專(zhuān)利名稱(chēng)：用于鐘表機(jī)芯的擺輪機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鐘表機(jī)芯的擺輪機(jī)構(gòu)(balance)，該擺輪機(jī)構(gòu)包括一軸桿(staff)、一輪緣以及將該輪緣連接到該軸桿的臂部，并且該擺輪機(jī)構(gòu)用于與一游絲相互作用，從而以一種常規(guī)方式形成決定鐘表尤其是手表機(jī)芯的基本頻率的機(jī)械振蕩器。例如CH專(zhuān)利No.494992中示出了這種類(lèi)型的擺輪機(jī)構(gòu)的一種已知結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，在用于手表機(jī)芯的擺輪機(jī)構(gòu)中，包括輪緣(或輪箍)以及臂部的輪形部件由銅基合金，尤其是鈹銅合金、德銀或鎳制成。這種合金具有一種有利的特性組合，尤其包括其非磁特性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及足夠的機(jī)械特性。這些合金的密度大于8kg/dm3。它們的熱膨脹系數(shù)不是特別有利，其對(duì)于CuBe(鈹銅合金)約為17×10-6/℃，對(duì)于鎳約為15×10-6/℃，而對(duì)于鎳銀(德銀)約為21×10-6/℃。
游絲擺輪振蕩器的振蕩頻率f給定為1/f＝2π×(I/M)0.5。其中I為擺輪機(jī)構(gòu)繞其旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的慣性矩，M為游絲的彈性扭矩，用Nm/rad表示。手表振蕩器的一般頻率以0.5Hz的步幅從2.5Hz擴(kuò)展到5Hz，以使一秒的周期對(duì)應(yīng)于整數(shù)次的振蕩器振動(dòng)。這樣就設(shè)計(jì)出用于一給定頻率的機(jī)芯，并且該游絲擺輪組件必須具有該頻率。從上面的公式中可以看出，相關(guān)的擺輪機(jī)構(gòu)參數(shù)是慣性矩。由于擺輪機(jī)構(gòu)的臂部在慣性矩中所占分量很小，所以慣性矩首先取決于輪緣的尺寸(直徑以及橫截面)和密度。
在某些情況下，例如出于美觀(guān)的原因，手表機(jī)芯的設(shè)計(jì)者可能希望使用一較大直徑的擺輪機(jī)構(gòu)?？s小輪緣的截面或者使用一密度較低的材料都可在不改變慣性矩的條件下增加其直徑。在這兩種情況下，擺輪機(jī)構(gòu)的質(zhì)量將減小，這減少了軸承中的摩擦，從而減少了由機(jī)芯(垂直和水平)位置所造成的對(duì)擺輪機(jī)構(gòu)等時(shí)性/同步性的干擾。然而，截面縮小的輪緣會(huì)變得過(guò)于薄弱，尤其在它必須承載調(diào)整螺釘(adjusting screw)時(shí)更是如此。因此可使用較輕的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。
FR專(zhuān)利No.1275357通過(guò)將由輕金屬例如鋁制成的輪緣與一輪形彈性支承元件相結(jié)合而提供了一種重量減輕的手表機(jī)芯，其中該輪形彈性支承元件由一圓環(huán)和輻條/臂部形成，該圓環(huán)具有用于將該圓環(huán)固定到輪緣上的外部凸片。這使得可用例如一彈簧鋼制成具有高機(jī)械特性的擺輪。在FR專(zhuān)利No.1301938中提供了一種類(lèi)似的方案，但它沒(méi)有任何固定凸片。
然而，這種包括由不同材料制成的兩個(gè)部件的擺輪結(jié)構(gòu)不能確保與單個(gè)部件結(jié)構(gòu)一樣的形狀耐久性和穩(wěn)定性，這尤其是因?yàn)殇摗X基合金和銅基合金之間的熱膨脹區(qū)別很大。它們所能引起的這些膨脹和變形大大改變了慣性矩，并從而改變了振蕩頻率，尤其是在輪緣由鋁制成的情況下更是如此。此外，在這種兩部件結(jié)構(gòu)的情況下，很難使輪緣關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)正確定(中)心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是制造一種游絲擺輪振蕩器，該振蕩器的直徑比相同頻率的普通振蕩器大，或者頻率比相同尺寸的普通振蕩器高，從而可避免上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)具體目的是在相對(duì)于溫度變化保持足夠的機(jī)械抗性和良好的尺寸穩(wěn)定性的同時(shí)使擺輪機(jī)構(gòu)更輕。
因此，根據(jù)本發(fā)明的擺輪機(jī)構(gòu)的特征在于，該輪緣和臂部由鈦或鈦基合金制成。優(yōu)選地，該輪緣和臂部形成為單獨(dú)一個(gè)部件，這相對(duì)于上述兩個(gè)法國(guó)專(zhuān)利來(lái)說(shuō)非常有利，但是也可分別制造這些部件，然后通過(guò)焊接或其它方式將它們組裝起來(lái)。
直到現(xiàn)在，人們還從未設(shè)想從其它輕金屬中選擇鈦以制造手表擺輪，而鋁已經(jīng)使用了數(shù)十年，這可能是由于預(yù)期的加工困難造成的。1968年公布的實(shí)用新型DE 1987070中提出可使用一輕金屬例如鋁或鈦來(lái)代替鈹銅合金以形成一手表擒縱輪，該擒縱輪是一種轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)慢的平緣輪。然而，據(jù)我們所知，工業(yè)上并沒(méi)有將鈦用于這種輪中。此外，形成擺輪的材料所需具備的物理特性與手表或鐘表機(jī)芯的其它輪很不相同或比它們要求高。令人驚奇的是，選擇鈦用于這一特定應(yīng)用顯示出許多技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)非磁特性、低密度、高機(jī)械抗性、低熱膨脹系數(shù)以及耐腐蝕性，這些優(yōu)勢(shì)使得可制成重量既輕質(zhì)量又高的擺輪。與鈹銅合金相比，在具有同等優(yōu)良的機(jī)械特性的同時(shí)，鈦幾乎比它輕兩倍而熱膨脹只是它的一半；與鋁相比，鈦稍重一些，但機(jī)械特性比鋁好得多且熱膨脹是鋁的三分之一。因此，本發(fā)明可將擺輪形成為一具有較輕輪緣的單個(gè)部件——盡管該擺輪的尺寸較大，同時(shí)其臂部薄且有彈性并足夠堅(jiān)固。
此外，與由常規(guī)材料制成的具有較薄輪緣的擺輪相比，由鈦制成的同樣直徑的擺輪可具有較高(在與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)平行的方向上)的輪緣，這使得可在輪緣上設(shè)置用于調(diào)整螺釘?shù)穆菁y孔，這在由常規(guī)材料制成的輪緣上是不可能的。


從下面對(duì)用于一具有鈦擺輪的手表機(jī)芯的擺輪機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的說(shuō)明中，可以看到本發(fā)明的其它特征，該說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明的非限定性示例給出并參照附圖，其中圖1是該擺輪機(jī)構(gòu)的透視圖；以及圖2是沿圖1中II-II線(xiàn)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和2中所示的擺輪機(jī)構(gòu)1包括一支承一擺輪的常規(guī)鋼軸桿2，該擺輪包括一輪緣3以及例如與該輪緣形成一體的三個(gè)臂部4。由于上文說(shuō)明的重量輕的原因，該部件由鈦或鈦基合金制成。臂部4從一穿孔的中心部分5呈輻射狀伸出，該中心部分被推壓在軸桿2的一臺(tái)階6上并緊靠一軸肩7。軸桿2還以一種常規(guī)方式支承一用于固定未示出的游絲的游絲固定環(huán)(collet)8，以及一用于與一擒縱機(jī)構(gòu)桿配合操作的雙滾(double roller)9。
例如，可使用下列合金2級(jí)鈦AFNOR T40(鐵0.25％，氧0.048％，碳0.06％，氮0.05％，氫0.013％，其余為鈦)；5級(jí)鈦AFNOR TA6V6E2(鋁5.5％，釩5.5％，鐵0.6％，氮0.04％，錫2％，銅0.6％，其余為鈦)由于鈦的密度低，所以輪緣3-在本例中為梯形截面-的高度、厚度和抵抗性足以使其包含用于在需要時(shí)容納調(diào)整螺釘?shù)穆菁y孔。在本例中，該擺輪機(jī)構(gòu)不是通過(guò)調(diào)整螺釘，而是通過(guò)輪緣外表面中銑出的凹部11來(lái)進(jìn)行平衡。
根據(jù)這一思想即用鈦(密度4.5kg/dm3)制成擺輪機(jī)構(gòu)1以使其直徑大于具有相同慣性矩并保持相同輪緣截面的常規(guī)鈹銅合金(密度8.25kg/dm3)的擺輪直徑，可以計(jì)算出鈦擺輪機(jī)構(gòu)輪緣的平均半徑將擴(kuò)大22％。因此從美觀(guān)的角度來(lái)看，所獲得的效果是顯著的，同時(shí)在輪緣的機(jī)械特性上不會(huì)造成任何損失。
權(quán)利要求
1.一種用于手表或鐘表的擺輪機(jī)構(gòu)(1)，該擺輪機(jī)構(gòu)包括一軸桿(2)、一輪緣(3)以及將該輪緣連接到該軸桿的臂部(4)，其特征在于，該輪緣和該臂部由鈦或鈦基合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的擺輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述輪緣(3)以及所述臂部(4)形成為一體部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的擺輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軸桿(2)由鋼制成。
全文摘要
為使輪形擺輪機(jī)構(gòu)(1)更輕，同時(shí)相對(duì)于溫度變化保持足夠的機(jī)械抗性和良好的尺寸穩(wěn)定性，使用鈦或鈦基合金來(lái)制成擺輪機(jī)構(gòu)的輪緣(3)和臂部(4)。這使得可制成一直徑比相同頻率的普通振蕩器大，或者頻率比相同尺寸的普通振蕩器高的游絲擺輪振蕩器。
文檔編號(hào)G04B17/06GK1652046SQ20051000516
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月5日
發(fā)明者J·雷蒙 申請(qǐng)人:蒙特雷布勒蓋股份有限公司