專利名稱：游絲、調(diào)節(jié)擺輪組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對擺輪質(zhì)量和計(jì)時(shí)附件(mass and timing appendages )的改進(jìn)， 此前，本發(fā)明人在WO2004/008259和WO2005/040943中介紹了游絲的形狀和 制造工序。
背景技術(shù)：
在鐘表機(jī)械裝置或其它精密儀器中的擺輪要求等時(shí)振蕩，這為游絲的回復(fù) 力偶提供所需要的慣性。對于游絲的給定回復(fù)力偶，平衡慣性可以通過調(diào)節(jié)其 回轉(zhuǎn)質(zhì)心而找到。在高質(zhì)量計(jì)時(shí)儀中，游絲具有固定的有效長度，因此在給定 溫度下具有固定的回復(fù)力偶。
發(fā)明內(nèi)容
游絲制造在第一方面，本發(fā)明涉及對游絲制造過程的改進(jìn)，尤其是游絲制造的成形 和精加工階^:。第 一種改進(jìn)提供了螺旋形游絲的另 一種成形方法。這項(xiàng)技術(shù)特別適合于但 是不限于陶瓷或被認(rèn)為是各向同性的并且處于可能體現(xiàn)其最終密度和內(nèi)在機(jī)械 特性的狀態(tài)的其它材料。大體上，該方法涉及使用激光束從游絲材料的層中切 割由多個(gè)線圈組成的螺旋(例如平面阿基米德螺旋，即規(guī)則展開螺旋，regularly developing spiral )。射束切割可以使螺旋非常精確地成形，并且本發(fā)明的第一改 進(jìn)通過從一層游絲材料中切割游絲來利用這點(diǎn)，所述游絲的內(nèi)連接部，即連接 到振蕩機(jī)構(gòu)中的擺輪的部分，是非彈性的。換句話說，避免了常規(guī)彈性裂環(huán)套 管以及其它已知的彈性內(nèi)連接部。這種結(jié)構(gòu)的游絲的益處將在下文參照第三方 面進(jìn)行討論。因此，本發(fā)明可以提供一種鐘表振蕩機(jī)構(gòu)或其它精密儀器的游絲的成形方 法，其包括形成游絲材料的一個(gè)或多個(gè)層；產(chǎn)生激光束以穿過該一個(gè)或多個(gè)層，并且穿過該處進(jìn)行切割；對在該一個(gè)或多個(gè)層中的激光束進(jìn)行引導(dǎo)，使得該激光束與所述層之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，因此，激光束將包含螺旋和非彈性內(nèi)連 接部的游絲從彈性材料的一個(gè)或多個(gè)層中切割出。優(yōu)選的是，將內(nèi)連接部與螺旋一體切割出。然而，還可以單獨(dú)切割出這些 零部件并將它們連接在 一起以形成游絲。優(yōu)選的是，激光束切除螺旋的中心空間，因此外線圈保持連在游絲材料的 層上，例如為了進(jìn)一步的制造工序。這些工序可以包括將非晶體形式的碳涂上 陶瓷材料(例如氮化硼、碳化硅、二氧化硅或其它陶瓷)、或碳的聚合體或形狀(polymer or form of carbon )以調(diào)節(jié)其彈性性能。也可以采用在WO2004/008259 中提到的 一種或其它材料組合的涂層。從螺旋上切除的材料本身可以具有螺旋形，并且可以用在游絲中。游絲材料可以以平面單片或多層疊片的形式存在，所述多層疊片具有或不 具有分離的層。可以使用光子或離子束的具體形式，優(yōu)選為具有深的性能深度 (performance depth )和精細(xì)的射束寬度的冷激光。當(dāng)射束的方向優(yōu)選與一個(gè)或 多個(gè)材料片的平面垂直時(shí)，相對運(yùn)動用于除去在螺旋游絲形狀內(nèi)的規(guī)則漸開螺 旋空間。射束源可以或不必保持固定。優(yōu)選的是游絲材料為可移動的，例如旋 轉(zhuǎn)和平移過射束路徑。一旦制出了螺旋空間，剩余的螺旋材料形狀就限定了游絲，并且當(dāng)多個(gè)片 不疊置時(shí)，各個(gè)游絲可以從其剩余包圍材料移開，或者在其各片包圍物內(nèi)保持 連接以用于進(jìn)一步的加工工序，如上面解釋的那樣。同樣的技術(shù)可以應(yīng)用到圓柱或其它初始形狀的材料，其中，激光例如與圓 柱的圓形端垂直，并且切入材料形狀的長度維。激光可以適當(dāng)切穿或不切穿圓 柱的邊緣。優(yōu)選的是，第二激光或其它切割操作與圓柱的回轉(zhuǎn)軸線垂直以便切 去與螺旋形游絲相對應(yīng)的層(例如圓盤狀片段)，所述層具有或不具有其材料包 圍物，如WO2005/040943中所述。射束切割可以釆用任意精密激光或離子束技術(shù)、或電、機(jī)械、超聲波、化 學(xué)或蒸汽手段或者這些精密材料去除技術(shù)的組合。優(yōu)選采用冷的深切割受激準(zhǔn) 分子激光技術(shù)或其它冷/非冷激光技術(shù)，例如釔鋁石榴石激光(YAG lasers )、銅 蒸汽激光、C02激光，更優(yōu)選的是與常規(guī)射束偏轉(zhuǎn)技術(shù)協(xié)作，因此游絲還可以 與擺輪、擺軸(balance staff)、滾子(roller)和沖擊銷由相同的材料片制成。 因此所有整體可以由相同的初始材料片制作，并且保持統(tǒng)一，而不需要如現(xiàn)有技術(shù)中所必需的那樣組裝各個(gè)部件。第二改進(jìn)涉及生產(chǎn)平面螺旋形游絲的方法(公開于WO2005/040943 )，其 中游絲材料(連續(xù)碳纖維、陶瓷纖維、陶瓷、聚合體或碳族)纏繞在致密的柱 形滾子上，其具有間隔材料，所述間隙材料將一個(gè)線圈與在其整個(gè)長度上具有 相等厚度的另 一線圈分隔開。目前發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為最外部線圈實(shí)現(xiàn)額外間隔 的有利方法，這在稍后將便于線圈連接在機(jī)械裝置上，在這里，連續(xù)碳纖維、 陶瓷纖維、陶瓷、聚合體或碳族游絲設(shè)有間隔和非粘性介質(zhì)。根據(jù)該第二改進(jìn)，如WO2005/040943中所述的那樣，通過將間隔元件置于 經(jīng)巻繞的制備品(rolled preparation )的內(nèi)部和外部線圏之間，例如，通過將經(jīng) 巻繞的制備品插入到合適材料的柱體中，所述合適材料例如是金屬或聚合體或 諸如木制紙或紙板的有機(jī)纖維材料，最外線圈可以以給定半徑內(nèi)部線圈間隔開， 并且具有內(nèi)表面，其形狀使得內(nèi)部線圈纏繞在間隔元件(例如柱體)內(nèi)部，并 以同 一 間隔保持規(guī)則展開。間隔元件包括開口，例如在圓柱壁上的裂縫，以使游絲材料可以退出到間隔元 件的外部。優(yōu)選的是，裂縫與圓柱體的回轉(zhuǎn)軸線平行。間隔元件優(yōu)選具有其形的外表面。優(yōu)選的是，外部線匝然后圍繞間隔元件(圓柱體)的外部纏繞且固 定，例如用帶子或緊固劑或覆蓋設(shè)備，例如滑過所有整體的另一圓柱體。在該裝置中，間隔元件的厚度(在其內(nèi)表面與外表面之間的距離)可以在 內(nèi)組線圈與最外側(cè)的線圈或若干線圈之間提供間隔。穿過間隔元件中的開口的 通道優(yōu)選地推動游絲材料，以采取一條在圓柱體外部和內(nèi)部的線圈之間提供更 寬的間隔且同時(shí)用于同心地?cái)U(kuò)張或收縮精加工后的游絲的路線。優(yōu)選的是，在隨后的熱處理階段除去在相鄰線圈之間的間隔，保留游絲材 料的經(jīng)巻繞的制備品，以便將其切片來提供給各個(gè)游絲，如同之前在 WO2005/040943中所述的那樣。根據(jù)本發(fā)明的該改進(jìn)，在這些熱處理步驟期間 或之前，獲得內(nèi)部線圈與外部線圈之間的空間關(guān)系。對于熱處理后的機(jī)加工步驟，游絲材料可能需要將其內(nèi)線圈體積充滿支持 材料，例如聚合泡沫塑料(在船中用于浮力的泡沫塑料被發(fā)現(xiàn)是很合適的)，因 此可以為經(jīng)巻繞的制備品提供一定的剛性和減震。優(yōu)選的是，例如通過注射、浸泡或其它合適方法，在線圈之間引入可溶聚合體或其它可去除的材料。當(dāng)這一工序完成并且支持材料完全硬化時(shí)，可以進(jìn) 行切割(機(jī)力。工)工序。在第三改進(jìn)中，本發(fā)明建議了成形一個(gè)或多個(gè)游絲的另一預(yù)備方法。該方相應(yīng)地，可以提供一種鐘表振蕩機(jī)構(gòu)或其它精密儀器的游絲的成形方法，其包括將原始狀態(tài)的游絲材料引入到彈性間隔材料的表面內(nèi)形成的通道中； 巻繞間隔材料以使通道形成盤繞結(jié)構(gòu)，線圈的相鄰匝被間隔材料的層分隔開；材料。間隔材料優(yōu)選為平面層，例如以彼此平行的精制通道預(yù)先準(zhǔn)備的預(yù)制片。 可以通過機(jī)械雕刻或巻繞工序、或通過光刻或化學(xué)蝕刻工序、或通過化學(xué)、水、 電、激光或任意已知頻語波長的其它射束處理手段的精密材料去除手段來制得 所述通道。通道的橫截面最好與游絲的橫截面相同，并且通道可以形成在片的 一面或兩面上。優(yōu)選的是，在游絲材料引入到片中的通道中之后，然后整個(gè)片 纏繞著小直徑芯子(例如是圓柱體)，所述小直徑芯子優(yōu)選與在該片的一端處的 通道垂直。該芯子可以有意地逐漸粘結(jié)到通道中的材料。然后可以處理后續(xù)的 圓柱材料巻，以使得處于'原始狀態(tài)，的片上的材料于是轉(zhuǎn)到隨后的轉(zhuǎn)換階段， 所述轉(zhuǎn)換階段可以包括聚合、碳化、燒結(jié)、玻璃化或石墨化的一個(gè)或多個(gè)過程。一旦包括支持材料的各個(gè)游絲從預(yù)備圓柱體切下，那么所述游絲就優(yōu)選可 以通過優(yōu)選為精密機(jī)加工的方法(如在工業(yè)中手表珠寶的精密制備中已知的那 樣采用合適研磨劑來研磨、精研和拋光)或可選地通過一種或多種精確控制的、 包括化學(xué)、水、電、激光或任意已知頻譜波長的其它射束處理措施的精密材料 去除方法被分批加工成需要的高度，。包括支持材料的游絲可以分批固定到支持物，所述支持物可以具有或不具 有精確深度的精切凹部，所述精切凹部出現(xiàn)在研磨頭(lapping head )或材料去 除工具或接觸面，以使該批的所有元件同時(shí)或連續(xù)處理到同樣的精確尺寸。當(dāng)定尺寸階段和拋光階段完成時(shí)，可以通過熱、化學(xué)、電、機(jī)械、水、或 任意已知頻語的波長的其它射束處理措施來除去內(nèi)部線圈支持材料。如果該階 段需要的話，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的涂覆和處理。在第四改進(jìn)中，在玻璃碳基體中的連續(xù)碳纖維游絲可以通過將碳纖維涂到 或插入到聚合體或其它合適材料的套管中而獲得，所述材料在最終基體中提供 了所需要的碳密度，也就是說， 一旦非碳材料在工序處理中被排除的話。在套有聚合體套管、優(yōu)選為連續(xù)纖維制品的情況下，在聚合體(不管是熱 塑性塑料還是熱固性塑料)處于其物理塑性狀態(tài)時(shí)進(jìn)行游絲的造型。套管纖維 制品本身可以在外表涂有非粘性介質(zhì)，因此相鄰的游絲線圈不會相互粘接，或 者套管本身可以是非粘性的。這種材料制品的形狀可以被巻繞，因此任一游絲 的相鄰線圈可以相互接觸。套管纖維制品可以單個(gè)纏繞在柄軸或芯軸上，或者 多個(gè)纏繞在柄軸或芯軸上，因此在公共芯軸上形成很多套管?？蛇x地，所制備的套管纖維可以放置在預(yù)備有通道的非粘性分隔的片中， 合適的小直徑芯子橫跨套有套管的纖維末端，如上面所述的用于圓柱巻的芯軸 那樣。熱變換過程優(yōu)選通過聚合體的碳化、熱解、石墨化、或玻璃化的一種或多 種方法減少元件的總體積，從而在相鄰線圈之間提供更大的間隔。因此，線圈 的間隔可以由兩種方法來確定，即套管厚度和內(nèi)部線圈間隔材料。套管的聚合之間得到的的空間。還期望能夠?qū)崿F(xiàn)一種使游絲在制造中的適當(dāng)階段被展平的方法。這可以通 過將游絲置于由適當(dāng)?shù)姆钦承圆牧现瞥傻膬蓧K光滑且最好是平行的板之間進(jìn)行 加熱而實(shí)現(xiàn)，所述板可以被鉆孔以接收與游絲中心相連的任意凸起的芯子。在這么做時(shí)，推動線圈的上邊緣表面和下邊緣表面以占據(jù)在它們的相對平行平面 中的位置，從而處于其最終形態(tài)的游絲在這兩塊平行平面間的容積內(nèi)膨脹和收 縮。同樣有利的是確保游絲從其中心規(guī)則展開。這可以如下地進(jìn)行采用如上 所述的兩塊平行板，但是在每塊板中加有'V，形螺旋主槽，板槽為相同的彼 此的鏡象，以使得當(dāng)兩塊板放在一起而游絲在這兩塊板之間時(shí)，螺旋游絲的上 表面和下表面沿著所刻出的'V，形槽的真實(shí)路線行進(jìn)。然后游絲可以被加熱、化學(xué)或電處理、或由已知頻譜的任意波長的射束處 理。優(yōu)選的是，還可以用這種方式實(shí)現(xiàn)游絲的重新定位和回火、或者游絲和/ 或其末端曲線或其物理特性的調(diào)節(jié)。擺輪在公布的專利申請WO2005/040943中，本發(fā)明人描述了與低熱膨脹非磁敏 感的擺輪一起使用的質(zhì)量附加組件，以及如何為調(diào)節(jié)擺輪的回轉(zhuǎn)質(zhì)心而設(shè)置附加組4牛的一部分。這以前是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的，，即，使用側(cè)向布置的外圍螺絲和或墊圈、 或偏心螺絲或偏心'C，形配重，所述配重固定在銷子上或與平的擺輪的表面垂 直的盲孔中。本發(fā)明的第二方面涉及這種情況隨著溫度上升，游絲以略微接近線性的 和'異常的，、或正的楊氏模量展開，如在前面提及的公開中所披露的那樣。通常，本發(fā)明的第二方面建議質(zhì)量附件，其可以接收在形成于擺輪內(nèi)的相 應(yīng)孔中并且可以插入該孔中以便可以固定在該處，例如通過摩擦配合或膨脹或 粘接。因此，不需要例如螺絲或銷這樣的額外的連接元件。因此，本發(fā)明的第 二方面可以提供一種用在鐘表振蕩機(jī)構(gòu)中的擺輪組件，該擺輪組件具有用于與 游絲等時(shí)振蕩的平面擺輪；以及可以安裝在擺輪上以調(diào)節(jié)其回轉(zhuǎn)質(zhì)心的多個(gè)質(zhì) 量附件，其中所述擺輪具有形成于其中的用于每個(gè)質(zhì)量附件的孔，并且每個(gè)質(zhì) 量附件可以接收在其相應(yīng)的孔中并且可以固定到其內(nèi)壁。優(yōu)選的是，質(zhì)量附件 可以從安裝狀態(tài)膨脹到正常狀態(tài)，在所述安裝狀態(tài)，質(zhì)量附件可以接收在其相 應(yīng)的孔中，在所述正常狀態(tài)，質(zhì)量附件可以例如通過摩擦配合固定在其孔中。 因此，每個(gè)附件可以膨脹到在正常狀態(tài)被其孔緊緊夾持。優(yōu)選的是，多個(gè)(兩個(gè)或更多)質(zhì)量附件處于為擺輪提供平衡的位置。優(yōu) 選但不限于的是，所述孔基本垂直于擺輪平面形成。優(yōu)選的是，每個(gè)質(zhì)量附件包括管狀支座，在管狀支座中接收調(diào)節(jié)質(zhì)量。支 座優(yōu)選設(shè)置成膨脹以將質(zhì)量附件固定在其孔中。優(yōu)選的是，支座具有在與其管軸線平行的方向上的穿過其壁面的狹縫。支 座優(yōu)選具有垂直其管軸線的輕度凹部，并且該凹部優(yōu)選切入到管子的外周表面 中。在安裝狀態(tài)，支座被引入在擺輪中的與其相應(yīng)的孔中。所述孔優(yōu)選是從一 個(gè)平面?zhèn)鹊搅硪?(最好也是平面的)側(cè)穿過擺輪的孔。例如在支座的壁面中沿 圓周設(shè)置的凹部最好這樣布置，以使支座可以彈性膨脹并且將自身固定在適當(dāng) 尺寸的孔中。優(yōu)選但不限于的是，在支座中的凹部或擺輪中的孔鑲有或涂有或 以其它方式設(shè)有一層材料，所述材料不但提供增強(qiáng)的粘附力，還可以吸收支座 組件的機(jī)械和/或熱膨脹。替換地或另外地，調(diào)節(jié)元件本身可以直接插入到穿過擺輪的孔中，而不需 要支座。優(yōu)選的是(但是不限于)，調(diào)節(jié)元件可以通過螺絲插入到支座或擺輪中。 換句話說，調(diào)節(jié)元件可以通過例如在其整個(gè)圓柱長度上切出的螺紋而擰入到支 座或擺輪中。將調(diào)節(jié)元件擰入到支座中會使支座進(jìn)一步膨脹，因此支座由于其不能收縮而被緊緊地夾持；同樣，調(diào)節(jié)元件被其螺紋以及與支座6的內(nèi)在彈性 的反作用緊緊地夾持在位。調(diào)節(jié)元件可以具有螺絲頭和/或可以為圓柱形，對所述螺絲或圓柱體鉆孔， 所鉆的孔偏離其回轉(zhuǎn)中心，處于與其回轉(zhuǎn)軸線平行的軸線上，且穿過其長度的 全部或一部分。由該鉆孔形成的通道最好穿透圓柱形邊緣，從而(通過略微彎 曲到所形成的尖端之外)提供增加或減少調(diào)節(jié)元件與其支座的螺紋接觸的摩擦 力的措施。 一旦附加組件處于原位，可以通過激光或任意頻譜波長的射束處理 措施、或通過等離子或陽極腐蝕來切削該通道以移除質(zhì)量。在螺絲具有頭部的情況下，優(yōu)選的是，偏心鉆孔通道可以穿透螺絲的頭部。不管調(diào)節(jié)元件是螺絲頭型還是平面圓柱型，調(diào)節(jié)元件的偏心鉆孔通道都可以用 作可以插入專門形狀的工具的孔，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、將調(diào)節(jié)元件插入到支座或 擺輪中和從支座或擺輪中拆下調(diào)節(jié)元件。為了可以找到需要的質(zhì)量以便為振蕩器系統(tǒng)提供正確的慣性，可以在支座 管的頂端或底端或兩端上設(shè)置邊沿，并且所述邊沿的形狀可以制成使足夠的空 氣流過附件表面以減少空氣阻力。調(diào)節(jié)元件的頭部還可以具有允許形成額外質(zhì)量的尺寸，以使足夠的空氣流 過其表面。此外，調(diào)節(jié)元件的頭部或支座的邊沿可以是偏心的，并且在游絲以'正常 的，、或者說負(fù)的楊氏模量展開的情況下不僅用于擺輪的質(zhì)量調(diào)節(jié)，而且也用于 剩余溫度補(bǔ)償。偏心的調(diào)節(jié)元件頭部或支座邊沿可以定位成朝著回轉(zhuǎn)中心移動 質(zhì)量，從而隨著溫度的上升減少擺輪的慣性，反之亦然。優(yōu)選的是，組件被構(gòu)造成使附件不會突出到(優(yōu)選也是平面的)擺輪表面 之上或之下，而是保持在上、下平面之間的厚度內(nèi)。組件還可以徑向于回轉(zhuǎn)中心地插入到在側(cè)面位置的擺輪的邊緣內(nèi)并且與 擺輪平面平行。在這種情況下，調(diào)節(jié)元件在徑向軸線上調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)質(zhì)量，并且不 必鉆孔。替換地，調(diào)節(jié)元件的組合可以用在徑向和貫穿兩平面的方向。調(diào)節(jié)元件可以徑向固定在熱膨脹低的擺輪邊沿；支座可以具有可伸長部 分，所述可伸長部分例如沿著徑向孔突伸向擺輪的回轉(zhuǎn)中心?？缮扉L部分優(yōu)選提供了剩余溫度補(bǔ)償?？缮扉L部分還可以制成在其最內(nèi)端具有質(zhì)量集中的形狀， 但是不限于這種形狀。調(diào)節(jié)元件的材料優(yōu)選為熱膨脹系數(shù)比擺輪高的材料。游絲形狀本發(fā)明的第三方面涉及游絲內(nèi)和外末端部分的形狀以及將游絲固定在機(jī) 械計(jì)時(shí)器或其它精密儀器的振蕩器系統(tǒng)內(nèi)的方法。在本發(fā)明的游絲和游絲振蕩器系統(tǒng)中要克服的問題要求使用新材料，所述 新材料克服了目前的磁和熱波動以及在制造和組裝過程中的內(nèi)在不精確性。常規(guī)使用中的游絲為鎳鐵合金且具有矩形截面，并且其工作長度以及由此 的振蕩器頻率由游絲與手表框架相連之處的位置限定。這通常是通過將游絲葉片(spring blade)銷接、膠合或焊接到給定位置的雙頭螺栓內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的，所述 給定位置產(chǎn)生給定的振蕩頻率。其后，雙頭螺栓插入到表框架上的接收設(shè)備中。 在普通機(jī)械表中，在游絲最外線圈上沿徑向作用的限位銷用于控制游絲的 有效工作長度，因?yàn)楫?dāng)游絲與銷發(fā)生接觸時(shí)，振蕩器振幅隨著表的位置改變而 改變。振蕩器系統(tǒng)的工作頻率可以通過另一種方法來限定，即通過改變擺輪的回 轉(zhuǎn)質(zhì)心來改變擺輪的慣性，這種方法應(yīng)用在高質(zhì)量和高精度的表中。在這些表 或儀器中的振蕩器被稱作自由簧且不具有限位銷。為了獲得最佳等時(shí)性能，游絲必須以必須以最高的精度安裝在振蕩機(jī)構(gòu) 上。游絲必須圍繞振蕩器的回轉(zhuǎn)中心軸線以規(guī)則同心的方式展開，即膨脹或收 縮，并且所有的游絲線圈必須保持在垂直于回轉(zhuǎn)軸線且平行于擺輪平面的同一 平面內(nèi)。因此，線圈在展開時(shí)不應(yīng)起伏脫離平面。常規(guī)的金屬游絲要求其矩形截面的長邊與擺輪回轉(zhuǎn)軸線平行，并且游絲在 其最外緊固點(diǎn)被錐形銷釘銷接在雙頭螺栓的孔中，或者粘接或焊接到雙頭螺栓。 游絲與雙頭螺栓相連的點(diǎn)以及由此從擺軸上的套管處的游絲最內(nèi)連接點(diǎn)到雙頭 螺栓的最外點(diǎn)的長度確定了對于給定固定質(zhì)量擺輪的工作頻率。游絲內(nèi)端和外 端的連接導(dǎo)致內(nèi)在困難，并且合金的殘余塑性不能防止意外彎曲以及隨之？ 1起 的錯(cuò)誤對準(zhǔn)，這嚴(yán)重影響了振蕩器的等時(shí)性能。常規(guī)地， 一旦游絲及其相關(guān)聯(lián)的擺輪引入到表中，就最終確定了工作頻率。 表的調(diào)節(jié)是通過沿著游絲改變限位銷的位置來實(shí)現(xiàn)的，可以增加或減少游絲的 工作長度，從而降低或增加與擺輪振幅相對應(yīng)的振蕩器頻率。雙頭螺栓本身通常安裝在支架或臂上，所述支架或臂允許進(jìn)行其相對位置 的角度調(diào)節(jié)。雙頭螺栓臂具有與擺輪的回轉(zhuǎn)軸線共同的中心，這將振蕩器盲點(diǎn) 放置在關(guān)于擒縱機(jī)構(gòu)的正確相對位置。雙頭螺栓和限位銷通?？梢?一起轉(zhuǎn)動并 且保持它們相對位置。申請人已觀察到，在用新材料開發(fā)非磁性振蕩器系統(tǒng)的過程中，新材料克 服了很多制造中長期存在的內(nèi)在問題，并且為振蕩器帶來改進(jìn)的性能，參見WO2004/008259和WO2004/040943。這些新材料具有明顯的和有利的特性并且 要求新的和改進(jìn)的技術(shù)考慮。從申請EP1302821和EP1256854中，我們在一方面了解到常規(guī)套管與游絲 的結(jié)合，并且在另一方面了解到碳納米纖維的微鑄模技術(shù)的使用，從 EP1584994A和EP1513029中，我們了解到金屬和非金屬材料套管的彈性可回 轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的另一形狀。通常，本發(fā)明的第三方面建議了連接螺旋游絲最內(nèi)部分和具有固定長度及 端部形狀的游絲最外部分的方法，所述方法不采用常規(guī)技術(shù)中已知的套管，而 是通過為游絲引入合適的連接和調(diào)節(jié)設(shè)備。所述游絲因此具有設(shè)定的頻率。本發(fā)明還進(jìn)一步建議了通過除去現(xiàn)有技術(shù)中的彈性裂環(huán)套管將游絲準(zhǔn)確 和精確連接到擺軸和表框架。必不可少的拍頻調(diào)節(jié)可以通過設(shè)定為此配設(shè)的整 體游絲的最外端部的位置來實(shí)現(xiàn)，為了這個(gè)目的，不需要去除或妨礙擺輪、沖 擊滾子(impulse roller )或套管，并且不會影響整個(gè)振蕩器頻率。在Berner的標(biāo)準(zhǔn)鐘表工業(yè)參考字典中，現(xiàn)有技術(shù)中已知的套管被限定為 "4058套管緊摩擦地與擺軸配合的小裂環(huán)筒體"。在本發(fā)明中，優(yōu)選采用例如本發(fā)明的第 一方面中描述的技術(shù)來切割游絲， 例如采用高精度激光技術(shù)切割平面材料片以形成游絲，所述游絲具有最內(nèi)連接 套環(huán)和/或(優(yōu)選為和)與該最內(nèi)連接套環(huán)一體形成的最外連接端部外形。優(yōu)選 的是，最內(nèi)連接套環(huán)制成這樣的形狀，即當(dāng)游絲固定到擺輪上時(shí)，阻止游絲與 擺輪之間相對轉(zhuǎn)動。優(yōu)選但不限于的是，使游絲由非磁敏感材料制成，所述材 料具有例如小于6xlO-6K-'的低的線性熱膨脹系數(shù)，并且密度優(yōu)選小于6.1 g/cm3 。優(yōu)選但不限于的是，該材料為包括合成衍生鉆石、聚合體衍生無定形或玻 璃質(zhì)碳、石墨或連續(xù)碳纖維的任意形式或相的碳、或化合物或聚合體或陶瓷， 包括金屬氧化物、二氧化物、三氧化物(包括合成剛玉)、碳化物、硅化物(包括玻璃)、氮化物、或其它處于單晶體或多晶體形式、或處于高溫壓縮或反應(yīng)結(jié) 合形式的材料或這些材料的組合物。過流體噴射、流體浸漬、冰凍安裝、冷的非蒸發(fā)氣體噴射或其它合適手段。優(yōu)選的是，選擇激光頻率和功率以便能夠在材料上的一個(gè)或多個(gè)通道中切 割和切除，并且可以成角度或聚焦，以使最終得到的完成切緣與原始材料片的 平面垂直，由此補(bǔ)償脫模角的傾斜，或者為游絲截面提供圍繞其中軸線的對稱 性，從而允許完成的游絲在相同平面內(nèi)膨脹。如前面所述，螺旋游絲可以與擺輪和/或擺軸一體地形成，或可以單獨(dú)形成， 在這種情況下游絲優(yōu)選在其中心具有環(huán)形套環(huán)。為了組裝振蕩器，相對擺輪的回轉(zhuǎn)軸線定位套環(huán)，并且當(dāng)處于正確位置時(shí)， 套環(huán)被熔接、粘接、焊接或以其它手段緊固，以將游絲的絕對相對位置固定至 擺輪及其沖擊銷。這可以包括提供一個(gè)或多個(gè)便于放置的槽、孔或間隙，以允 許擺軸周長有足夠彈性，以便通過摩擦將不可回轉(zhuǎn)的或可回轉(zhuǎn)的套環(huán)保持在擺 軸本身上、或保持在單獨(dú)的套環(huán)上，所述單獨(dú)的套管然后通過同樣的方式放置 到擺軸上。單獨(dú)的套環(huán)可以制成這樣的形狀以便使一體的游絲和套環(huán)放置在其上并 且如上所述的被緊固，或可以具有精制孔，規(guī)則螺旋曲線或其他形狀的游絲的 最內(nèi)線圈被緊固到該孔中。在擺軸或套環(huán)中用于連接最內(nèi)線圈的末端的槽或孔以任意合適的手段制 成，這些手段可以包括光子或離子束、機(jī)械、電、化學(xué)、水的精密材料去除技 術(shù)或這些技術(shù)的組合。為了在制造和調(diào)節(jié)過程中利于精確定位，套環(huán)的內(nèi)孔可以制成禁止其圍繞 擺軸或擺輪轂回轉(zhuǎn)的形狀。游絲優(yōu)選具有一體的外端(末端)部分，其具有與螺旋游絲相同的高度， 但是具有更寬的總寬度(徑向延伸)。外端部分(端板)可以制成這樣的形狀以提供通路(通道)，游絲葉片被接收在所述通路內(nèi)以保護(hù)它免受意外沖擊。外端部分還可以為游絲的操縱和《1入到表框架上的緊固設(shè)備中提供更大的表面面積。通路的盲端是游絲開始的地方并且是游絲的有效工作長度的原點(diǎn)。端板的整個(gè)外部輪廓可以仿照距游絲中心具有給定半徑的弧段的輪廓。所述弧段使該端板可以在沿著其弧長的任意數(shù)目的不同點(diǎn)中的 一個(gè)處緊固在連接 設(shè)備中，而不會改變游絲的連接點(diǎn)的半徑。因此，游絲葉片本身不需要發(fā)生接 觸，并且不會被連接設(shè)備影響。這允許調(diào)節(jié)振蕩器靜點(diǎn)或表的節(jié)拍，但是不會干涉其工作頻率，并且相對 于振蕩器的回轉(zhuǎn)中心軸線保持游絲的同心度。優(yōu)選但不限于的是，本發(fā)明試圖與可調(diào)節(jié)且慣量減少的擺輪一起使用，如WO2005/040943中所建議的那樣。頻率的調(diào)節(jié)優(yōu)選與游絲的銷接點(diǎn)無關(guān)，例如 通過改變擺輪質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑。在特定情況中，游絲端板的替換結(jié)構(gòu)可以包括成形和調(diào)節(jié)、延長或縮短端 板側(cè)頰，以控制振蕩器頻率及平衡振幅(balance amplitude )中的一個(gè)或兩個(gè)。 在這個(gè)例子中，游絲的工作長度以及由此的振蕩器頻率在通道開口處的游絲與 側(cè)頰的接觸點(diǎn)處確定。這種結(jié)構(gòu)提供了一種可能會需要的精密調(diào)節(jié)方法。此外， 一段外線圏可以由具有不同彈性模量值的材料組成，其由其余線圏 的阻尼。這可以阻尼對表框架的任意機(jī)械沖擊且不能傳遞給游絲。所述外線圈 段可以粘接、夾持、焊接或由其它手段緊固至游絲。優(yōu)選的是，外線圈段還可 以具有更高的塑性，以便允許在劇烈沖擊之后校正游絲時(shí)可能會需要的小幅度 調(diào)節(jié)。額外的外線圏段可以優(yōu)選在與游絲相同的平面上工作，但是不限于此。游絲的最外部分(端板)還優(yōu)選與游絲一體地形成。如下面所述，最外端 的幾何形狀可以不同于常規(guī)的游絲末端。通常，游絲末端具有小的矩形截面并 且矩形截面的長邊與振蕩器的回轉(zhuǎn)軸線平行。在本發(fā)明中，游絲最外端的幾何 形狀可以是矩形截面，但是矩形截面的長邊可能與振蕩器的回轉(zhuǎn)軸線垂直。此 外，游絲末端的材料面積可以比之前已知的大。增大的面積能在制造、維修和 調(diào)節(jié)過程中更容易地操作游絲末端。


現(xiàn)在將參照附圖描述上面所討論的本發(fā)明方面的示例，其中圖l顯示了質(zhì)量附加組件，其可以接收在擺輪中以形成本發(fā)明的實(shí)施例；圖2是圖1中所示的質(zhì)量附加組件的頂視圖；圖4是圖3中所示的裝置的前視圖；圖5顯示了本發(fā)明的實(shí)施例的具有一體地形成的內(nèi)部和外部連接部分的游絲；圖6顯示了游絲的第一非轉(zhuǎn)動內(nèi)部部分； 圖7顯示了游絲的第二非轉(zhuǎn)動內(nèi)部部分； 圖8顯示了游絲的外部部分；圖9-12顯示了將游絲的外部連接部分固定到振蕩器機(jī)構(gòu)上的設(shè)備。
具體實(shí)施方式
圖l顯示了質(zhì)量附加組件，其包括安裝在柱形支座6上的調(diào)節(jié)元件2。支 座6的內(nèi)表面和調(diào)節(jié)元件2的外表面相互螺紋嚙合。支座6具有與其軸線平行 的側(cè)面裂口 7。支座6的內(nèi)徑小于調(diào)節(jié)元件2的外徑，因此當(dāng)調(diào)節(jié)元件被擰入 并與支座6嚙合時(shí)，支座6張開并使裂口 7的尺寸增加。在圖1中可見調(diào)節(jié)元 件外表面上的螺紋3。圖2中可見裂口 7。支座6的側(cè)壁具有切入其中的凹部4。 質(zhì)量附加組件l設(shè)計(jì)成可以在收縮(例如冷卻)狀態(tài)下被引入形成于擺輪上的 通孔。通過回到其正常狀態(tài)，支座的壁面膨脹，并且抵在通孔的內(nèi)壁上以便將 質(zhì)量附加組件l固定在擺輪中。調(diào)節(jié)元件2被試圖封閉裂口 7的支座6的彈性 力約束在支座6內(nèi)。為了精密地調(diào)整附件，可以在調(diào)節(jié)元件2中鉆出孔5。這可以使用激光束 完成。所述孔以與調(diào)節(jié)元件的軸線偏心的方式鉆出。圖3顯示了由非磁性材料形成游絲的裝置，所述非磁性材料由碳前驅(qū)體或 陶瓷(含有或不含纖維)組成。此處，間隔材料片由沿著其長度的、例如蝕刻 到其表面的多個(gè)通道組成。每個(gè)通道接收用于形成游絲的原始狀態(tài)的材料。桿 9置于間隔片的一端并與游絲材料相連。然后，桿被滾動以巻起間隔片8，因此 每個(gè)通道形成螺旋。巻起的結(jié)構(gòu)被處理，以便將平衡材料從其原始狀態(tài)轉(zhuǎn)變到 最終形態(tài)。隨后進(jìn)行進(jìn)一步的處理，例如去除間隔材料，以及將游絲彼此分離 和從中心桿分離，如果需要的話。圖5顯示了本發(fā)明實(shí)施例的游絲。該游絲包括呈具有通孔的套環(huán)形式的最 內(nèi)連接部11,所述通孔例如可以接收在擺軸上。在通孔上設(shè)有平面?zhèn)?，以使?nèi) 連接部可以接收在擺軸上，所述擺軸僅具有一個(gè)朝向，以防止游絲相對于擺輪 轉(zhuǎn)動。游絲還包括外連接部13，其將與振蕩器殼體相連，如下文所解釋的那樣。 外連接部包括與游絲處于同一平面的加厚部分。加厚部分包括用于接收游絲葉片的凹部。游絲葉片的末端在凹部的盲端12與外連4妄部相連。連4矣部13的外邊緣位于一弧形段上，所述弧形段的中心是游絲的中心。圖6、圖7和圖8顯 示了外連接部的替換結(jié)構(gòu)。在圖6和圖7中，外連接部是與圖5中的內(nèi)連接部 類似的套環(huán)。
游絲的外端13位于與內(nèi)端所在平面相同的平面，并且可以保持在圖9、圖 10、圖ll和圖12中的一個(gè)或其它設(shè)備中。通過設(shè)備主體與其在擺夾板或設(shè)備 保持支架或臂14中的支座之間的精密螺紋調(diào)節(jié)，允許了這些設(shè)備與振蕩器軸線 處的內(nèi)部末端部分ll的高度精確相同。所述設(shè)備可以替換地安放于支座中，并 且支座可以精確地滑動配合在擺夾板或支架的接收孔中，并且可以通過夾持螺 絲固定在適當(dāng)位置。此外，所述適當(dāng)位置可以通過對鄰接在設(shè)備斜面上的徑向 安裝的倒角螺絲、或該設(shè)備的支座的微調(diào)節(jié)而確定，其中所述支座允許對設(shè)備 進(jìn)行精密的高度調(diào)節(jié)。
圖11示出了一個(gè)包括管18的設(shè)備，該管的一端與盤38相連。管18和盤 38具有接收桿20的孔。另一盤19與桿相連。通過向上拉桿20，盤19、 38可 以彼此靠近。桿20的外表面被精密攻絲且由螺母21接收。相對于桿20的外柱 面轉(zhuǎn)動螺母21,以使盤19向上或向下運(yùn)動。可選的是，桿20可以是帶螺紋的 螺釘，其作用在管18的內(nèi)表面的螺紋上；可以按這種方式向上拉盤19,當(dāng)桿 20轉(zhuǎn)動時(shí)，所述盤19被系留，但是相對于桿20不用保持非轉(zhuǎn)動。這一動作可 以夾持在兩個(gè)盤19、 38之間的游絲端部。
通過小齒輪22在盤38的邊緣的齒面或局部有齒的表面上的相互作用，可 以做出精密的徑向調(diào)節(jié)。所述齒在圖中未示出。管18和小齒輪22可以由其螺 紋外表面保持在擺夾板或支架臂中。
雖然此處示出了盤，但對游絲末端的夾持可以通過使用替換形狀來實(shí)現(xiàn)。 可以通過使用螺絲23來實(shí)現(xiàn)將管18固定在擺夾板或支架內(nèi)?？蛇x的是，如圖12所示，螺絲23可以具有倒角端，并且可以用于將盤19、 38拉到一起，其中盤19沒有螺紋且與管18滑動配合，盤19具有位置和尺寸 合適的孔，以便使用下文所述的用于螺絲26的原理來接收螺絲23。
圖12所示的設(shè)備可以考慮常規(guī)的游絲取向，例如垂直于端部27,但是還 可以允許對新材料的緊固，如上所述。原理是微型鉗，通過作用在中心主體的 螺紋圓柱上部30上的精密螺紋套環(huán)或螺母19向上提起中央主體31,從而使微 型鉗的鉗口 28 (具有襯套17)置于一起，這里顯示了平分縱剖視圖。通過與支座40的倒角部分32鄰接，中心主體31的倒角部分受到擠壓，并且隨后將彈開 的鉗口 28合在一起。當(dāng)旋開螺紋套環(huán)時(shí)則相反。替換布置可以是中心主體被連 接在中心主體的最上端的角桿33提起，所述角桿33的傾斜段靠在中心主體所 處的該部分的相鄰上平面上而起到支點(diǎn)34的作用，從而閉合鉗口 。游絲的外端可以如圖5、圖6、圖7或圖8所示，并且可以形成為允許以 正確的游絲取向緊固在適當(dāng)?shù)倪B接設(shè)備中。用于游絲最外端的連接設(shè)備的選擇取決于游絲端部形狀的選擇。連接設(shè)備 的內(nèi)輪廓與端部形狀的輪廓相對應(yīng)，因此一旦確定了正確的高度，游絲就被定 位及固定在設(shè)備中。一旦游絲最外端保持在連接設(shè)備中，設(shè)備本身以及它的保持支架可以進(jìn)一 步在x、 y和z軸線上調(diào)節(jié)，以提供對同心度、高度和靜點(diǎn)的精密調(diào)節(jié)，從而最 優(yōu)化游絲的性能。如圖9和圖IO所示，連接設(shè)備可以為此被引入擺夾板或支架中，或者是 整個(gè)設(shè)備或者是該設(shè)備的一部分(例如內(nèi)圓柱螺紋部分15,其可以擰入到在擺 夾板16本身中的適當(dāng)形狀的孔中)。因此，擺夾板形成該連接設(shè)備的主體。在 這種結(jié)構(gòu)中，將游絲端部板接收在擺夾板中的凹槽感應(yīng)地輻射，以接收游絲端 部板的同一半徑。這不但保持了游絲的同心性，還允許了振蕩器的靜點(diǎn)調(diào)節(jié)。在游絲和接收凹槽之間還可以采用中間套管，該套管可以具有接合或鄰接 元件或部分，其可以與精密調(diào)節(jié)設(shè)備一起使用，以便允許對靜點(diǎn)的精密調(diào)節(jié)。最外端以及最內(nèi)端可以如圖6和7中所示地為環(huán)形，具有或不具有不規(guī)則 的內(nèi)輪廓，該內(nèi)輪廓允許它正確地定位在連接設(shè)備36中類似地成形的淺柱上。非常便利的是，最外端的形狀可以與連接設(shè)備的形狀相配合，因此游絲正 確地保持在與最內(nèi)端共面的組件上，并具有預(yù)定的同心度，所述同心度在這里 是由激光加工工序的精度進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的。連接設(shè)備24或該設(shè)備的一部分或具有游絲最外端的與連接設(shè)備暴露接觸 的部件可以由材料17制成、涂有或襯有材料17，所述材料17能強(qiáng)化連接設(shè)備 與游絲端之間的摩擦接觸和震動阻力。所述材料可以是聚合物或天然的或其它 合成材料，所述材料對于在其工作和維修環(huán)境中的化學(xué)、熱或其它變化是惰性 的。
權(quán)利要求
1.一種鐘表振蕩機(jī)構(gòu)的游絲的形成方法，包括形成一個(gè)或多個(gè)非磁性游絲材料層；產(chǎn)生激光束以穿過并切割該一個(gè)或多個(gè)層；并且引導(dǎo)該一個(gè)或多個(gè)層中的激光束，并且使該激光束與所述層之間發(fā)生相對運(yùn)動，以使得所述激光束從游絲材料的一個(gè)或多個(gè)層切出游絲，所述游絲包括具有多個(gè)線圈的平面螺旋以及連接在所述線圈中心的非彈性內(nèi)連接部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一個(gè)或多個(gè)層被切割，以使得 所述內(nèi)連接部與所述線圏 一體地形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述激光束切下所述螺旋的 中心空間，以使得最外圈保持與所述游絲材料層相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其包括，在從所述游絲材料上切下所述 游絲之后，將所述線圏和/或所述內(nèi)連接部涂覆上陶瓷或碳或聚合體材料。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述游絲材料是多個(gè) 疊置的層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述游絲材料是基 本各向同性的片，該片具有與所述激光束基本垂直的平面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其包括，在從所述游絲材料切出所述螺 旋之后，使用第二激光束從所述游絲材料的片中切出一個(gè)或多個(gè)螺旋形層，所 述第二激光束與該片的平面基本平行。
8. 根據(jù)在上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述激光束是固定的， 并且所述游絲材料可以相對所述激光束移動。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述游絲材料是陶瓷或 任意形式的碳。
10. —種安裝在鐘表振蕩機(jī)構(gòu)的擺輪上的非磁性游絲，其特征在于，所述 游絲包括具有多個(gè)線圏的平面螺旋以及在線圖中心的非彈性內(nèi)連接部，以用于 將所述游絲連接到所述擺輪。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的游絲，其中，所述內(nèi)連接部包括套環(huán)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的游絲，其中，所述內(nèi)連接部與所述線圈形成為一個(gè)部件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一所述的游絲，其中，所述游絲具有平面 外連接板，該平面外連接板連接到所述螺旋的最外圈并且基本處于所述螺旋的 平面內(nèi)，該外連接板具有彎曲的連接邊緣，用于連接所述振蕩機(jī)構(gòu)內(nèi)的游絲。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的游絲，其中，所述連接邊緣是具有距所述游 絲中心的恒定半徑的弧形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的游絲，其中，所述外連接板包括盲通道， 該盲通道設(shè)置用于接收所述游絲的最外線圈，所述最外線圈在所述通道的盲端 連接到所述外連接板。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的游絲，其中，所述通道的形狀被設(shè)計(jì)成控制 振蕩頻率和平衡振幅中一個(gè)或兩個(gè)。
全文摘要
一種游絲，包括通過激光束切割形成的平面螺旋線圈和非彈性內(nèi)連接部分。該游絲具有在該線圈平面中的外連接板，該外連接板形成有容納和保護(hù)該線圈的外線匝的通道。該外連接板具有彎曲連接邊緣，其允許振蕩器盲點(diǎn)位置在不影響游絲頻率的情況下改變。
文檔編號G04B17/06GK101218547SQ200680024712
公開日2008年7月9日 申請日期2006年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月14日
發(fā)明者吉迪恩·萊文斯頓 申請人:吉迪恩·萊文斯頓