CN109557799B - 钟表轴承 - Google Patents
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Abstract
一种用于分离轴承(1)的滚动体(2)的保持架(5),特别是用于分离钟表轴承的滚动体的保持架,该保持架具有用于接收滚动体的第一开口(50)以及至少一个第一接触区域(56),该第一接触区域(56)用于与轴承圈接触并具有至少一个第一中空结构(52)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于分离轴承的滚动体的保持架或用于分离轴承的滚动体的保持架。本发明还涉及一种轴承,特别是包括这样的保持架的轴承。本发明还涉及一种包括这样的轴承或这样的保持架的钟表机构。本发明还涉及一种包括这样的机芯或这样的轴承或这样的保持架的钟表机芯。本发明还涉及一种包括这样的机芯或这样的机构或这样的轴承或这样的保持架的钟表。本发明还涉及一种用于制造这样的轴承或这样的机构或这样的机芯或这样的钟表的方法。
背景技术
轴承、特别是滚珠轴承目前被用于制表领域,特别是用于实现可移动的元件(例如,自动上弦机芯的摆锤)的枢转。实际上,轴承的优点在于它在支撑显著的轴向和/或径向载荷时允许可移动的元件以最小的摩擦力快速旋转,同时提供该可移动的元件的精确定位。
专利申请EP1520111公开了一种具有四个接触点的滚珠轴承,其结构在现有技术中是公知的。该轴承包括设置在保持架中的预定数量的滚珠,该保持架设置在由固定在一起的两个垫圈形成的外圈和内圈之间。根据该文献的教导,润滑钟表轴承引起以下各种问题:一方面难以控制适当量的润滑剂,另一方面该轴承的性能可能下降。因此,该文献提出了实施由氧化锆陶瓷制成的滚珠,以便提出一种不需要润滑的轴承。
专利申请CH709348公开了一种类似于文献EP1520111的轴承的滚珠轴承结构。该文献记载了一种具有圆形冠状物形状的保持架,该保持架在其外周边附近设置有切口,该切口被设置成接收滚珠。与专利EP1520111的说明书中的单幅图一样,文献CH709348描述了保持架与轴承的内圈之间的接触表面或相应潜在的接触表面。
专利申请EP2787234公开了一种滚珠轴承结构,其略微不同于文献EP1520111和CH709348的轴承的结构,其具有由两个垫圈形成的整体式内圈和外圈。在这种情况下,保持架呈在其内周边附近设置有切口的圆形冠状物的形式,该切口被设置为接收滚珠。该文献还描述了保持架与轴承外圈之间的接触表面或相应潜在的接触表面。
专利申请CH711020涉及滚珠轴承的替代结构。这实现了整体式内圈和外圈,在它们之间设置有呈中空的圆柱体形式的保持架。该保持架在其一个轴向端部附近设置有切口,该切口被设置为接收滚珠。在这样的滚珠轴承的传统操作期间,在保持架与所述圈、特别是内圈之间保持有游隙。然而,冲击可能导致保持架与两个圈中的一个、特别是内圈之间接触。因此,与前述结构一样,在保持架与轴承的内圈或外圈之间存在相应潜在的接触表面。
此外,存在没有保持架的滚珠轴承。举例来说,制造商MPS提出了商业上称为“Myrox14”的“满装滚珠轴承”(“full complement ball bearing”)。该轴承由氧化锆型陶瓷制成的内圈和外圈形成,并且包括也由该相同材料制成的滚珠。
各个文献规定,由于上述缺点,不得润滑钟表轴承。
发明内容
然而,申请人的研究表明,无润滑的轴承的运行噪音不符合其性能标准。实际上,特别是在新运行时或经过几年的运行之后,轴承的运行可能引起噪音,该噪音可能被钟表师或甚至包含这样的轴承的手表佩戴者听到。
本发明的目的是提供用于分离轴承的滚动体的保持架或轴承,其允许克服上述缺点并改进现有技术的已知装置。特别地,本发明提出一种轴承,其可以有或可以没有分离保持架,该轴承是安静的并且其性能随着时间的推移保持稳定。
根据本发明的第一方面,用于轴承的保持架由以下定义确定。
1.一种用于分离轴承的滚动体的保持架,特别是用于分离钟表轴承的滚动体的保持架,所述保持架具有用于接收滚动体的第一开口以及至少一个第一接触区域,该第一接触区域用于与轴承圈接触并具有至少一个第一中空结构。
2.根据定义1所述的保持架,其中,所述保持架具有大体平坦的环形形状,或者所述保持架具有大体圆柱形的形状。
3.根据定义1和2中任一项所述的保持架,其中,所述保持架包括第一边缘和第二边缘,所述第一开口是显露在所述第一边缘上或所述第二边缘上的开口,和/或所述至少一个第一中空结构包括穿过所述保持架的厚度的至少一个第二开口。
4.根据定义3所述的保持架,其中,所述保持架具有大体平坦的环形形状,所述第一边缘是外边缘,并且所述第二边缘是内边缘,或者所述保持架具有大体圆柱形的形状,所述第一边缘是第一端部的边缘,并且所述第二边缘是第二端部的边缘。
5.根据定义1至4中任一项所述的保持架,其中,所述保持架包括多个中空结构,特别是多个第二开口,每个第二开口设置在两个相邻的第一开口之间。
6.根据定义1至5中任一项所述的保持架,其中,所述接触区域包括至少一个第一突出结构,该第一突出结构的顶部用于参与保持架-轴承圈界面。
7.根据定义6所述的保持架,其中,所述至少一个第一突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第一突出结构包括一组凸台,特别是至少三个凸台,特别是成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于所述保持架的轴线以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。
8.根据定义1至7中任一项所述的保持架,其中,所述保持架被设置成使得所述保持架的能够与轴承圈接触的表面的面积小于下述部分的面积的0.6或0.5或0.45或0.4或0.3倍:
-当所述保持架是平坦的环形保持架时,所述部分是所述保持架的沿所述保持架的轴线、特别是所述保持架的旋转对称轴线的正交投影;或者
-当所述保持架是圆柱形的保持架时,所述部分是直径等于限定所述保持架的表面的圆柱体的直径并且包括在所述保持架的两个端部边缘之间的圆柱体的圆柱形表面。
根据本发明的第一方面,由下述定义限定轴承。
9.一种轴承,特别是钟表轴承,其包括第一圈、第二圈、滚动体和用于分离滚动体的保持架,所述第一圈特别是内圈,所述第二圈特别是外圈,所述保持架特别是根据定义1至8中任一项所述的分离保持架,所述保持架和所述第一圈和所述第二圈设置成使得所述保持架的能够与所述圈接触的表面的面积小于下述部分的面积的0.6或0.5或0.45或0.4或0.3倍:
-当所述保持架是平坦的环形保持架时,所述部分是所述保持架的沿所述保持架的轴线的正交投影;或者
-当所述保持架是圆柱形的保持架时,所述部分是直径等于限定所述保持架的表面的圆柱体的直径并且包括在所述保持架的两个端部边缘之间的圆柱体的圆柱形表面。
10.根据定义9所述的轴承,其中,所述第一圈和所述第二圈中的一个的表面包括至少一个第二接触区域,所述第二接触区域具有至少一个第二中空结构和/或至少一个第二突出结构,所述第二突出结构的顶部参与保持架-轴承圈界面。
11.根据定义10所述的轴承,其中,所述至少一个第二突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第二突出结构包括一组凸台,特别是至少三个凸台,特别是成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于所述轴承的轴线以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。
12.根据定义9至11中任一项所述的轴承,其中,所述轴承包括所述第一圈和/或所述第二圈和/或滚动体的涂有润滑剂的至少一个表面,所述润滑剂特别是在20℃的温度下具有在8St至15St之间、特别是等于10St或约等于10St的运动粘度的润滑剂,和/或所述第一圈包括第一环形元件和第二环形元件,所述第一环形元件和所述第二环形元件被成形为在组装它们时提供用于容纳所述保持架的凹槽,和/或所述滚动体是滚珠或滚针或滚子,特别是圆柱形或圆锥形的滚子,和/或所述滚动体由陶瓷制成,所述陶瓷特别是由氧化锆或氮化硅制成。
根据本发明的第一方面,由下述定义确定机构。
13.一种钟表机构,特别是摆锤装置或自动上弦装置,所述钟表机构包括根据定义9至12中任一项所述的轴承或根据定义1至8中任一项所述的保持架。
根据本发明的第一方面,由下述定义确定机芯。
14.一种钟表机芯,其包括根据定义1至8中任一项所述的保持架或根据定义9至12中任一项所述的轴承或根据定义13所述的机构。
根据本发明的第一方面,由下述定义确定钟表。
15.一种钟表,特别是手表,其包括根据定义14所述的机芯或根据定义1至8中任一项所述的保持架或根据定义9至12中任一项所述的轴承或根据定义13所述的机构。
根据本发明的第一方面,由下述定义确定方法。
16.一种用于制造钟表轴承或钟表机构或钟表机芯或钟表的方法,所述方法包括下述步骤:
-提供根据定义9至12中一项所述的轴承;
-在所述第一圈和/或所述第二圈和/或所述滚动体的至少一个表面上施加润滑剂,特别是在20℃的温度下具有在8St至15St之间、特别是等于10St或大体等于10St的运动粘度的润滑剂。
17.根据定义16所述的方法,其中,通过喷射或非接触式喷涂施加所述润滑剂。
根据本发明的第二方面,由下述定义确定轴承。
18.一种钟表轴承,其包括第一圈、第二圈和滚动体,所述第一圈特别是内圈,所述第二圈特别是外圈,所述轴承包括所述内圈和/或所述外圈和/或所述滚动体的涂有润滑剂的至少一个表面。
19.根据定义18所述的方法,其中,所述润滑剂在20℃的温度下的运动粘度在8St和15St之间,特别是等于10St或约等于10St。
20.根据定义18或19所述的方法,其中,所述轴承不包括用于分离滚动体的保持架,或者所述轴承是具有一体式滚动体的类型,特别是满装滚珠轴承类型,或者所述滚动体能够彼此接触。
21.根据定义18至20中任一项所述的轴承,其中,所述第一圈包括第一环形元件和第二环形元件,所述第一环形元件和所述第二环形元件被成形为在组装它们时提供用于容纳所述保持架的凹槽。
22.根据定义18至21中任一项所述的轴承,其中,所述滚动体是滚珠或滚针或滚子,特别是圆柱形或圆锥形的滚子。
23.根据定义18至22中任一项所述的轴承,其中,所述滚动体由陶瓷制成,所述陶瓷特别是由氧化锆或氮化硅制成,或者,
所述滚动体由钢,尤其是轴承钢制成,例如包含铬的低合金钢,比如100Cr6(DIN1.3505)或100CrMo7-3(DIN 1.3536),或者。
所述滚动体由超弹性合金制成,例如,镍钛诺。
24.根据定义18至23中任一项所述的轴承,其中,第一圈由钢或不锈钢制成,比如,4C27A(DIN 1.4197),或者由超弹性合金制成,例如,镍钛诺;和/或所述第二圈由钢或不锈钢制成,比如,4C27A,或者由超弹性合金制成,例如,镍钛诺。
25.根据定义18至24中任一项所述的轴承,其中,轴承包括25至35个滚动体或滚珠,特别是27或28或29或30个滚动体或滚珠。
26.根据定义18至25中任一项所述的轴承,其中,滚珠安装在圈中,且具有切向间隙或余隙,该间隙比如高于滚珠的半径或者等于滚珠的半径和/或该间隙比如低于滚珠的直径或者等于滚珠的直径。
根据本发明的第二方面,由下述定义确定机构。
27.一种钟表机构,特别是摆锤装置或自动上弦装置,其包括根据定义18至26中任一项所述的轴承。
28.根据定义27所述的钟表机构,其中,它包括静态扭矩大于或等于120μNm或180μNm或220μNm或250μNm的摆锤和/或重量大于2g或3g或4g的摆锤。
根据本发明的第二方面,由下述定义确定机芯。
29.一种钟表机芯,其包括根据定义18至26中任一项所述的轴承或根据定义27或28所述的机构。
根据本发明的第二方面,由下述定义确定钟表。
30.一种钟表,特别是手表,其包括根据定义29所述的机芯或根据定义18至26中任一项所述的轴承或根据定义27或28所述的机构。
根据本发明的第二方面,由下述定义确定方法。
31.一种用于制造钟表轴承或钟表机构或钟表机芯或钟表的方法,所述方法包括下述步骤:
-提供包括第一圈、第二圈和滚动体的轴承,所述第一圈特别是内圈,第二圈特别是外圈;
-在所述第一圈和/或所述第二圈和/或滚动体的至少一个表面上施加润滑剂。
32.根据定义31所述的方法,其中,所述润滑剂在20℃的温度下的运动粘度在8St和15St之间,特别是等于10St或大体等于10St。
33.根据定义31或32所述的方法,其中,通过喷射或非接触式喷涂施加所述润滑剂。
除非在逻辑上或技术上不相容,否则可以进行第一方面和第二方面的特征的任何组合。
附图说明
附图通过举例显示根据本发明的钟表的两个实施方式。
图1至图3是表示钟表的第一实施方式的第一变型的视图。
图4是表示钟表的第一实施方式的第二变型的保持架的视图。
图5和图6是表示钟表的第一实施方式的第四变型的视图。
图7是表示钟表的第一实施方式的第五变型的视图。
图8和图9是表示钟表的第二实施方式的视图。
图10至图12是保持架的变型在图1中所示的X-X平面中的剖面图。
图13是第一实施方式的第一变型的保持架的表面B的视图。
图14是第一实施方式的第一变型的保持架的表面A的视图。
图15是图11的变型的保持架的表面B的视图。
图16是图11的变型的保持架的表面A的视图。
图17是图12的变型的保持架的表面B的视图。
图18是图12的变型的保持架的表面A的视图。
图19是第一实施方式的第二变型的保持架的表面B的视图。
图20是第一实施方式的第二变型的保持架的表面A的视图。
具体实施方式
在下文中参照图1至图3描述钟表400的第一实施方式的第一变型。该钟表是表,例如特别是手表,特别是自动手表。
钟表包括钟表机芯300,特别是机械机芯,特别是自动机芯。
机芯包括钟表机构200。例如,该机构可以是自动上弦装置的摆锤装置或者可以是自动上弦装置。该机构包括轴承。该轴承可以用于在框架91上围绕轴线A1引导摆锤。
例如,轴承1是钟表轴承,特别是钟表滚珠轴承。该轴承包括第一圈4、第二圈3、滚动体2以及用于分离滚动体的保持架5,该第一圈4特别是内圈,该第二圈3特别是外圈,滚动体2特别是滚珠。
可以将所述圈中的一个圈4设置成固定到钟表机芯的框架上。因此,该圈4可以具有允许其组装到框架上的结构40。优选地,另一个圈3具有至少一个用于连接至机芯的机构上的装置30。例如,该装置可以是齿30。例如,该机芯的机构可以是自动上弦机构。为此,圈3还可包括用于接收摆锤92的表面90。
轴承具有轴线A1,第一圈或第二圈通过滚动体围绕该轴线A1被旋转地引导。第一圈和第二圈各自具有被设置成支承滚动体的轴承轨道。
轴承包括设置在分离保持架5中的预定数量的滚动体2。分离保持架设置在外圈3和内圈4之间。
例如,第一圈和第二圈中的一个(例如,内圈)由固定在一起或者简单弹性地拉向彼此的两个环形的元件或垫圈4a、4b形成。第一环形元件和第二环形元件成形为提供凹槽48,该凹槽48用于当第一环形元件和第二环形元件彼此组装到或彼此拉向由滚动体的几何形状或由设置在第一环形元件和第二环形元件之间的间隔物限定的位置时容纳保持架。
用于分离滚动体2的保持架5具有用于接收滚动体的第一开口50以及至少一个第一接触区域56,该至少一个第一接触区域56用于与轴承圈接触并且具有至少一个第一中空结构52。该圈不形成保持架的一部分。
第一接触区域优选是环形区域,该环形区域用于与轴承的第一圈和第二圈中的一个接触,特别是与轴承的第一圈和第二圈中的一个的第二接触区域49接触。
保持架优选包括至少两个第一接触区域56,该第一接触区域56用于与轴承的所述圈中的一个和/或另一个上的两个第二接触区域接触。至少一个第一中空结构52使第一接触区域和第二接触区域之间的任何接触受到限制。
保持架的目的是用来分离滚动体,以防止两个相邻的滚动体之间的直接接触。换言之,保持架5是用于在下述方向上保持滚动体的保持架:特别是当第一圈和第二圈相对于彼此移动时,该方向是保持架允许在两个相邻的滚动体之间保持分离的方向;或者,特别是当第一圈和第二圈相对于彼此移动时,该方向是保持架允许滚动体相对于彼此保持就位的方向。
在第一实施方式的第一变型中,保持架呈平坦或大致平坦的圆形冠状物的形式。
保持架包括第一边缘58和第二边缘59。第一边缘58有利地是圆形的。第一边缘58优选以轴线A1为中心或大体以轴线A1为中心。第二边缘59有利地是圆形的。第二边缘59优选以轴线A1为中心或大体以轴线A1为中心,和/或优选与第一边缘同心或大体同心。轴线A1优选地是保持架的旋转对称的轴线或大体旋转对称的轴线。
第一开口50是显露在第一边缘58或第二边缘59上的开口。在第一实施方式的第一变型中,第一开口显露在第一边缘上,第一边缘是保持架的外边缘。
在所示的该变型中,如图10所示,至少一个第一中空结构52是穿过保持架的厚度57的至少一个第二开口52。
此外,第二开口52显露在第二边缘或第一边缘上。在第一实施方式的第一变型中,第二开口显露在第二边缘上,该第二边缘是保持架的内边缘。然而,形成冠部的中心开口60、特别是以轴线A1为中心的圆形的或大体圆形的中心开口不形成第二开口。第二开口在由第一边缘和第二边缘限制的冠部中制作。
优选地,保持架可包括多个第二开口52。更优选地,第二开口52各自可设置在两个相邻的第一开口之间。
可替代地,第一开口和/或一个或多个第二开口可以不显露在第一边缘和第二边缘中的一个和/或另一个上。
在实践中,第一开口和/或第二开口显露在第一边缘和第二边缘中的一个和/或另一个上的事实可以至少局部地改变第一边缘和/或第二边缘的圆形特征。在极端情况下,第一圆形边缘和/或第二圆形边缘可以被限定为相对于保持架外接的圆柱体的一部分,和/或第一圆形边缘和/或第二圆形边缘可以被限定为内接在保持架的中心开口中的圆柱体的一部分。因此,相对于保持架外接的圆柱体部分可以形成保持架的外周边的一部分,即,第一边缘或第二边缘的一部分。因此,内接在保持架的中心开口中的圆柱体部分可以形成保持架的内周边的一部分,即,第一边缘或第二边缘的一部分。
在第一实施方式的该第一变型中,保持架也由平坦表面50a、50b轴向限定。表面50a、50b可以在平面中由保持架的内周边的一部分和保持架的外周边的一部分界定。这些平坦表面之间的距离限定了保持架的厚度57。因此,平坦表面50a和/或50b的面积可以定义为保持架的表面B的面积。更一般而言,在保持架具有大致平坦的环形形状的所有实施方式和变型中,保持架的表面B的面积可以被定义为保持架的沿轴线A1在垂直于轴线A1的平面上的投影的面积。因此,设置在保持架的表面上的任何挤出部或突起以及任何凹槽或狭槽都不会影响保持架表面B的面积。换言之,表面B是保持架沿轴线A1的正交投影。
保持架相对于第一圈和第二圈中的一个和/或另一个的运动受到如下限制:
-一方面,在轴向上相对于轴线A1受到第一圈和第二圈中的一个和/或另一个的表面41a和41b、特别是凹槽侧壁表面的限制;以及
-另一方面,在径向上相对于轴线A1受到下述部分的限制:
·第一圈和第二圈中的一个和/或另一个的壁43a,特别是凹槽底壁;和/或
·在保持架的壁53与第一圈和第二圈中的任一个的凹槽底部的壁43a之间留有足够的径向间隙的情况下的滚动体。在这种情况下,可以有利地进一步减小保持架与圈的接触面积。
例如,表面41a和41b可以分别设置在第二圈的环形元件4a和4b上,该第二圈特别是内圈。表面41a和41b与接触区域49配合。
在保持架的内边缘59和凹槽底壁43a之间存在径向间隙。在表面41a和41b与表面50a和50b之间也存在轴向间隙。圈-保持架界面限定了保持架相对于所述圈的轴向间隙。
保持架5与其中一个圈、特别是环形元件4a或环形元件4b之间的第一接触区域56或潜在接触表面由图1所示的虚线圈T和内接在中心开口中的圆C界定。
设置保持架或者设置保持架和第一圈和第二圈,使得保持架的能够与圈接触的表面A(在图14中用阴影表示)的面积小于保持架的表面B(在图13中用阴影表示)的面积的60%,甚至小于50%,甚至小于45%,甚至小于30%。在轴承的正常运行模式中,即,在组装轴承并且轴承的一个圈相对于轴承的另一个圈围绕轴线A1移动时,表面A由保持架的能够与轴承的圈接触的面的所有点形成。表面A和B可以位于保持架的第一面上,和/或表面A和B可以位于保持架的第二面上。
第二开口或第二切口52成形为使表面A的面积最小化。更具体而言,这些第二切口52限定由朝向保持架内侧定向的多个突起51a形成的部分56。优选地,这些第二切口52设置在两个相邻的第一切口50之间。优选地,两个突起51a设置在第二切口52的两侧。优选地,第二切口52的数量等于切口50的数量。
在第一实施方式的该第一变型中,与区域A的总和对应的表面A的区域具有多个突起51a。
在第一实施方式的该第一变型中,保持架5包括十一个第一切口50和十一个第二切口52。在该特定变型中:
AA=0.4×AB,
其中:
AA:是表面A的面积;并且
AB:作为表面B的面积。
有利地,突起51a、特别是突起51a的端部能够破坏设置在表面50a和41a或50b和41b的界面处的润滑剂膜。有利地,突起51a、特别是突起51a的端部能够破坏设置在纵向凹槽底壁43a和保持架内边缘的纵向壁53的界面处的油膜。有利地,润滑剂可以包含在第二切口52内,使得它不会引起大于预定扭矩的阻力矩。因此,润滑剂不会不利地影响轴承的性能。
图2和图3示出了第一实施方式的第一变型,其中保持架由分别设置在内圈4的垫圈4a、4b上的平坦表面41a、41b轴向界定。当然,可以类似于文献EP2787234中公开的那样提出具有替代结构的轴承,其具有由外圈3的平坦表面轴向界定的保持架。在该例子中,没有示出的保持架可以是在其内边缘上具有第一切口50的平坦的圆形冠状物的形式,该切口被设置为接收滚动体。然后,第二切口52限定包括朝向保持架外侧定向的多个突起51a的部分51。
在图4所示的第一实施方式的第二变型中,保持架5与第一实施方式的第一变型的保持架的不同之处在于,该保持架5具有圆柱形形状。圆柱形的轴线与轴线A1重合或大体重合。
第一边缘58是第一轴向端部581的边缘,第二边缘59是第二轴向端部591的边缘。
因此,保持架也可以是带有切口的圆柱体的形式。在保持架的第一轴向端部581处设置有第一切口50,以便接收滚动体2,而在保持架的第二轴向端部设置有第二中空结构52,以便最小化保持架与轴承的两个圈中的一个和/或另一个、特别是内圈之间潜在的圆柱形接触表面。
在该第二变型中,保持架也由限定第一端部和第二端部的远距离平面轴向限定。这些平面之间的距离限定了保持架的长度。保持架还由第一圆柱体和与第一圆柱体同轴的第二圆柱体径向限定,其中第一圆柱体和第二圆柱体的半径差限定了保持架的厚度。因此,这些第一圆柱体和第二圆柱体确定了保持架的内径和外径。
设置保持架或者设置保持架和第一圈和第二圈,使得在保持架的每一侧上的能够与任何一个圈接触的表面A(图20中以黑色示出)的面积小于圆柱形表面B(图19中以黑色示出)的面积的50%,甚至小于45%,甚至小于40%,甚至小于30%,该圆柱形表面B的直径等于限定保持架的表面A并且包括在保持架的两个端部边缘之间的圆柱体的直径。因此,在该实施方式中,表面B是在观察保持架的径向于轴线A1的每一点时可见的保持架的表面。因此,在该实施方式中,表面A是能够与任何一个圈接触并且在观察保持架的径向于轴线A1的每一点时可见的保持架的表面。表面A和B可以位于保持架内部,即在保持架的内周直径上,和/或表面A和B可以位于保持架外部,即在保持架的外周直径上。
在第一实施方式的第三变型中,保持架5与第一实施方式的第一变型的保持架的不同之处在于,圈的表面还包括至少一个第一轴向突出结构(即,沿着轴线A1)。该突出结构的顶部用于参与保持架-轴承圈界面。
该至少一个第一突出结构包括肋。该肋可以是圆形或大体圆形的形状。优选地,至少一个第一突出结构包括两个肋。第一肋被设置成与圈的表面接触,并且第二肋被设置成与另一个圈或同一个圈的另一个表面接触。有利地,第一肋设置在保持架的第一面上,特别是设置在保持架的平面中的第一表面上,并且第二肋设置在保持架的第二面上,特别是设置在保持架的平面中的第二表面上。可以在肋的一侧或每一侧上制作一个或多个凹陷(或凹部)。
可替代地,该至少一个第一轴向突出结构(即,沿着轴线A1)包括一组凸台,特别是至少三个凸台,特别是相对于轴线A1成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于轴线A1以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。优选地,第一组凸台被设置成与第一环形表面、特别是第一环形元件的第一面接触,第二组凸台被设置成与第二环形表面、特别是第二环形元件的第二表面接触。
仍然可替代地,保持架的几何形状也可以是非平面的,特别是在一个或多个用于与一个圈接触的区域是非平面的。保持架可以是具有波纹状表面的冠状物的形状,特别是在一个或多个规定区域具有波纹状表面的冠状物的形状。因此,突起可以在轴承的轴向方向上定向,而第一切口50可以朝向保持架的内侧或外侧定向。
图11和图12示出了接触区域56,其包括至少一个第一突出结构55和至少一个第一中空结构52,该至少一个第一突出结构55的顶部551用于参与保持架-轴承圈界面。
在图11所示的变型中,中空结构52的底部与表面50a的其余部分大致处于同一高度。在该变型的情况下,表面B在图15中用阴影表示,表面A在图16中用阴影表示。
在图12所示的变型中,突出结构55的顶部551与表面50a的其余部分大致处于同一高度。在该变型的情况下,表面B在图17中用阴影表示,表面A在图18中用阴影表示。
作为另一种替代方式,中空结构52的底部可以相对于表面50a的其余部分大致凹入,并且突出结构55的顶部551通常可以相对于表面50a的其余部分突出。
尽管未在图11和12中示出,但是表面50a和50b可以以相同的方式构造或成形。表面50a和50b可以彼此相同或对称。
在图5和图6所示的第一实施方式的第四变型中,轴承与第一实施方式的第一变型的轴承的不同之处在于,至少一个圈包括第二接触区域49,该第二接触区域49具有至少一个第二中空结构42a、42b和/或至少一个第二突出结构41a、41b。
至少一个第二中空结构使第一接触区域和第二接触区域之间的任何接触受到限制。
突出结构的顶部用于参与保持架-轴承圈界面。在该第四变型中,保持架是仅具有用于接收滚动体的第一开口的冠状物。
所述至少一个第二突出结构是肋或包括一个或多个肋。该肋可以是圆形或基本上圆形的形状。优选地,至少一个第二突出结构包括两个肋。第一肋41a设置成与保持架的第一表面50a接触,第二肋41b设置成与保持架的第二表面50b接触。有利地,第一肋41a设置在环形元件4a上,第二肋41b设置在环形元件4b上。所述至少一个第二中空结构可包括一个或多个凹部42a、42b,该凹部42a、42b可制作在肋的一侧或每一侧上。
凹部42a、42b可以具有或不具有相同的几何形状。这些凹部42a、42b可以形成在360°上或不是形成在360°上。可以组合多个凹部,以便在环形元件4a、4b的表面上产生滴落部。
可替代地,所述至少一个第二突出结构包括一组凸台,特别是至少三个凸台,特别是相对于轴线A1成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于轴线A1以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。优选地,第一组凸台被设置成与保持架的第一表面50a接触,并且第二组凸台被设置成与保持架的第二表面50b接触。有利地,第一组设置在环形元件4a上,第二组设置在环形元件4b上。
除非在逻辑上或技术上不相容,否则可以预期各种先前描述的变型中的若干变型的任何组合。举例来说,图7示出了形成第一变型和第四变型的组合的第五变型。在图7的实施方式中,轴承实际上包括根据第一变型的保持架和根据第四变型的圈。
因此,第一实施方式涉及润滑的轴承,该轴承的保持架和/或至少一个圈成形为最小化保持架与内圈或外圈之间的至少一个接触表面或至少一个潜在接触表面。因此,这样的实施方式允许减少或甚至消除至少一个能够容纳润滑剂的接触表面,并且因此允许由润滑剂引起的摩擦力矩最小化。
特别是由于形成轴承的一部分的部件、特别是轴承的保持架和内圈或外圈的可能粘附,这允许轴承被润滑以在轴承的运行噪音方面获得良好的性能,而润滑剂不会损害轴承的能量传递性能。
在下文中参照图8和图9描述钟表400的第二实施方式。该钟表是表,例如特别是手表,特别是自动手表。
钟表包括钟表机芯300,特别是机械机芯,特别是自动机芯。
机芯包括钟表机构200。例如,该机构可以是自动上弦装置的摆锤装置或者可以是自动上弦装置。该机构包括轴承。
例如,轴承1是钟表轴承,特别是钟表滚珠轴承。该轴承包括第一圈4、第二圈3、滚动体2,第一圈4特别是内圈,第二圈3特别是外圈,滚动体2特别是滚珠。
轴承具有轴线A1,第一圈或第二圈通过滚动体围绕轴线A1被旋转地引导。第一圈和第二圈各自具有设置成支承滚动体的轴承轨道。
轴承没有保持架。因此,它是“无保持架”型。换言之,轴承是“完全互补滚珠轴承”或“一体滚珠轴承”类型。更一般而言,轴承具有“一体的元件或滚动体”。更具体而言,特别是当一个圈围绕轴线A1相对于另一个圈移动时,轴承的滚动体能够彼此接触。这样的轴承的优点在于,由于轴承没有保持架,它防止了保持架与轴承的内圈或外圈之间的粘附的风险。而且,这样的轴承的优点在于,它能够承受大于根据第一实施方式的轴承能够支撑的载荷的显著载荷。因此,这样的实施方式特别适用于其摆锤92表现出的静态扭矩大于或等于120μNm、甚至大于或等于180μNm、甚至大于或等于220μNm、甚至大于或等于250μNm的自动上弦机构。替代地或另外地,这样的实施方式也非常适合于摆锤包括重扇区的自动上弦机构,该摆锤的重量大于2g、甚至大于3g、甚至大于4g。
所述圈中的一个圈4可以设置为固定到钟表机芯的框架上。因此,它可以具有允许其组装到框架上的结构40。优选地,另一个圈3具有至少一个用于连接至机芯的机构的装置30。例如,该装置可以是齿30。例如,机芯的机构可以是自动上弦机构。为此,圈3还可包括用于接收没有示出的摆锤的表面90。
例如,第一圈和第二圈中的一个(例如,内圈)由固定在一起或者简单弹性地拉向彼此的两个环形的元件或垫圈4a、4b形成。
下面描述用于制造如前所述的钟表轴承或钟表机构或钟表机芯或钟表的方法的实施方式。
该方法包括以下步骤:
-提供包括第一圈4、第二圈3和滚动体2的轴承,其中第一圈4特别是内圈,第二圈3特别是外圈,或者提供如前所述轴承;
-在第一圈和/或第二圈和/或滚动体的至少一个表面上施加润滑剂。
优选地,所述至少一个表面包括或形成一个所述圈的轴承轨道或轴承轨道的一部分的表面,和/或所述至少一个表面包括至少一个滚动体的支承表面。
有利地,通过喷射或非接触式喷涂施加润滑剂。
优选地,润滑剂在20℃的温度下的运动粘度在8St至15St之间,特别是等于10St或大体等于10St。可替代地,润滑剂在20℃的温度下可具有较低的运动粘度。例如,润滑剂在20℃的温度下的运动粘度可以在0.8St和1.5St之间,特别是等于1.2St或大体等于1.2St。
不管实施方式或变型如何,滚动体可以由钢、诸如镍钛诺的超弹性合金制成,或者甚至由陶瓷制成,特别是由氧化锆类型的陶瓷制成或者甚至由氮化硅类型的陶瓷制成。由不同材料制成的主体元件也可以组合在同一轴承内。陶瓷的使用允许防止微焊料和/或由钢-钢接触随时间引起的腐蚀的风险。由氮化硅制成的滚动体特别提供高电阻、高耐磨性、优异的刚度和非常好的耐腐蚀性。该陶瓷的密度也比钢的密度小40%。
不管实施方式或变型如何,保持架本身可以由铜基合金(例如CuBe2)制成,或甚至由钢制成。可替代地,保持架可以由任何其他材料制成。
不管实施方式或变型如何,轴承可包括5至11个滚珠,特别是7个滚珠,对于无保持架的轴承可以包括甚至更多个滚珠。
不管实施方式或变型如何,第一圈和/或第二圈和/或滚动体的至少一个表面涂有润滑剂。例如,润滑剂是在20℃的温度下的运动粘度在8St至15St之间、特别是等于10St或约等于10St的润滑剂。润滑剂可以是油。
不管实施方式或变型如何,轴承优选地是具有四个接触点的轴承。
滚动体优选为滚珠。可替代地,不管实施方式或变型如何,滚动体可以是滚针或滚子,特别是圆柱形或圆锥形的滚子。
在第二实施方式中,轴承优选地可包括25至35个滚动体或滚珠,特别是27或28或29或30个滚动体或滚珠。
不管轴承的实施方式如何,润滑剂优选通过“喷射”或非接触式喷涂来施加。这种润滑方法允许施加被指定并适于最小化轴承的摩擦噪音、甚至抵消轴承的操作噪音的受控量的润滑剂。优选地,润滑剂、特别是油滴直接施加在滚动体上。所有滚动体都可以被润滑。或者,可以仅润滑一个或一些滚动体。在该后一种情况下,其他滚动体的表面将在轴承运行期间通过润滑的滚动体与轴承轨道接触,然后通过其他滚动体与轴承轨道接触而被润滑。
本文所使用的术语“润滑剂”是指能够减小滚动体和圈之间的摩擦的任何材料,它包括固态、糊状或液态润滑剂。优选选择油。完成的测试实际上表明,粘度约为10St的油完全符合滚珠轴承的性能目标,特别是在噪音方面的性能目标。
在整个文件中,术语“润滑的轴承”应理解为表示其内圈和/或外圈和/或保持架和/或全部或部分滚动体的表面被润滑的轴承。
在整个文件中,术语两个部件之间的“潜在接触表面”应理解为当所述部件在间隙补偿之后接触时这两个部件的接触表面。
在整个文件中,术语“通孔”是指穿过部件、特别是保持架的整个厚度的开口或孔。
在整个文件中,术语“显露”是指开口或孔定位在部件、特别是保持架的边缘处,其中孔本身形成部件的边缘的一部分。
轴承允许为第一部件提供相对于第二部件围绕轴线A1的旋转引导。根据其类型,轴承还允许第二部件吸收施加在第一部件上的轴向力。
有利地,钟表滚珠轴承1的有趣的实施方式包括内圈4、外圈3和滚珠2.内圈和/或外圈和/或滚珠的至少一个表面涂覆有润滑剂。滚珠轴承包括25至35个滚珠,特别是27或28或29或30个滚珠。滚珠轴承不包括用于分离滚珠保持架或者滚珠轴承是具有一体式滚珠的类型,特别是满装滚珠轴承类型,或者滚珠能够彼此接触。至少一个或一些滚珠或者所有滚珠由钢制成。内圈由钢制成,并且外圈由钢制成。
有利地,滚珠由轴承钢制成,例如包含铬的低合金钢,比如100Cr6或100CrMo7-3。
有利地,内圈由不锈钢制成,比如,4C27A(DIN 1.4197)。
有利地,外圈由不锈钢制成,比如,4C27A(DIN 1.4197)。
有利地,滚珠安装在圈中,且具有切向间隙或余隙。当所有的滚珠接触时,即,当滚珠形成单个串时(该单个串具有两个端部的滚珠和中间的滚珠,每个中间的滚珠接触两个相邻的滚珠并且每个端部的滚珠接触单个中间的滚珠),测量该间隙。例如,该间隙高于滚珠的半径或者等于滚珠的半径。例如,该间隙低于滚珠的直径或者等于滚珠的直径。
根据该有趣的实施方式的第一滚珠轴承的特定实施方式的第一滚珠轴承具有27个滚珠。第一滚珠轴承已经被检测。第一滚珠轴承已经被安装在钟表中的机芯上以引导摆锤旋转。声音传感器被设定在距离钟表玻璃5厘米处。当钟表被初始移动时,声音传感器记录25dBA的声级。在摆锤的旋转的预定周期后(该周期引起磨损,该磨损等同于钟表惯常使用10年后得到的磨损),钟表再次移动并且再次记录25dBA的声级。第二滚珠轴承被检测。第二滚珠轴承与第一滚珠轴承的不同之处仅在于滚珠是由氮化硅制成的。第二滚珠轴承被安装在同一钟表中的同一机芯,用于引导同一摆锤旋转。同一声音传感器被设定在距离钟表玻璃5厘米处。当钟表被初始移动时,声音传感器记录25dBA的声级。在预定周期的摆锤旋转后(该周期引起磨损,该磨损等同于钟表惯常使用10年后得到的磨损),钟表再次移动并且再次记录33dBA的声级。因此,关于声音标准,在润滑的滚珠轴承中使用钢滚珠看起来比使用陶瓷滚珠有益。
有利地,摆锤装置或者自动上弦装置的有趣的实施方式包括:
框架91,以及
摆锤92,并且
摆锤92的静态扭矩大于或者等于120μNm或180μNm或220μNm或250μNm,和/或
摆锤的重量大于2g或3g或4g,以及
根据上述钟表滚珠轴承1的有趣的实施方式的滚珠轴承1,滚珠轴承围绕轴线A1在框架上引导摆锤,或者,
滚珠轴承1包括内圈4、外圈3和滚珠2,内圈和/或外圈和/或滚珠的至少一个表面涂覆有润滑剂,
滚珠轴承在框架上围绕轴线A1引导摆锤,
滚珠轴承包括25至35个滚珠,特别是27或28或29或30个滚珠。
轴承不包括用于分离滚珠的保持架或者轴承是具有一体式滚珠的类型,特别是满装滚珠轴承类型,或者滚珠能够彼此接触,
至少一个或一些滚珠或者所有滚珠由钢或者氮化硅或者超弹性合金(例如镍钛诺)制成,
内圈由钢或超弹性合金(例如镍钛诺)制成,以及
外圈由钢或超弹性合金(例如镍钛诺)制成。
有利地,钟表机芯的实施方式包括根据上述段落描述的装置的有趣实施方式。
有利地,钟表的实施方式包括如上述段落描述的钟表机芯或者如上述段落描述的装置的有趣实施方式。
Claims (31)
1.一种用于分离钟表轴承的滚动体(2)的保持架(5),所述保持架具有用于接收滚动体的第一开口(50)以及至少一个第一接触区域(56),该第一接触区域用于与轴承圈接触并具有至少一个中空结构(52),
所述保持架被设置成使得所述保持架的能够与轴承圈接触的表面(A)的面积小于下述部分的面积的0.6或0.5或0.45或0.4或0.3倍:
- 当所述保持架是平坦的环形保持架时,所述部分是所述保持架的沿所述保持架的轴线(A1)的正交投影(B);或者
- 当所述保持架是圆柱形的保持架时,所述部分是直径等于限定所述保持架的表面(A)的圆柱体的直径并且包括在所述保持架的两个端部边缘之间的圆柱体的圆柱形表面(B),
所述保持架包括第一边缘(58)和第二边缘(59),
所述第一开口是显露在所述第一边缘或所述第二边缘上的开口,并且所述至少一个第一中空结构包括穿过所述保持架的厚度(57)的至少一个第二开口。
2.根据权利要求1所述的保持架,其中,所述保持架的轴线(A1)是所述保持架的旋转对称轴线。
3.根据权利要求1所述的保持架,其中,所述保持架具有大体平坦的环形形状,或者所述保持架具有大体圆柱形的形状。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的保持架,其中,所述保持架具有大体平坦的环形形状,所述第一边缘是外边缘,并且所述第二边缘是内边缘,或者所述保持架具有大体圆柱形的形状,所述第一边缘是第一端部(581)的边缘,并且所述第二边缘是第二端部(591)的边缘。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的保持架,其中,所述保持架包括多个中空结构。
6.根据权利要求5所述的保持架,其中,所述多个中空结构为多个第二开口(52),每个第二开口设置在两个相邻的第一开口之间。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的保持架,其中,所述第一接触区域(56)包括至少一个第一突出结构(55),该第一突出结构的顶部(551)用于参与保持架-轴承圈界面。
8.根据权利要求7所述的保持架,其中,所述至少一个第一突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第一突出结构包括一组凸台。
9.根据权利要求7所述的保持架,其中,所述至少一个第一突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第一突出结构包括一组凸台,所述一组凸台包括至少三个凸台。
10.根据权利要求7所述的保持架,其中,所述至少一个第一突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第一突出结构包括一组凸台,所述一组凸台包括成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于所述保持架的轴线以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。
11.一种轴承(1),其包括第一圈(4)、第二圈(3)、滚动体(2)和用于分离滚动体的保持架,所述保持架是根据权利要求1-10中任一项所述的保持架(5),所述轴承圈包括所述第一圈和所述第二圈。
12.根据权利要求11所述的轴承,其中,所述轴承是钟表轴承。
13.根据权利要求11所述的轴承,其中,所述第一圈(4)是内圈,所述第二圈(3)是外圈。
14.根据权利要求11所述的轴承,其中,所述第一圈和所述第二圈中的一个的表面包括至少一个第二接触区域(49),所述第二接触区域具有至少一个第二中空结构(42a;42b)和/或至少一个第二突出结构(41a;41b),所述第二突出结构的顶部参与保持架-轴承圈界面。
15.根据权利要求14所述的轴承,其中,所述至少一个第二突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第二突出结构包括一组凸台。
16.根据权利要求14所述的轴承,其中,所述至少一个第二突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第二突出结构包括一组凸台,所述一组凸台包括至少三个凸台。
17.根据权利要求16所述的轴承,其中,所述至少一个第二突出结构包括圆形或大体圆形的肋,和/或所述至少一个第二突出结构包括一组凸台,所述一组凸台包括成圆形或大体圆形设置的至少三个凸台和/或相对于所述轴承的轴线(A1)以规则或大体规则的角度间隔设置的至少三个凸台。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的轴承,其中,所述轴承包括所述第一圈和/或所述第二圈和/或滚动体的涂有润滑剂的至少一个表面,和/或所述第一圈包括第一环形元件(4a)和第二环形元件(4b),所述第一环形元件和所述第二环形元件被成形为在组装它们时提供用于容纳所述保持架的凹槽(48),和/或所述滚动体是滚珠或滚针或滚子,和/或所述滚动体由陶瓷制成。
19.根据权利要求18所述的轴承,其中,所述轴承包括所述第一圈和/或所述第二圈和/或滚动体的涂有润滑剂的至少一个表面,所述润滑剂是在20℃的温度下具有在8St至15St之间的运动粘度的润滑剂。
20.根据权利要求19所述的轴承,其中,所述润滑剂是在20℃的温度下具有等于10St或约等于10St的运动粘度的润滑剂。
21.根据权利要求18所述的轴承,其中,所述滚动体是圆柱形或圆锥形的滚子。
22.根据权利要求18所述的轴承,其中,所述滚动体由陶瓷制成,所述陶瓷由氧化锆或氮化硅制成。
23.一种钟表机构(200),所述钟表机构包括根据权利要求11至22中任一项所述的轴承或根据权利要求1至10中任一项所述的保持架。
24.根据权利要求23所述的钟表机构,其中,所述钟表机构是摆锤装置或自动上弦装置。
25.一种钟表机芯(300),其包括根据权利要求1至10中任一项所述的保持架或根据权利要求11至22中任一项所述的轴承或根据权利要求23或24所述的钟表机构。
26.一种钟表(400),其包括根据权利要求25所述的钟表机芯或根据权利要求1至10中任一项所述的保持架或根据权利要求11至 22中任一项所述的轴承或根据权利要求23或24所述的钟表机构。
27.根据权利要求26所述的钟表,其中,所述钟表为手表。
28.一种用于制造钟表轴承或钟表机构或钟表机芯或钟表的方法,所述方法包括下述步骤:
- 提供根据权利要求11至22中一项所述的轴承;
- 在所述第一圈和/或所述第二圈和/或所述滚动体的至少一个表面上施加润滑剂。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述润滑剂是在20℃的温度下具有8St至15St之间的运动粘度的润滑剂。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述润滑剂是在20℃的温度下具有等于10St或约等于10St的运动粘度的润滑剂。
31.根据权利要求28-30中任一项所述的方法,其中,通过喷射或非接触式喷涂施加所述润滑剂。
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