造步骤没有任何轧制阶段和/或任何冲压阶段。

在其它实施例中:

-所述制造步骤包括通过电成型形成螺旋金属条带和钩接区域的子步骤；

-所述形成子步骤包括:

·通过光刻法在衬底上形成包括至少一个层级(level)的模具的阶段；

·通过电沉积金属材料填充模具的所述至少一个层级的阶段，以及

·从包括钩接区域的模具和从衬底释放条带以形成主发条的阶段；

-通过从晶片(wafer)形式的金属衬底上去除材料来形成螺旋金属条带和钩接区域的子步骤；

-去除材料是通过光刻和/或雕刻/化学蚀刻和/或激光切割和/或深反应离子刻蚀技术实现的；

-所述制造步骤包括通过金属添加制造技术形成螺旋金属条带和钩接区域的子步骤。

本发明还涉及一种能够通过该方法获得的用于钟表机芯的主发条。

在其它实施例中:

-该发条包括螺旋金属条带和在所述条带的内端部的内表面中形成的钩接区域，所述钩接区域具有包含在所述内端部的所述内表面中的至少一个成形部分和/或至少一个凹腔；

-所述内端部具有包括所述钩接区域的第一内圈；

-所述内端部具有包括所述钩接区域的固定芯部(fixedcore)；

-所述凹腔具有基部和侧壁，所述侧壁均与所述基部形成锐角；

-所述凹腔的深度基本大于或严格大于条带厚度的一半。

本发明还涉及包括这种主发条的钟表机芯。

有利的是，所述钟表机芯包括发条盒心轴，该发条盒心轴设置有周向壁，该周向壁具有包括至少一个成形部分和/或至少一个凹腔的连接区域，所述至少一个成形部分和/或至少一个凹腔能够与主发条的钩接区域的至少一个凹腔和/或至少一个成形部分配合，以帮助将所述主发条保持在所述发条盒心轴上。

特别地，在这种钟表机芯中:

-在连接区域中的凹腔能够与钩接区域的成形部分配合，和/或

-连接区域的成形部分能够与钩接区域的凹腔配合。

本发明还涉及一种包括这种钟表机芯的钟表。

因此，作为这些特征的结果，该制造方法使得能够由多种材料、特别是不能经受轧制和/或冲压过程的材料制造主发条，尤其是关于形成所述主发条的钩接区域，其特别是因为小的尺寸和/或特定形状而需要非常高的精度。

附图说明

参考附图，通过以非限制性说明给出的以下描述，其它特征和优点将会清楚地显现出来，其中:

图1是根据本发明第一实施例的钟表机芯的主发条的示意图。

图2是根据本发明第一实施例的包括第一内圈的主发条的内端部的示意图，该第一内圈设置有包括凹腔的钩接区域。

图3是根据本发明第二实施例的包括固定芯部的主发条的内端部的示意图，该固定芯部设置有包括凹腔的钩接区域。

图4是根据本发明第三实施例的用于钟表机芯的主发条的示意图。

图5是根据本发明第三实施例的包括第一内圈的主发条的内端部的示意图，该第一内圈设置有包括成形部分的钩接区域。

图6是根据本发明第四实施例的包括固定芯部的主发条的内端部的示意图，该固定芯部设置有包括成形部分的钩接区域。

图7是根据本发明第五实施例的包括固定芯部的主发条的内端部的示意图，该固定芯部设置有包括凹腔和成形部分的钩接区域。

图8是与用于制造主发条的方法相关的逻辑图。

图9是包括所述钟表机芯的钟表的示意图，该钟表机芯设置有与发条盒心轴配合的主发条的第一至第五实施例中的一个实施例。

具体实施方式

参照图1至图7和图9，本发明涉及钟表100(例如手表)的钟表机芯1000的主发条1a、1b、1c、1d、1e。这种主发条1a、1b、1c、1d、1e能够与钟表机芯1000的发条盒心轴2配合，因为它在其内端部6处钩接在发条盒心轴2上。实际上，在下面描述的本发明的各种实施例中，主发条1a、1b、1c、1d、1e的第一内圈8或固定芯部9形成孔眼或环圈，该孔眼或环圈在形状上是基本环形的并且被布置成钩接到在发条盒心轴2的芯部上形成的连接区域。

在图1至7中可见的该主发条1a、1b、1c、1d、1e的第一至第五实施例中，主发条1a、1b、1c、1d、1e是单件式部件，其包括围绕自身缠绕的螺旋金属条带3(也被称为条带3)以及钩接区域4a、4b、4c、4d、4e。该条带3包括内端部6，在内端部6中形成钩接区域4a、4b、4c、4d、4e。该钩接区域4a、4b、4c、4d、4e布置在内端部6的内表面5上，并且包括至少一个成形部分7a和/或至少一个凹腔7b。

更具体地，在图1和2中可见的主发条1a的第一实施例中，内端部6包括第一内圈8，该第一内圈8包括设有单个凹腔7b的所述钩接区域4a。在示出该主发条1b的第二实施例的图3中，内端部6包括固定芯部9，该固定芯部9包括也设置有单个凹腔7b的所述钩接区域4b。在这两个实施例中，凹腔7b与条带3成一体。凹腔7b具有基部10和侧壁11，所述侧壁11分别优选地与所述基部10形成锐角。在这种构型中，凹腔7b的深度p基本大于或严格大于所述条带3的厚度e的一半。还将注意到，凹腔7b的基部10与条带3成一体。

在图4和5中可见的主发条1c的第三实施例中，内端部6具有第一内圈8，该第一内圈8包括设置有单个成形部分7a的所述钩接区域4c。在图6中可见的所述主发条1d的第四实施例中，内端部6具有上述固定芯部9，该固定芯部9包括也设置有单个成形部分7a的所述钩接区域4。在这两个实施例中，成形部分7a是条带3的内端部6的内表面5上的厚度增加的部分。如图4至图7所示，取决于相关实施例，该成形部分7a以基本均匀的厚度朝向第一内圈8或固定芯部9的中心径向延伸。

在图7所示的所述主发条1e的第五实施例中，主发条1e的内端部6包括固定芯部9，该固定芯部9设置有包括凹腔7b和成形部分7a的钩接区域4d。

在第一和第三实施例中，应当注意，成形部分7a和凹腔7b分别紧邻第一内圈8的自由端形成。在该构型中，第一内圈8的自由端具有与所述第一内圈8的其余部分基本相同的横截面。该横截面的表面积大于凹腔7b的表面积并且小于成形部分7a的横截面的表面积。

在所述主发条1b、1d、1e的第二、第四和第五实施例中，固定芯部9可以是内桩，所述内桩与条带3成一体并且用于例如与发条盒心轴的芯部或者更一般地与枢转心轴配合，所述枢转心轴诸如发条盒心轴2。

在主发条1a、1b、1c、1d、1e的这些不同实施例中，钩接区域4a、4b、4c、4d、4e可以包括多个凹腔7b或多个成形部分7a，或者凹腔7b和成形部分7a的组合。所述多个凹腔7b和成形部分7a中的以及所述组合中的凹腔7b和/或成形部分7a布置在主发条1a、1b、1c、1d、1e的内端部6的内表面5上，并且特别是取决于所涉及的实施例，布置在第一内圈8或固定芯部9中形成的所述内表面5的全部或一部分上。

此外，因而可以理解的是，该发条1a、1b、1c、1d、1e的单件式结构避免了由于设置有至少一个凹腔7b和/或至少一个成形部分7a的钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的小的尺寸而引起的任何缺陷。此外，将注意到，该钩接区域4a、4b、4c、4d、4e关于主发条1a、1b、1c、1d、1e的条带总是完美地定位。该钩接区域4a、4b、4c、4d、4e与条带3成一体，并且用于例如与发条盒心轴2的芯部的连接区域配合。这种结构使得可以非常精确地确定钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的尺寸，即凹腔7b或成形部分7a的尺寸，以及其在条带3的内端部6上的位置。

因此，如已经提到的，钟表机芯1000的发条盒心轴2具有芯部，该芯部的周向壁设置有连接区域。必须具有与钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的形状互补的形状的该连接区域具体地布置成与主发条1a、1b、1c、1d、1e的这种钩接区域4a、4b、4c、4d、4e配合，以用于将主发条1a、1b、1c、1d、1e可拆卸地附接/组装到发条盒心轴2。实际上，该连接区域也包括至少一个成形部分和/或至少一个凹腔，该至少一个成形部分和/或至少一个凹腔能够特别是通过互锁或卡扣配合与主发条1a、1b、1c、1d、1e的至少一个凹腔7b和/或至少一个成形部分7a配合，从而有助于将主发条1a、1b、1c、1d、1e保持在发条盒心轴2上。举例来说，连接区域的成形部分能够与钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的凹腔7b配合，因为所述凹腔7b具有与所述成形部分的形状互补的形状。同样，连接区域的凹腔能够与钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的成形部分7a配合，因为所述成形部分7a具有与所述凹腔的形状互补的形状。

参照图8，本发明还涉及一种用于制造所述主发条1a、1b、1c、1d、1e的方法，包括制造螺旋金属条带3和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的步骤12，所述钩接区域包括至少一个成形部分7a和/或至少一个凹腔7b。该制造步骤12基本同时或同时参与条带3的形成和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的形成，所述钩接区域在所述条带3的内端部6的内表面5中形成。在该方法中，制造主发条1a、1b、1c、1d、1e的该步骤12不包括轧制阶段和/或冲压阶段。

在该方法的第一变型中，制造步骤12包括通过电成型形成螺旋金属条带3和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的子步骤13a。在子步骤13a中，主要电成型步骤包括形成模具，然后使用材料例如通过电铸过程填充模具。这种类型的电成型通过来自德语术语“galvanoformung,abformung”的缩写“l.i.g.a”为人所知。更具体地说，该子步骤13a包括初始阶段14，所述初始阶段14包括提供具有导电上层的衬底。该导电上层可以通过在绝缘材料上沉积导电材料来获得，或者通过衬底由导电材料形成来获得。此后，子步骤13a包括通过光刻法在衬底上制造包括至少一个层级的模具的阶段15。取决于l.i.g.a过程的类型，模具实际上可以只有一个在被填充之前完全形成的层级，或者有几个层级，使得模具的每一个层级在移动到下一个层级之前被形成和填充。当然，可以设想能够形成具有至少一个层级的单件式主发条1a至1e的任何类型的电成型过程(l.i.g.a或其它)。应当注意，在该模具制造阶段15中，例如使用树脂通过光刻法形成单个模具层级。此外，在该模具内形成至少一个凹腔，该凹腔的成形部分对应于未来的主发条1a、1b、1c、1d、1e的图案，即，取决于主发条1a至1e的相关实施例，所述主发条的钩接区域4a、4b、4c、4d、4e结合在第一环圈或固定芯部9的内表面5中。在此第一变型中，该方法的子步骤13a然后包括通过电沉积金属材料来填充模具的层级的阶段16。因而在该阶段16中，使用所述金属材料填充具有与未来的主发条1a、1b、1c、1d、1e的图案相应的形状的所述至少一个凹腔。此后，子步骤13a包括从模具和从衬底释放设置有钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的条带3以便形成主发条1a、1b、1c、1d、1e的阶段17。优选地，根据本发明，沉积的金属材料是镍磷合金，一般具有基本12％的磷(nip12)。事实上，人们发现使用这种类型的合金制造主发条是令人满意的，因为它的弹性模量约为90gpa，弹性极限约为1700mpa。

在该方法的第二变型中，制造步骤12包括子步骤13b，该子步骤13b通过从晶片形式的金属衬底去除材料来形成螺旋金属条带3和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e。在这种情况下，去除材料是通过光刻和/或雕刻/化学蚀刻和/或激光切割的技术实现的。此外，drie(“deepreactiveionetching”深反应离子蚀刻)技术也可用于子步骤13b中，特别是当要形成的金属条带由诸如硅或某些陶瓷的材料制成时。在子步骤13b中，条带3和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e从共同的金属衬底上切出。从其上去除材料的衬底可以由单一材料制成，所述单一材料例如是硅，或者本领域技术人员认为适合于这种主发条应用的任何其它可变形材料。例如，衬底可以由氧化硅、石英或它们的复合物(compound)之一、微晶材料和/或这些材料的组合制成。在一个变型中，衬底包括两层或更多层不同材料。在另一变型中，衬底是中空的。优选地，应指出衬底理想情况下是平面的。在一个变型中，可以挤压共同的衬底以制造三维拓扑结构。在另一变型中，主发条1a、1b、1c、1d、1e由多层衬底形成，其中这些层由多种材料或同一材料形成。

在该方法的第三变型中，制造步骤12包括通过金属添加制造技术形成螺旋金属条带3和钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的子步骤13c。这种金属添加制造技术例如实施已知的现有技术，因此这里将不再详细描述，例如:

-选择性激光熔化/烧结工艺(slm/sls)，

-激光金属沉积工艺(lmd)，或

-电子束熔化工艺(ebm)。

因此很明显，在这些不同的变型中，该制造方法没有提供用于使条带3形成主发条1a、1b、1c、1d、1e和所述主发条1a-1e的钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的凹腔7b和/或成形部分7a的单独步骤。实际上，凹腔7b和/或成形部分7a与主发条1a至1e的条带3基本同时或同时直接形成。取决于期望的实施例，此优点显然适用于包括钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的固定芯部9。在这种情况下，钩接区域4a、4b、4c、4d、4e的凹腔7b和/或成形部分7a关于条带3在结构上总是完美定位。