專利名稱:雙材料自補償游絲的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種尤其用于結合在鐘表的游絲擺輪調節(jié)裝置內的游絲,該游絲的內曲線被變型以使線圈可以同心擴展,從而改進所述鐘表的等時性。
背景技術:
為了使鐘表具有盡可能最好的等時性,需要研究擺輪和游絲的結構參數(shù)以及材料的選擇,以便改進調節(jié)裝置的固有性能,并補償或減小由于外部條件例如溫度或磁場的變化而引起的日變差(variation of rate)。
對于游絲來說,用于將其直接或間接固定在擺輪(半)夾板上的外曲線的加工成形、用于將其固定在擺輪軸上以允許線圈同心擴展的內曲線的加工成形,以及材料的選擇對于等時性具有決定性作用。
本發(fā)明更具體地涉及內曲線的加工成形以及用于制造內曲線和該組線圈的材料的選擇。為了實現(xiàn)此目標,一種公知的方案是選擇具有低熱膨脹系數(shù)的非磁性材料,并應用“聯(lián)結點”規(guī)則沿特定的輪廓,尤其沿Grossmann曲線來成形游絲的內曲線。為了在其全部線圈已通過已知的卷繞技術預先形成的游絲的內端形成這種曲線,必須依靠高水平的工人,因此這種方案僅用于高精度的高級手表和有限的系列,但是不適用于大規(guī)模制造。鑒于技術的發(fā)展,為使游絲具有最優(yōu)的形狀,可以設想通過光刻法和電鍍生長(galvanic growth)來制造整個游絲。但是,在現(xiàn)有技術中,不存在其電鍍可成形性以及彈性和熱膨脹系數(shù)均符合要求的金屬或合金。
發(fā)明內容
因此,本發(fā)明的一個目標是通過提供一種能夠在工業(yè)上制造且同時具有Grossmann曲線游絲的特性的游絲來提出一種新的方案,該方案對游絲的同心擴展的影響大于對外曲線加工成形所產生的影響。
因此,本發(fā)明涉及一種用于游絲擺輪調節(jié)裝置的自補償游絲,所述游絲由第一組件和第二組件形成,該第一組件包括由第一種材料制成的線圈和外曲線,該第一種材料的彈性轉矩對于伸長率、溫度和磁場的變化不敏感或基本不敏感,該第二組件尤其包括由第二種材料制成的內曲線,該第二種材料主要根據(jù)其機械性能有助于沿對游絲的同心擴展最有利的輪廓成形所述內曲線而選定。該輪廓例如是Grossmann曲線。
為了制造該第二組件,可使用已知方法,但是優(yōu)選地使用光刻和電鍍生長組成的LIGA方法。因此,加工成形內曲線的精度轉移到(被)照射掩模的制造上,這可用現(xiàn)有技術很好地實現(xiàn)。該掩模易于被復制或再利用以用于大規(guī)模生產。
通過使用LIGA技術來制造該第二組件,同時可以非常容易地提供用于形成內樁的掩模,該內樁用于將內曲線固定到擺輪軸上。當?shù)谝环N和第二種材料是金屬或合金時,該第一和第二組件可通過焊接,例如通過激光焊接而裝配在一起。
從下面參照附圖并通過非限制性示例給出的說明中,可清楚地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點,在該附圖中-圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的游絲的游絲擺輪的部分被去掉的俯視圖;-圖2示出沿圖1的箭頭II的內曲線的放大視圖;-圖3示出利用根據(jù)本發(fā)明的游絲所獲得的等時性圖。
具體實施例方式
圖1是游絲擺輪調節(jié)裝置的部分被去掉的俯視圖,其僅限于示出對理解本發(fā)明有用的部件,圖2是該裝置的中心的放大圖。
該調節(jié)裝置包括一擺輪10,該擺輪的軸11在擺輪夾板12和游絲1中樞轉。游絲1的外曲線2以一種已知的方式通過定位在游絲外樁環(huán)13的一擺輪夾板外樁15內而被固定,并且該外曲線通過一組線圈3一直延伸到內曲線4的起點以形成第一組件。
第二組件(在放大的圖2中更清晰)在所示示例中包括在位置7處焊接到內樁5上的內曲線4。示出為Grossmann曲線14的可使游絲1同心擴展的內曲線4在位置9處焊接到該第一組件的線圈端部上。
因此,通過“物理地”區(qū)分該第一組件和第二組件,可根據(jù)所需的主要性能來選擇不同的材料和不同的制造方法。
對于第一組件,使用的材料可以是任何已知具有非磁性和低熱膨脹系數(shù)的合金,例如Elinvar,該第一組件可例如通過卷繞而成形。
對于第二組件,優(yōu)選地使用LIGA技術加工成形,使用的材料優(yōu)選地根據(jù)其機械性能和可成形性而選定。即使使用的材料不具備加工成形整個游絲所需的全部特性,但由于內曲線的長度較小,所以這種缺陷對游絲整體性能的影響可以忽略,并且在任何情況下都可修正該缺陷。
該第二組件可僅包括內曲線,該內曲線在其端部7處焊接到內樁5上,并在其端部9處焊接到第一組件的線圈的端部上。當使用LIGA方法時,可以一種有利的方式形成內曲線14,同時內樁5具有常見的四臂星形的形狀或任何其它合適的形狀。
為了使用LIGA方法制成第二組件,在第一步驟中,在預先覆蓋有犧牲層的基片上遍布正或負光致抗蝕劑,其厚度對應于所需條帶的高度“h”,然后通過光刻法和化學腐蝕利用掩模形成對應于該第二組件所需輪廓的空心結構。在第二步驟中,利用例如美國專利No.4661212中指出的電沉積(方法),或者利用例如美國專利申請No.2001/0038803中指出的壓制或燒結毫微粒(方法),用金屬或合金例如NiP來填充所述空心結構。在最后的步驟中,通過除去該犧牲層來取出該第二組件。
現(xiàn)在參照圖3,其中示出具有上述特征的雙材料自補償游絲的等時性圖。
橫坐標示出用度數(shù)表示的擺輪相對于其平衡位置的擺幅,縱坐標示出用秒/天表示的日變差。該圖包括五條對應于通常的測量位置(1水平,2-5四個垂直位置)的曲線,并且虛線對應于所有最不利的位置的包絡線(envelop)。通常,將包含在200°和300°之間的幅度的最大包絡線變差保留作為日變差。從圖3中可見,最大的變差對應于300°的幅度,并且其值為2.1秒/天,即大約是對一未變型的基準游絲,即由單獨一種材料制成并且沒有Grossmann曲線的游絲所觀測到的變差的三分之一。
本領域內的技術人員可對前面說明的雙材料自補償游絲進行其它變型,但不偏離本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于游絲擺輪調節(jié)裝置的自補償游絲(1),該游絲(1)的外曲線(2)固定在擺輪夾板(12)上,擺輪軸(11)在該擺輪夾板內樞轉,該游絲(1)的內曲線(4)固定在該擺輪軸上,其特征在于,該游絲(1)由第一組件和固定到該第一組件上的第二組件形成,該第一組件包括由第一種材料制成的線圈(3)和外曲線(2),該第一種材料的彈性轉矩對伸長率、溫度和磁場的變化不敏感或基本不敏感,該第二組件尤其包括由第二種材料制成的內曲線(4),該第二種材料主要根據(jù)其機械性能進行選擇,以有助于沿對游絲的同心擴展最有利的輪廓加工成形所述內曲線(4)。
2.根據(jù)權利要求1的游絲,其特征在于,該內曲線(4)的輪廓為Grossmann曲線(14)。
3.根據(jù)權利要求1的游絲,其特征在于,該第二組件還包括一用于固定到該擺輪軸(11)上并與該內曲線(4)成一體的內樁(5)。
4.根據(jù)權利要求1的游絲,其特征在于,該第一組件是Elinvar類合金,并且該第二組件的材料主要根據(jù)其機械性能和可成形性而選定,例如NiP合金。
5.根據(jù)權利要求4的游絲,其特征在于,該第一和第二組件通過一激光焊接位置(9)固定在一起。
6.制造根據(jù)權利要求1的游絲的第二組件的方法,其特征在于,用LIGA方法形成一對應于該第二組件所需輪廓的模型,并通過金屬或合金的電鍍生長將該第二種材料添加到所述模型上。
7.制造根據(jù)權利要求3的游絲的第二組件的方法,其特征在于,用LIGA方法形成一對應于包括該內曲線(4)和該內樁(5)的該第二組件所需輪廓的模型,并通過電鍍生長將該第二種材料添加到所述模型上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙材料自補償游絲。該游絲由第一組件和固定到該第一組件上的第二組件形成,該第一組件包括由第一種材料例如Elinvar制成的線圈(3)和外曲線(2),該第一種材料的彈性轉矩對伸長率、溫度和磁場的變化不敏感或幾乎不敏感,該第二組件尤其包括由第二種材料制成的內曲線(4),例如Grossmann曲線(14),該第二種材料主要根據(jù)其機械性能和所述內曲線(4)沿對游絲的同心擴展最有利的輪廓的可成形性而選定,所述第二組件還可包括內樁(5)。
文檔編號G04B17/06GK1728017SQ20051008076
公開日2006年2月1日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權日2004年7月2日
發(fā)明者T·科尼斯, M·韋拉爾多 申請人:尼瓦洛克斯-法爾股份有限公司