CN112740117B - 用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将钟表构件(2)固定到支承元件(3)的弹性保持件(1)，该弹性保持件(1)包括开口(5)，所述支承元件(3)能够***所述开口(5)中，该保持件(1)包括限定在该保持件(1)的连接区(9)之间的刚性臂(6)和弹性臂(7)，这些臂有助于确保所述支承元件(3)弹性夹持在所述开口(5)中，每个刚性臂(6)设置有所述保持件(1)的单个平的接触区(8)，该接触区(8)能够与所述支承元件(3)的相应的凸的接触部分(10)配合。

Description

用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件

技术领域

本发明涉及用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件。

本发明还涉及弹性保持件-钟表构件单元以及由这种单元和支承元件形成的组件。

本发明还涉及用于制造这种组件的方法。

另外，本发明涉及包括至少一个这种组件的钟表机芯。

最后，本发明涉及包括这种机芯的钟表。

背景技术

在现有技术中，已知诸如钟表夹头之类的弹性保持件，其通过弹性夹紧而有助于将钟表机芯中的游丝装配在摆轮轴上。

然而，由于这些弹性保持件在这些摆轮轴上具有小的且受限制的保持力矩，因此这种弹性保持件的主要缺点是在制造这种组件过程中存在复杂、耗时且昂贵的安装操作。

发明内容

本发明的目的是，通过提出一种弹性保持件来克服所有或部分上述缺点，该弹性保持件具有很高的保持力矩，尤其是为了有助于/简化由弹性保持件-钟表构件单元与支承元件形成的组件的安装操作，以及提供足够的保持力以在构件使用寿命期间保证其在平面上的位置以及其角位置。

为此，本发明涉及用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件，该保持件包括开口，所述支承元件能够***所述开口中，该保持件包括限定在该保持件的连接区之间的刚性臂和弹性臂，这些臂有助于确保所述支承元件弹性夹持在所述开口中，每个刚性臂设置有所述保持件的单个平的接触区，该接触区能够与所述支承元件的相应的凸的接触部分配合。

因此，由于这些特征，弹性保持件能够承受很高的弹性夹紧并因此在受到约束时能够存储大量的弹性能，以便释放较大的保持力矩，并且这尤其是由于该弹性保持件的特别是由于构成其刚性臂的材料的较大体积(或量)所引起的明显刚性引起的，该刚性臂包括内部结构和外部结构。应当指出，这些较大体积的材料更具体地包括在接触区中，该接触区在将支承元件***该保持件的过程中承受载荷(或应力)。

另外，可以看出，该弹性保持件构造成使得该弹性能存储相对于构成这种保持件的材料(例如硅)保持在允许的应力值之内。实际上，接触区8具有平的表面，从而允许它们与接触部分实现平-凸型接触构型，从而有助于避免/防止由于出现断裂或裂纹而对保持件1造成任何损坏。

在其他实施例中：

-所述接触区分布在所述保持件的每个刚性臂的凸的内表面上；

-每个接触区限定在所述保持件的每个刚性臂的凸的内表面上并在所述保持件的整个厚度或部分厚度上延伸；

-每个接触区能够与所述支承元件的相应的接触部分以平-凸型接触构型配合；

-所述弹性保持件包括与所述接触部分一样多的所述接触区；

-所述弹性保持件包括与所述弹性臂一样多的所述刚性臂；

-所述刚性臂和所述弹性臂相继且交替地布置在所述保持件中；

-每个刚性臂在其两个相对端部连接到两个不同的弹性臂；

-每个刚性臂的材料体积大于构成每个弹性臂的材料体积；

-每个弹性臂的横截面小于每个刚性臂的横截面；

-每个弹性臂具有在该弹性臂的整个主体中恒定的横截面；

-所述弹性保持件包括与所述钟表构件相连接的连接点；

-所述弹性保持件是用于将诸如游丝的钟表构件固定到诸如摆轮轴的支承元件的夹头/套圈；

-所述弹性保持件由硅基材料制成。

本发明还涉及用于钟表的钟表机芯的弹性保持件-钟表构件单元，该单元包括上述保持件。

尤其是，该单元是一体件。

本发明还涉及用于钟表的钟表机芯的组件，该组件包括弹性保持件-钟表构件单元，所述单元固定到支承元件。

本发明还涉及包括至少一个这种组件的钟表机芯。

本发明还涉及包括这种钟表机芯的钟表。

本发明还涉及用于制造上述由弹性保持件-钟表构件单元与支承元件形成的组件的方法，该方法包括：

-将所述支承元件***到所述单元的弹性保持件的开口中的步骤，所述步骤包括使所述弹性保持件弹性变形的子步骤，该子步骤具有使所述弹性保持件的刚性臂移动的阶段，从而引起该弹性保持件的弹性臂的双重弹性变形，以及

-将所述弹性保持件固定到所述支承元件的固定步骤，该固定步骤包括将所述保持件径向弹性夹紧在所述支承元件上的子步骤。

附图说明

通过以下参考附图对指示性和非限制性示例的描述，其他特定特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1是根据本发明的一个实施例的用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件的前视图，该弹性保持件处于约束状态；

-图2是根据本发明的实施例的用于将钟表构件固定到支承元件的弹性保持件的透视图，该弹性保持件处于休止状态；

-图3是沿图2的III-III的剖视图；

-图4是图2的部分A的放大图；

-图5示出包括钟表机芯的钟表，该钟表机芯设置有至少一个组件，该组件包括根据本发明的一个实施例的固定到支承元件的弹性保持件-钟表构件单元；

-图6示出用于制造由这种弹性保持件-钟表构件单元与支承元件形成的组件的方法。

具体实施方式

图1至图4示出用于将钟表构件2固定到支承元件3的弹性保持件1的一个实施例。例如，弹性保持件1可以是用于将诸如游丝的钟表构件2固定到诸如摆轮轴的支承元件3的夹头。

在该实施例中，该弹性保持件1可被包括在图5中可见的弹性保持件-钟表构件单元120内，该单元120用于布置在钟表100的钟表机芯110中。该单元120可以是由所谓的“脆性”材料制成的一体件，所述“脆性”材料优选地是可微加工的材料。这种材料可以包括硅、石英、刚玉或陶瓷。

应当注意，在该单元的变型中，仅弹性保持件1可以由这种所谓的“脆性”材料制成，然后钟表构件2由另一种材料制成。

该单元120可以通过例如弹性夹持固定到支承元件3上而形成用于钟表机芯110的组件130的一部分。将注意到，该组件130被发明用于钟表领域中。但是，本发明可以很好地用于航空、珠宝或汽车等其他领域中。

该保持件1包括分别在图2中可见的第一和第二平面P1、P2中的优选平的上表面和下表面12，并且包括外部和内部结构4a、4b。这些外部和内部结构4a、4b分别包括该保持件1的外周壁和内周壁并且具有不同的形状。更具体地，关于外部结构4a，其可以具有总体六边形形状，尤其是包括凸形部分。这些部分中的每一个都包括在将弹性臂7连接到刚性臂6的连接区9内。弹性臂7和刚性臂6均是将保持件1的各部分相互连接的长形部分。换句话说，刚性臂或弹性臂在这些臂6、7所包括的两个连接区9之间纵向延伸。在本文中，当谈到弹性臂7时，保持件1的相互连接的部分是刚性臂6，该连接在连接区9处实现。类似地，当谈到刚性臂6时，保持件1的相互连接的部分是弹性臂7，该连接显然在连接区9处实现。因此，可以理解，每个刚性臂在其两个相对端部中的每个端部直接连接到弹性臂。应注意的是，彼此直接连接的每个刚性和弹性臂包括它们共享的连接区9，在该连接区9，其中一个臂的端部直接连接到另一个臂的端部。此外，因此可以理解，弹性臂和刚性臂在该保持件中相继且交替地布置。每个刚性臂连接到两个不同的弹性臂，弹性臂“直接”连接到保持件1的其他刚性臂。该外部结构4a特别是拟通过布置在保持件1的外周壁中的至少一个连接点11连接到钟表构件2。关于内部结构4b，其具有非三角形的形状。包括该保持件1的内周壁的内部结构4b用于限定该保持件1的开口5，支承元件3拟***该开口5中。该开口5在保持件1中限定一空间，该空间小于支承元件3的端部的设置成布置在此处的连接部分的体积。应当注意的是，该连接部分具有圆形横截面，并且包括限定在支承元件3的外周壁13上的接触部分10的全部或一部分。需要注意的是，支承元件3的曲率半径R1如图1所示。

该保持件1包括将外部和内部结构4a、4b相互连接的刚性臂6和弹性臂7。应当注意，该保持件1包括与弹性臂7一样多的刚性臂6。刚性臂6在这里是不可变形的或几乎不可变形的，并且起到用于使保持件1刚硬的元件的作用。关于弹性臂7，它们能够主要在拉伸期间变形、但是同样在扭转期间变形。这些刚性臂6和这些弹性臂7在该保持件1中相继且交替地限定或分布。换句话说，这些刚性臂6通过所述弹性臂7相互连接。更具体地，每个弹性臂7在其两个相对端部在连接区9处与两个不同的刚性臂6连接。这样的刚性和弹性臂6、7以非限制性且非穷举的方式包括：

-包括在内部结构4b中的内表面，这些内表面用于共同限定保持件1的内周壁，因此也限定该保持件1的开口5，

-包括在外部结构4a中的外表面，这些外表面用于共同限限定该保持件1的外周壁。

应当注意，弹性臂7的内表面基本上是平的，刚性臂6的内表面是非平的，例如凸形的。在本实施例中，每个刚性臂6的凸内表面因此包括平的接触区8。该接触区8能够与支承元件3的相应接触部分10配合。该接触区8通过基本上在保持件1的全部或部分厚度上延伸而限定在内表面上。此外，该接触区8是平的，包括完全或部分平的表面。应注意的是，刚性臂6的接触区8根据平-凸型接触构型尤其是与接触部分10配合，在这种构型中，每个接触区8的平的表面与支承元件3的凸形接触部分10配合。这里应当注意，每个接触部分10的该凸形状是相对于与该部分10相对的每个对应接触区8的平的表面来评估的。应注意，接触区8的平的表面形成与支承元件的直径相切的平面。换句话说，平的表面垂直于支承元件的直径，因此垂直于支承元件的半径R1。

在这种构型中，每个刚性臂6的内表面上存在的平的接触区8使得在保持件1和支承元件3之间产生机械连接的过程中可以在它们之间施加接触压力，同时在该保持件1与支承构件3的组装和/或固定期间显著降低了接触区8和支承元件3的相应接触部分10处的应力强度，该应力易于使得保持件1出现断裂/破碎或其他裂缝而导致损坏。

在现有技术中，该接触压力是根据赫兹压力方程估计的，但该方程通常但不限于用于确定具有不同曲率直径或半径的圆柱形或球形部件之间的接触压力。在本案中，该赫兹压力根据以下方程定义：

其中：

-E*为等效弹性模量；

-F是径向力，也称为压力或径向载荷，或接触区8所承受的接触力；

-L是与每个接触区的长度相对应的引导长度，即保持件1的厚度；

-R是由以下方程定义的相对曲率半径：

·

当接触区8和支承元件3的相应接触部分10具有不同的曲率半径R2和R1并且处于凸-凸型接触构型中时。

在本实施例中，每个刚性臂6的接触区8是平的，因此不具有曲率半径R2。这样的接触区8能够在平-凸型接触构型中与支承元件3的相应接触部分10配合。

因此，在这样的接触构型中，由赫兹压力方程定义的接触压力小于与凸-凸型接触构型相关的接触压力，在凸-凸型接触构型中，具有曲率半径R2的接触区8能够与支承元件3的相应接触部10配合。在平-凸型接触构型中存在的接触压力小于尤其是在上述其他构型中实现的接触压力，这是因为，在这种情况下，由于本实施例的保持件1的每个平的接触区8没有曲率半径，导致相对曲率半径R具有较高值。

在平-凸型接触构型中，每个刚性臂6的接触区8能够与支承元件3的相应接触部分10配合，接触压力比其他接触构型的接触压力小至少25％。

在该实施例中，刚性和弹性臂6、7通过各自包括这些外部和内部结构4a、4b的一部分而使外部和内部结构4a、4b相互连接。在该保持件1中，这些刚性和弹性臂6、7基本上使得可以将支承元件3以弹性夹持的方式固定在设置在该保持件1中的开口5中，开口5由内部结构4b并特别是由该保持件1的内周壁限定。

如我们所见到的，这些刚性臂6因此包括保持件1与支承元件3的唯一接触区8，接触区8可以被限定在这些刚性臂6的全部或部分内表面中。每个刚性臂6的也称为“接触界面”的接触区8设置成与支承元件3的连接部分的外周壁13配合，特别是与限定在支承元件3的该外周壁13中的对应接触部分10配合。在这种情况下，保持件1于是包括三个接触区8，接触区8有助于在钟表机芯110中精确地对钟表构件2(例如游丝)进行定心。

参考图3，在该保持件1中，每个刚性臂6的材料体积基本上大于或严格地大于构成每个弹性臂7的材料体积。另外，将注意，在该保持件1中的臂的弹性或刚性是相对于该保持件1的接触区8并且更具体地相对于在向这些接触区8上施加力的过程中这些刚性或弹性臂的变形程度来定义的。实际上，将注意到，在该保持件1中，外部和内部结构4a、4b，特别是内周壁和外周壁，通过可变间隔E彼此分隔开，该可变间隔因此根据这些结构包括在例如刚性臂6中或包括在弹性臂7中而改变。实际上，当该间隔E限定在每个刚性臂6所包括的内周壁部分与外周壁部分之间时，该间隔E是最大间隔E1，即，在该刚性臂6的内表面与外表面之间存在最大间隔E1。尤其是，对于每个刚性臂6，该最大间隔E1限定在每个刚性臂6的接触区8和该刚性臂6的外周壁的相对部分之间。此外，当该间隔E限定在弹性臂7所包括的外周壁部分与内周壁部分之间时，该间隔E是最小间隔E2，即，在该弹性臂7的内表面与外表面之间存在最小间隔E2。

因此，在此应理解，每个弹性臂7的横截面小于每个刚性臂6的横截面。换句话说，每个弹性臂7的横截面的表面积小于每个刚性臂6的横截面的表面积。应当注意，在该弹性臂7的整个主体中，弹性臂7的横截面是恒定的或基本恒定的，而在该刚性臂6的整个主体中，刚性臂6的横截面是非恒定的/可变的。另外，将看到：

-每个刚性臂6的横截面优选是实心或部分实心的截面，其垂直于该刚性臂6的主体在其中延伸的纵向方向，

-每个弹性臂7的横截面优选是实心或部分实心的截面，其垂直于该弹性臂7的主体在其中延伸的纵向方向。

与现有技术的保持件相比，刚性和弹性臂6、7的这种构造使得保持件1可以在相同的夹持下存储更大量的弹性能。这样，存储在保持件1中的弹性能的量使得可以在由保持件-钟表构件单元120与该支承元件3形成的组件130中获得更大的支承元件3的保持件的保持力矩。另外，将注意到，保持件1的这种构造使得可以存储的弹性比能是现有技术的保持件的弹性比能的6至8倍大。

应注意，保持件1中的刚性和弹性臂6、7的布置在***夹紧时允许每个弹性臂7发生变形，从而允许整个保持件1的变形与组装到其上的支承元件3的连接部分的几何形状相适应。此外，每个弹性臂所经受的变形模式是环形扭转与径向膨胀的耦合。

参考图5，本发明还涉及一种用于制造由弹性保持件-钟表构件单元120与支承元件3形成的组件130的方法。该方法包括将支承元件3***到保持件1的开口5中的步骤13。在该步骤13中，在预期将支承元件3的连接部分引入到在该开口5中限定的空间中时，使支承元件的端部位于限定在保持件1的下表面12中的开口5的入口处。该步骤13包括使保持件1并特别是包括该开口5的保持件1的中心区弹性变形的变形子步骤14，这是通过支承元件3的连接部分的外周壁13的接触部分10在刚性臂6的接触区8上施加接触力引起的。实际上，中心区的这种弹性变形导致保持件1的下表面12变形，于是保持件1特别是在包括在保持件1的中心区域中的该表面12的一部分处具有基本上凹入的形状。换句话说，当保持件1的中心区域变形时，该下表面12不再是平的，因此不再完全包括在第二平面P2内。

如前所述，保持件1的这种弹性变形是通过支承元件3的外周壁13的接触部分10在刚性臂6的接触区8上施加接触力引起的。该变形子步骤14包括在施加到刚性臂6的接触力的作用下使刚性臂6移动的阶段15。刚性臂6的这种移动是在位于相对于支承元件3和保持件1共同的中心轴线的径向方向B1和与该中心轴线C重合的方向B2之间的方向上进行的。接触力优选垂直于或基本上垂直于所述接触区8。在该阶段12的过程中，因此在该接触力的作用下移动的刚性臂6引起弹性臂7的双重弹性变形。

这些弹性臂7的第一变形也称为“弹性扭转变形”。在该扭转变形过程中，每个弹性臂7在其两个端部沿相同的旋转方向B4被移动的刚性臂6驱动，这些端部连接到所述刚性臂6。可以看到，这些弹性臂7的主体的仅一部分在这里可扭转变形，这里是弹性臂7的端部。通过帮助避免在保持件1与支承元件3组装期间保持件1发生任何断裂和/或出现裂纹，这种第一变形特别有助于改善支承元件3向保持件1的开口5中的***。

弹性臂7的第二变形也称为“拉伸变形”或“弹性延伸变形”。在该延伸变形过程中，每个弹性臂7在其两个端部沿纵向方向B3被移动的刚性臂6反向拉动，这些端部连接到所述刚性臂6。这种第二变形尤其有利于保持件1存储大量的弹性能。

弹性臂7的这种双重弹性变形可以同时或基本同时地进行，或者也可以相继或基本相继地进行。应当注意，在变形阶段的实施范围内，当相继或基本相继地进行这种双重弹性变形时，可以在第二变形之前进行第一变形。

该方法随后包括将保持件1固定到支承元件3的固定步骤16。该固定步骤16包括执行将保持件1径向弹性夹紧在支承元件3上的子步骤17。因此，可以理解的是，在这种约束状态下，保持件1存储大量的弹性能，这有助于赋予其相应的保持力矩，从而允许通过弹性夹紧实现特别理想的夹持。

Claims (19)

1.一种用于将钟表构件(2)固定到支承元件(3)的弹性保持件(1)，该弹性保持件(1)包括开口(5)，所述支承元件(3)能够***所述开口(5)中，该保持件(1)包括限定在该保持件(1)的连接区(9)之间的刚性臂(6)和弹性臂(7)，这些臂有助于确保所述支承元件(3)弹性夹持在所述开口(5)中，每个刚性臂(6)设置有所述保持件(1)的单个平的接触区(8)，该接触区(8)能够与所述支承元件(3)的相应的凸的接触部分(10)配合，其中，所述刚性臂(6)和所述弹性臂(7)相继且交替地布置在所述保持件(1)中，所述刚性臂(6)和所述弹性臂(7)沿在所述保持件(1)的连接区(9)之间的纵向方向延伸，所述弹性臂(7)限定成能够围绕所述纵向方向进行扭转变形和沿所述纵向方向进行弹性延伸变形。

2.根据权利要求1所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述接触区(8)分布在所述保持件(1)的每个刚性臂(6)的凸的内表面上。

3.根据权利要求1所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个接触区(8)限定在所述保持件(1)的每个刚性臂(6)的凸的内表面上并在所述保持件(1)的整个厚度或部分厚度上延伸。

4.根据权利要求1所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个接触区(8)能够与所述支承元件(3)的相应的接触部分(10)以平-凸型接触构型配合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述弹性保持件包括与所述接触部分(10)一样多的所述接触区(8)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述弹性保持件包括与所述弹性臂(7)一样多的所述刚性臂(6)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个刚性臂(6)在其两个相对端部连接到两个不同的弹性臂(7)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个刚性臂(6)的材料体积大于构成每个弹性臂(7)的材料体积。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个弹性臂(7)的横截面小于每个刚性臂(6)的横截面。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，每个弹性臂(7)具有在该弹性臂(7)的整个主体中恒定的横截面。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述弹性保持件包括与所述钟表构件(2)相连接的连接点(11)。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述弹性保持件是用于将游丝固定到摆轮轴的夹头。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性保持件(1)，其特征在于，所述弹性保持件由硅基材料制成。

14.一种用于钟表(100)的钟表机芯(110)的弹性保持件-钟表构件单元(120)，该单元包括根据权利要求1至13中任一项所述的保持件(1)。

15.根据权利要求14所述的单元(120)，其特征在于，所述单元是一体件。

16.一种用于钟表(100)的钟表机芯(110)的组件(130)，该组件(130)包括根据权利要求14和15中任一项所述的弹性保持件-钟表构件单元(120)，所述单元(120)固定到支承元件(3)。

17.一种钟表机芯(110)，其包括至少一个根据权利要求16所述的组件(130)。

18.一种钟表(100)，其包括根据权利要求17所述的钟表机芯(110)。

19.一种用于制造根据权利要求16所述的由弹性保持件-钟表构件单元(120)与支承元件(3)形成的组件(130)的方法，该方法包括：

-将所述支承元件(3)***到所述单元(120)的弹性保持件(1)的开口(5)中的步骤(13)，所述步骤(13)包括使所述弹性保持件(1)弹性变形的子步骤(14)，该子步骤具有使所述弹性保持件的刚性臂(6)移动的阶段(15)，从而引起该弹性保持件(1)的弹性臂(7)的双重弹性变形，以及

-将所述弹性保持件(1)固定到所述支承元件(3)的固定步骤(16)，该固定步骤包括将所述保持件(1)径向弹性夹紧在所述支承元件(3)上的子步骤(17)。

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