KR20230098901A - 특히 타임피스 컴포넌트의 트림 엘리먼트를 위한, 힘 및 거리 동시 측정 디바이스 - Google Patents

Abstract

타임피스 컴포넌트에 축방향 힘을 적용하고, 기준부와 컴포넌트의 표면(10) 사이의 축방향 거리를 동시에 측정하기 위한 결합된 디바이스(100)로서, 이 표면(10)의 위치의 축방향 측정을 실행하기 위한 측정 수단(3)을 포함하는 측정 본체(2)를 보유하는 지지부(1), 및 이 표면(10)에 교정된 축방향 탄성 복귀 수단(9)에 의해 베어링 및 측정 포인트(5)에 전달되는 특성화된 축방향 힘을 적용하기 위해 사용자에 의해 작동되거나 자동화 조작기(7)에 의해 작동되는 제어 수단(6)을 포함하는, 상기 결합된 디바이스(100), 및 이 디바이스(100)를 사용하는 방법으로서, 적용된 축방향 스트로크의 함수로서 평탄하고 특정한 탄성 요소(90)의 스택이 결합된 힘 특성에 의해 특성화되고, 적용될 특정한 축방향 힘에 대응하는 회전 또는 축방향 스트로크를 제어 수단(6)에 부여하기 위해 사용되는, 상기 방법.

Description

특히 타임피스 컴포넌트의 트림 엘리먼트를 위한, 힘 및 거리 동시 측정 디바이스

본 발명은 타임피스 컴포넌트에 축방향 힘을 적용하고, 기준부와 상기 컴포넌트의 표면 사이의 축방향 거리를 동시에 측정하는, 특히 타임피스를 피팅 아웃하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 축방향으로 타임피스 컴포넌트의 상기 표면의 위치의 축방향 측정을 실행하도록 배열된 적어도 하나의 측정 수단을 포함하는 적어도 하나의 측정 본체를 보유하는 지지부를 포함하고, 이 측정 수단은 베어링 및 측정 포인트와 접촉하고 상기 축방향으로 정렬되는 필러-스핀들을 포함한다.

본 발명은 또한 이러한 측정 디바이스를 사용하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 타임피스 생산 분야에 관한 것으로, 특히 인샵 어셈블리(in-shop assembly) 및 계측에 관한 것이다.

타임피스 컴포넌트 내에 보석을 피팅하는 단계의 범위 내에서, 주어진 힘에 대해 그 핏의 강도(2 마이크로미터 정도의 최대 변위)가 보장되어야 하며, 이는 동일한 부류로부터의 블랭크가 상호 교환 가능하다는 것을 보장하기 위함이다.

이러한 결정은 일반적으로, 보석의 표면에 대한 필러-스핀들 베어링(feeler-spindle bearing)에 기초하여, 거리 센서를 연속해서 이용하고, 그리고 거리 센서를 재사용하여 그의 타임피스 컴포넌트에서 이 보석의 최대 디프레션이 공차 내에 있는지를 체크하기 이전에, 이 보석에 교정된 축방향 힘을 발휘하는 힘 방출기를 이용하여 이루어지며, 이 힘 방출기에는 힘 센서가 제공되어 있다.

보석의 핏(fit)의 강도를 평가하는 또 다른 가능성은 모터 구동의 힘-거리 측정 디바이스를 사용하는 것이다. 이 대안은 주로 실험실에서 사용되고 어떤 경우에는 생산에서 사용된다. 그러나, 이 해결책은 구현하기가 더 복잡하고, 다수의 위치를 측정할 때 더 느리며, 더 비싸다.

XP1551355A에는, 기계 부품을 가압하고, 보석 프레스 벤치 및 보석을 플레이트 안으로 가압하도록 구성된 블랭크 프레스 벤치를 포함하는 기계가 개시되어 있다. 이 기계는 지지부에 국부적으로 사전 응력을 가하기 위해 블랭크 프레스를 사용하기 전에 보석과 지지부 사이의 상대 위치를 측정하도록 구성된 보석 필러-스핀들 및 플레이트 필러-스핀들을 더 포함한다. 따라서, XP1551355A에 의해 개시된 기계는 힘의 적용과 이러한 힘이 적용되는 표면의 변위(displacement)의 측정을 결합한다.

전술한 해결책 중 어느 하나를 이용한 번거로운 측정 방법을 회피하기 위해, 본 발명은, 타임피스 컴포넌트에 대한 다수의 핸들링 동작들에 대한 필요성을 회피하기 위해, 단일 어셈블리에서 간단한 원리에 의해, 2개의 측정 요소들(힘 및 거리)을 결합하는 것을 제안한다.

따라서 보석의 핏의 강도를 결정하는 것은 덜 복잡하고 덜 비싸다.

이를 위해, 본 발명은 청구항 1에 따라, 타임피스를 피팅 아웃하기 위해 힘과 거리를 동시에 측정하는 디바이스에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태는 청구항 21에 따라, 그러한 측정 디바이스를 사용하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 주어진 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 타임피스 컴포넌트를 수용하기 위한 테이블을 갖는 강성 프레임, 칼럼, 및 거리-측정 필러-스핀들(feeler-spindle)을 통합하는 측정 본체를 보유하는(carrying) 지지부를 포함하는 본 발명에 따른 디바이스의 입면도를 개략적으로 도시하며, 상기 디바이스는 제어 수단, 이 경우 플루트형 링(fluted ring)으로 형성된 제어 수단을 포함하고, 이 제어 수단은 재현 가능한 힘/스트로크 특성을 따르는 탄성 복귀 수단에 의해 베어링 및 측정 포인트에 전달되는 특성화된 축방향 힘을 컴포넌트의 표면에 적용하기(apply) 위해 사용자에 의해 또는 이 경우 자동화 조작기에 포함된 구동 롤러에 의해 조작되도록 배열되며, 제어 수단은 사전 결정된 모듈러스의 축방향 힘을 얻기 위해 소정의 스트로크를 탄성 복귀 수단에 부여한다.
도 2는 그러한 디바이스의 제1 대안의 실시예의 부분 및 축방향 단면도를 개략적으로 도시하며, 여기서 외부 링에 의해 형성된 제어 수단은 축방향 힘을 적용하기 위한 이 탄성 복귀 수단을 구성하는 탄성 요소의 스택을 변형시키는 내부 링을 구동하는 것으로 볼 수 있다.
도 3은 나선형으로 감긴 아암을 포함하는 그러한 원형의 탄성 요소의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 이러한 디바이스의 다른 대안적인 실시예의 측정 본체의 입면도를 개략적으로 도시하며, 여기서 외부 링은 드라이버들을 포함하고, 드라이버들 각각은 본체 내의 나선형 홈 내에서 이동할 수 있다.
도 5는 탄성 요소의 스택이 상부 본체의 뱅킹 표면(banking surface)에 대해 지지되는, 휴지 위치에서의 도 4의 측정 본체의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 4와 유사하게, 외부 링이 없는 동일한 측정 본체를 도시한다.
도 7은 도 6과 유사하게, 상부 본체가 없는 동일한 측정 본체를 도시하고, 위에서 아래로, 이는 필러-스핀들, 제어 수단에 의해 이동된 베어링 링, 탄성 요소의 스택, 및 베어링 및 측정 포인트를 도시한다.
도 8은 도 7과 유사하게, 베어링 링이 없는 동일한 측정 본체를 도시한다.
도 9는 도 6의 어셈블리의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 10은 도 7의 어셈블리의 사시도를 개략적으로 도시하며, 이러한 탄성 요소와 중간 링의 교번하는 스택을 도시한다.
도 11은 도 8의 어셈블리의 사시도를 개략적으로 도시하며, 상부 탄성 링은 도시되지 않고 상부 중간 링만이 보인다.
도 12는 탄성 요소 또는 탄성 요소 스택의 힘/스트로크 특성 곡선의 예이다: 공지된 스트로크 값은 사전 결정된 축방향 힘 값을 정확하게 결정한다.
도 13은 크랭크 또는 모터에 의해 높이가 조정될 수 있는 지지부와, 타임피스 컴포넌트를 운반하고 팔레티저(palletiser)에 의해 교체될 수 있는 원형 팔레트를 제공하는 본 발명에 따른 3개의 디바이스를 포함하는 생산 스테이션의 평면도를 개략적으로 도시하고 있으며; 디바이스 중 하나는 도 1에 도시된 것과 같은 구동 롤러를 포함한다.
도 14는 미세 조정을 위해 하부 스테이지에 의해 적용된 것보다 더 큰 힘을 적용하기 위해 상부 스테이지를 갖는, 직렬의 2개의 스테이지를 포함하는 측정 본체의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 15는 적용된 축방향 힘을 디지털 방식으로 측정하기 위해 컴포넌트 아래에 배치된 힘 센서를 포함하는 디바이스의 테이블의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 16은 도 15와 유사하게, 이러한 힘 센서를 포함하는 워크홀딩 팔레트를 도시한다.

본 발명은 타임피스 컴포넌트에 축방향 힘을 적용하고, 이 컴포넌트의 표면(10)과 기준부 사이의 축방향 거리를 동시에 측정하기 위한 디바이스(100)에 관한 것이다.

타임피스의 피팅 아웃을 제어하기 위해 개발된 본 발명은, 컴포넌트에 힘이 적용될 것을 요구하는 임의의 정밀 동작(precision operation), 및 이 힘의 적용 동안 또는 적용 이후에 검증될 이 컴포넌트의 축방향 위치의 관리유지 또는 드리프트를 위해 사용될 수 있다. 따라서, 특히 시계 제조 산업에서, 많은 정밀 공학 애플리케이션에 대해 관심이 있다.

이 디바이스(100)는 적어도 하나의 측정 본체(2)를 보유하는, 가능한 한 강성인 지지부(1)를 포함한다. 이 측정 본체(2)는 지지부(1)에 포함된 테이블 등과 같은 기준 표면에 대해, 축방향(A)으로, 타임피스 컴포넌트의 표면(10)의 위치의 축방향 측정을 실행하도록 배열된 적어도 하나의 측정 수단(3)을 포함한다. 이 측정 수단(3)은 베어링 및 측정 포인트(5)와 접촉하거나 또는 유도성 연결 등의 경우에 그 부근에 있고, 이 축방향(A)으로 그와 정렬되는 필러-스핀들(4)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 디바이스(100)는 힘을 적용하는 동시에 이 힘이 적용되는 표면의 변위를 측정하기 위한, 결합된 디바이스이다. 이를 위해, 디바이스(100)는 적어도 하나의 제어 수단(6)을 포함하며, 이 제어 수단은 적어도 하나의 교정된 축방향 탄성 복귀 수단(9)에 의해 상기 베어링 및 측정 포인트(5)에 전달되는 특성화된 축방향 힘을, 표면(10)에 적용하기 위해 사용자에 의해 또는 자동화 조작기(7)에 의해 작동되도록 배열된다. 용어 "특성화된 축방향 힘"은 모든 탄성 복귀 수단(9)이 재현 가능한 힘/스트로크 특성을 준수하는 것을 의미하는 것으로 이해된다: 따라서 각각의 적용된 스트로크는 항상 동일한 힘에 대응한다.

유리하게는, 탄성 복귀 수단(9)의 조성은 모듈식이며, 의도된 애플리케이션에 적합한 특정 범위의 힘의 사용을 허용한다. 예를 들어, 보어 안으로 보석을 가압하여 타임피스 컴포넌트를 피팅 아웃하기 위해, 0 내지 40 N, 보다 구체적으로는 2 N 내지 40 N의 범위를 커버하는 탄성 복귀 수단(9)이 대부분의 경우에서 타임피스 보석을 가압하기 위해 선택된다. 그러나, 제한된 범위, 예를 들어 15 내지 25 N을 커버하도록 선택하는 것도 동일하게 가능하다. 각각의 경우에, 눈금 스케일(graduated scale), 노치 등에 의해 식별될 수 있는 제어 수단(6) 상에 부과된 스트로크는, 특성 곡선 상의 이러한 스트로크에 반대로 판독된 힘이 적용된다는 보장을 사용자에게 제공한다.

제어 수단(6)은 보다 구체적으로, 축방향(A)으로의 운동을 통해 베어링 링(8)을 구동하고, 베어링 링(8)의 축방향 스트로크에 비례하는 축방향 힘을 베어링 및 측정 포인트(5)에 전달하도록 배열되는 이 적어도 하나의 축방향 탄성 복귀 수단(9)에, 베어링 링(8)에 의해 발휘되는 축방향 힘을 이 축방향(A)으로 수정하도록 배열된다.

도면에 의해 예시된 이로운 대안의 실시예에서, 제어 수단(6)은 회전 구동되도록 배열되고, 예를 들어 플루트형 링의 형태를 취하며, 본체(2)에 제공된 비스듬하거나 실질적으로 나선형인 홈(26)을 따르고 베어링 링(8)을 축방향(A)으로 적어도 병진 구동하도록 배열되는 적어도 하나의 드라이버(61)를 포함한다. 이 베어링 링(8)은 축방향(A)으로, 본체(2)에 포함된 탭핑(tapping)(22) 또는 각각의 나사산와 협동하는, 나사산(82) 또는 각각의 탭핑을 포함한다. 마찬가지로, 제어 수단(6)은 본체(2)에 포함된 나사산(28) 또는 각각의 탭핑과 협동하는, 탭핑(68) 또는 각각의 나사산을 포함한다. 도면에 예시된 비제한적인 대안의 실시예에서, 제어 수단(6)은 요구되는 힘을 점진적으로 적용하기 위해 사전 결정된 위치로 회전될 수 있는 링이다.

본 발명의 이로운 특징에 따르면, 축방향 탄성 복귀 수단(9)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 특히 실질적으로 평면형인 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함하고, 중심 링(92)을 보유하는 적어도 하나의 나선 권취형 아암(93)을 보유하는 주변 펠로(91)를 포함한다. 보다 구체적으로, 이러한 탄성 요소(90)는 타입 XC80의 스프링 강(spring steel) 등으로 제조된다. 동일한 평면형 기하학적 형상을 갖는 그러한 탄성 요소(90)의 생산은 이들이 상호 교환가능하게 만들어질 수 있게 한다. 상이한 두께의 선택은 다양한 응력 특성을 가질 수 있게 한다. 예를 들어, 동일한 평면형 기하학적 형상의 경우, 0.1 mm 두께 요소는 5 N의 힘에 대응하고, 0.2 mm 두께 요소는 7.5 N의 힘에 대응하고, 0.3 mm 두께 요소는 12.5 N의 힘에 대응하고, 0.4 mm 두께 요소는 15 N의 힘에 대응하고, 0.5 mm 두께 요소는 17.5 N의 힘에 대응하고, 0.6 mm 두께 요소는 20 N의 힘에 대응할 수 있는 등이다. 각각의 탄성 요소(90)는 적용된 축방향 힘/스트로크 특성 곡선을 특징으로 하고, 유사한 거동의 이러한 탄성 요소(90)의 스택의 특성 곡선을 결정하는 것이 용이하다. 예를 들어, 도면은 동일한 돌출 기하학적 형상을 갖는, 3개의 0.5 mm 두께의 탄성 요소(90) 및 1개의 0.2 mm 두께의 탄성 요소(90)를 사용하여 40 N의 최대 축방향 힘의 달성을 예시하며, 이는 낮은 생산 비용으로 제조를 용이하게 한다. 더욱이, 상이한 두께의 결합은 또한 이들이 다양한 응력 특성을 가질 수 있게 한다. 예를 들어, 3개의 0.5 mm 두께 요소 및 1개의 0.2 mm 두께 요소에 의해 형성된 탄성 요소의 세트의 경우, 이 세트의 1 mm의 축방향 변위는 12 N의 힘에 대응하고, 1.5 mm의 축방향 변위는 19 N의 힘에 대응하고, 2 mm의 축방향 변위는 26 N의 힘에 대응하고, 2.5 mm의 축방향 변위는 33 N의 힘에 대응하고, 3 mm의 축방향 변위는 40 N의 힘에 대응할 수 있는 등이다.

도 12는 40 N에서 교정된 탄성 복귀 수단(9)에 대한 특성 곡선의 일 예를 도시하며, 이 곡선은 거의 선형인 것으로 보여질 수 있다. 도 3에 따른 탄성 요소(90)의 특징은 그 사용 범위에서 거의 선형인 것으로 보여지기 때문에, 이 곡선은 여기서 과장되게 왜곡된다. 그러나, 특성 곡선이 선형이 아니더라도, 알려진 힘 값을 보장하는 이산 축방향 스트로크(discrete axial stroke) 값을 정의하는데 있어서 중요한 것은 그 재현성이라는 것이 명백하다. 또한, 마킹, 노치 등에 의해 식별되는 특정 스트로크는 잘 정의된 힘 값에 대응하며, 이 예에서 각도 11°/힘 10 N, 각도 25°/힘 20 N, 각도 37°/힘 30 N, 및 각도 49°/힘 40 N과 같다. 이러한 탄성 요소(90)가 원추형 기하학적 형상을 갖는 벨빌(Belleville) 또는 슈노르 와셔(Schnorr washer)의 경우에서와 같이 반드시 평면일 필요가 없음은 말할 것도 없지만, 여기서 적용된 힘이 매우 낮고, 평면형 기하학적 형상이 비평면형 또는 원추형 스프링 와셔보다 훨씬 더 우수한 제조 재현성을 보장하기 때문에 훨씬 더 유리하다는 점에 유념해야 한다. 또한, 평면형 휴지 위치로부터의 편차는 또한 매우 낮으며, 도면에 예시된 비제한적인 디바이스에서 사용되는 바와 같이 30 mm의 외경 및 5 mm의 내경을 갖는 탄성 요소(90)에 대해 1 밀리미터의 10분의 1 또는 1 밀리미터 정도이다.

따라서, 보다 구체적으로, 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 복수의 이러한 탄성 요소(90)의 스택을 포함하며, 각각의 탄성 요소는 특정 공칭 축방향 힘에 대해 교정되고, 그 결과가 디바이스(100)의 최대 축방향 교정을 결정한다.

유리하게는, 이 스택은 이러한 탄성 요소(90)와 중간 링(95)의 교번하는 스택이며, 이는 인접한 탄성 요소(90)의 아암들(93) 간의 임의의 접촉을 피하도록 배열된다. 특정적이고 비-제한적인 방식으로, 이 스택은 상부에, 중심 샤프트(59) 내의 홈(599)과 협동하고 중간 링(95)(이는 특히 황동으로 제조됨)과 교번하는 탄성 요소(90)에 의해 형성된 조립체를 홀딩하는 보유 링(99)을 더 포함하고; 저부를 향해, 다른 보유 링은 단순히 이동 정지부로서 기능하도록 다른 홈 내에 하우징될 수 있고, 무엇보다도 탄성 요소(90) 및 중간 링(95)의 조립체에 응력을 발휘하지 않고 조립을 용이하게 하기 위해 다른 홈 내에 하우징될 수 있는데, 이는 이 조립체가 베어링 힘을 적용할 수 있기 위해 하부측에서 자유로워야 하기 때문이다.

도면에 예시된 바와 같은 구성에서, 디바이스(100)는 그러한 복수의 탄성 요소(90)를 포함하며, 이들 모두는 상호 교환 가능하고, 이들 각각은 힘-스트로크 특성 곡선과 연관되고, 사용자에게 접근 가능하고 및/또는 주어진 축방향 힘을 얻기 위해 제어 수단(6)에 적용될 회전 또는 축방향 스트로크 및 적용될 결과적인 힘의 함수로서 적층 구성을 결정할 수 있는 관리 수단에 저장된다. 따라서, 사용자는 표면(10)에 적용되는 실제 힘을 확신할 수 있다.

상이한 배열이 가능하다. 하나의 대안의 실시예에서, 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 본체(2)에 포함된 적어도 하나의 뱅킹 표면(21, 251)에 맞닿아 지지되는 제1 강성 부분과, 베어링 링(8)에 포함된 적어도 하나의 스러스트 표면(81, 89)에 의해 발휘되는 스러스트(thrust) 작용을 받는 제2 강성 부분 사이에서 축방향으로 변형될 수 있는 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함한다. 다른 대안의 실시예에서, 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 상기 본체(2)에 포함된 적어도 하나의 뱅킹 표면(21, 251)에 맞닿아 지지되는 제1 강성 부분과 베어링 링(8)과 일체인 제2 강성 부분 사이에서 축방향으로 변형될 수 있는 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함한다.

탄성 요소를 보다 용이하게 유지 및 교환하기 위해, 본체(2)는 유리하게는 서로에 대해 조립된 적어도 2개의 부분으로 제조되고, 상부 부분(20)은 제어 수단(6)과 협동하도록 배열되고 필러-스핀들(4)을 둘러싸며, 하부 부분(25)은 베어링 및 측정 포인트(5)를 보유한다. 피닝 수단(252, 51)은 다양한 컴포넌트의 용이한 분해를 허용한다.

필러-스핀들(4)은 강성 펀치(59)와 협동하며, 강성 펀치는 베어링 블록 또는 베어링(58) 내부에 하우징되고, 바람직하게는 상호 교환가능한 베어링 및 측정 포인트(5)를 통해 표면(10)에서 테스트될 인서트를 가압한다. 힘이 적용되는 경우, 표면(10)의 변위가 즉시 측정된다. 테스트될 표면(10) 상에 플레이 없이 필러-스핀들이 세팅되고, 이로써 디스플레이의 영점을 세팅하기에 충분하며; 소정의 힘은 그후 등급(graduation)에 따라 제어 수단(6)을 회전시킴으로써 적용되며, 상기 등급은 반드시 짝수일 필요는 없으며, 현재의 구성에서 디바이스(100)의 탄성 복귀 수단(9)을 형성하는 탄성 요소(90)의 힘/스트로크 특성으로부터 도출된다.

보다 구체적으로, 적어도 하나의 제어 수단(6)은 스트로크를 제한하기 위한 뱅킹 및/또는 노치를 포함한다.

도 14에 간략하게 도시된 일 특정 실시예에서, 디바이스(100)는 직렬의 분리된 제어 수단(6)의 적층: 상부 본체(201) 및 상부 탄성 복귀 수단(901)과 협동하는 상부 제어 수단(601), 및 하부 본체(202) 및 하부 탄성 복귀 수단(902)과 협동하는 하부 제어 수단(602)을 포함하며, 각각의 제어 수단은 제 1 범위의 힘에서의 제1 축방향 힘과, 다음 제1 범위의 힘보다 낮은 제2 범위의 힘에서의 제1 축방향 힘보다 낮은 적어도 제2 축방향 힘을 표면(10)에 적용하기 위해, 특정 범위의 적용된 힘에 대응한다.

보다 구체적으로, 디바이스(100)는 특히 상부 본체(20)에서 탄성 요소(90)를 미변형 휴지 위치로 이동시킴으로써 스트로크를 재설정하기 위한 상부 뱅킹(29)을 포함한다. 보다 더 구체적으로, 이러한 상부 뱅킹(29)은 O-링 또는 유사한 유형의 적어도 하나의 보호 및 밀봉 개스킷을 포함한다.

도 15 및 도 16의 대안의 실시예에서, 디바이스(100)의 지지부(1)는 적어도 하나의 컴포넌트를 수용하기 위한 적어도 하나의 테이블 또는 팔레트(79)를 포함하고, 이 테이블 또는 팔레트(79)는 그에 적용된 축방향 힘을 디지털 방식으로 측정하기 위해 컴포넌트 아래에 배치된 힘 센서(101)를 포함한다.

본 발명은 시계 정밀도(horological precision) 분야에 관한 것이며, 따라서 마이크로미터 범위의 매우 작은 편차를 측정하는 능력에 관한 것이다. 이를 위해, 디바이스(100)는 작은 외부 치수, 및 그것이 하나의 워크스테이션으로부터 다른 워크스테이션으로 수동으로 변위될 수 있게 하는 질량을 유지하면서, 가능한 한 강성이어야 한다.

디바이스(100)는 측정 본체(2)를 보유하는 지지 요소(15)를 안내하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 적어도 하나의 단일의 대형 안내 칼럼(16), 또는 도 13에 도시된 바와 같은 복수의 칼럼(18, 19)을 포함하고, 유리하게는 생산 전환 동안 디바이스(100)의 접근에 대한 매크로-조정을 행하기 위한 수동 조정 수단(17) 및/또는 모터-구동 조정 수단(170), 또는 지지부(15)의 높이를 신속하게 변경하기 위한 캠 레버를 포함한다. 이 칼럼(16), 또는 이들 칼럼(18, 19)은 결합된 힘-적용 및 측정 캠페인 동안, 디바이스(100)의 강성, 및 각각의 지지 요소(15)와 핸들링될 컴포넌트를 수용하기 위한 테이블 사이의 축방향 거리(E)의 불변성(constancy)을 보장한다. 디바이스(100)가 도 13에 도시된 바와 같은 멀티-스테이션 디바이스인 경우, 스테이션 중 하나는 추출에 전용될 수 있다.

대량 생산의 경우에, 디바이스(100)는 유리하게는 로봇, 회전식 또는 선형 팔레티저 등에 의해 로봇 핸들링을 위해 배열되는, 컴포넌트를 수용하기 위한 적어도 하나의 팔레트(79)를 포함한다.

조작자 없이 사용하기 위해, 또는 동일한 조작자가 복수의 그러한 디바이스(100)를 동시에 관리하는 경우, 적어도 하나의 디바이스(100)는 적어도 하나의 제어 수단(6)의 회전의 각도 스트로크를 제어하기 위해, 롤러, 벨트, 구동 휠 등을 포함하는 적어도 하나의 자동화 조작기(7)를 포함한다. 이 자동화 조작기(7)는 제어 수단(6) 및 본체(2) 상에 포함된 마킹들의 동기화 시에 그 구동 운동을 정지시키기 위해 뷰잉 수단과 커플링될 수 있다.

본 발명은 또한 이러한 디바이스(100)를 사용하는 방법에 관한 것이며, 디바이스(100)가 축방향 힘이 적용된 것과 동시에 표면(10)의 변위를 측정하기 때문에, 탄성 요소(90)의 변형의 재현성은, 처음부터 정확하고 후속 검증 측정을 필요로 하지 않는 힘 적용 동작을 실행하는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 그러한 복수의 교정된 탄성 요소(90)가 제공되고, 그 힘 특성은 적용된 축방향 스트로크의 함수로서 기록되고, 그러한 탄성 요소(90)의 특정 스택은 적용된 축방향 스트로크의 함수로서 그 결합된 합력(resultant force) 특성에 의해 특성화된다. 또한, 이 결합된 특성은 단일 기동 동작에서, 결합된 특성에 따라 적용될 특정 축방향 힘과 관련된 특정 스트로크에 대응하는 회전 또는 축방향 스트로크를 제어 수단(6)에 부여하기 위해 사용된다.

보다 구체적으로, 종래의 기술과 달리, 컴포넌트의 표면(10)에 힘이 적용되고 표면(10)의 변위가 표면(10)의 동일한 측면으로부터 측정되며, 여기서 힘은 일반적으로 위로부터 적용되고, 이어서 변위는 아래로부터 측정된다.

보다 구체적으로, 디바이스(100)는 타임피스 컴포넌트를 보석으로 피팅하는데 사용되며, 타임피스 컴포넌트에 대한 보석의 삽입력 및 축방향 위치 불변성이 제어된다. 이러한 타임피스 컴포넌트는 특히, 비제한적인 방식으로, 플레이트, 브리지, 프레임 등과 같은 블랭크, 또는 디스크, 로커(rocker), 중간 휠 등과 같은 프로비젼일 수 있다.

보다 구체적으로 그리고 반대로, 이 디바이스(100)는 제어된 추출력(extraction force)으로 타임피스 컴포넌트 안으로 가압된 마찰 보석을 추출하는데 사용된다.

요약하면, 보석의 핏의 강도의 측정을 간소화하기 위해, 나선형 스프링의 세트로부터 유도되는 원하는 힘을 생성하도록, 필러-스핀들의 단부에 간단하고 직관적인 액추에이터를 추가하는 것(거리 측정)이 구상되었다.

일단 거리 측정 시스템의 포인트의 단부가 보석과 접촉하면:

- 영점이 찍히고;

- 액추에이터 또는 제어 수단(6)의 외부 링을 회전시킴으로써 원하는 힘이 적용되고;

- 동시에, 축방향 힘을 적용하는 동안 보석의 표면(10)이 움직였는지 여부와 얼마만큼 움직였는지가 체크된다.

요약하면, 본 발명은 그것이 얻는 이점 덕분에 현재의 어려움을 극복한다:

- 보석의 핏 강도를 결정하기 위해 타임피스 컴포넌트를 여러 번 핸들링할 필요가 없음;

- 감소된 거리 측정 불확실성(움직이는 보석);

- 적용된 힘의 변동성 감소;

- 더 짧은 측정 시간;

- 현재의 해결책에 비해 낮은 비용;

- 단순성, 상호 교환성;

- 모든 것이 단일 어셈블리로 통합되고 힘 적용과 거리 측정이 모두 동일한 축에서 수행되므로 측정 신뢰성이 향상됨.

따라서, 본 발명은 이 가압의 핏의 품질 및 피팅 조작을 제어하기 위해, 정밀 가압 또는 정밀 피팅을 실행하는데 특히 효과적이다. 기재된 바와 같은 디바이스(100)는 생산에 필요한 만큼 운송되기에 충분히 저렴하고, 콤팩트하며, 가볍다.

힘 적용 단계 및 측정 단계가 단일 조작으로 결합되기 때문에 핸들링이 간소화된다.

Claims (24)

1. 타임피스 컴포넌트에 축방향 힘을 적용하고, 기준부와 상기 컴포넌트의 표면(10) 사이의 축방향 거리를 동시에 측정하기 위한, 특히 타임피스를 피팅 아웃하기 위한 디바이스(100)로서,
   상기 디바이스(100)는 축방향(A)으로 타임피스 컴포넌트의 상기 표면(10)의 위치의 축방향 측정을 실행하도록 배열된 적어도 하나의 측정 수단(3)을 포함하는 적어도 하나의 측정 본체(2)를 보유하는 지지부(1)를 포함하고, 이 측정 수단(3)은 베어링 및 측정 포인트(5)와 접촉하고 그와 상기 축방향(A)으로 정렬되는 필러-스핀들(4)을 포함하고, 상기 디바이스(100)는 힘을 적용하는 동시에 이 힘이 적용되는 표면의 변위를 측정하기 위한 결합된 디바이스이고, 상기 디바이스(100)는, 적어도 하나의 교정된 축방향 탄성 복귀 수단(9)에 의해 상기 베어링 및 측정 포인트(5)에 전달되는 특성화된 축방향 힘을 상기 표면(10)에 적용하기 위해, 사용자에 의해 또는 자동화 조작기(7)에 의해 작동되도록 배열된 적어도 하나의 제어 수단(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 수단(6)은, 상기 축방향(A)으로의 운동을 통해 베어링 링(8)을 구동하고, 상기 베어링 링(8)의 축방향 스트로크에 비례하는 축방향 힘을 상기 베어링 및 측정 포인트(5)에 전달하도록 배열되는 상기 적어도 하나의 축방향 탄성 복귀 수단(9)에, 상기 베어링 링(8)에 의해 발휘되는 축방향 힘을 상기 축방향(A)으로 수정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어 수단(6)은 회전 구동되도록 배열되고, 상기 본체(2)에 제공된 비스듬하거나 실질적으로 나선형인 홈(26)을 따르고 상기 베어링 링(8)을 상기 축방향(A)으로 적어도 병진 구동하도록 배열된 적어도 하나의 드라이버(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 베어링 링(8)은 상기 본체(2)에 포함된 탭핑(22) 또는 나사산과 각각 협동하는 나사산(82) 또는 탭핑을, 상기 축방향(A)으로, 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제어 수단(6)은 상기 본체(2)에 포함된 나사산(28) 또는 탭핑과 각각 협동하는 탭핑(68) 또는 나사산을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
6. 제 2 항 및 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 실질적으로 평면형인 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함하고, 중심 링(92)을 보유하는 적어도 하나의 나선 권취형 아암(93)을 보유하는 주변 펠로(91)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 축방향 탄성 복귀 수단(9)은, 탄성 요소들 각각이 특정 공칭 축방향 힘에 대해 교정되는, 복수의 상기 탄성 요소들(90)의 스택을 포함하고, 그 결과가 상기 디바이스(100)의 최대 축방향 교정을 결정하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스택은 상기 탄성 요소들(90)과, 인접한 상기 탄성 요소들(90)의 아암들(93) 사이의 임의의 접촉을 피하도록 배열된 중간 링들(95)과의 교번하는 스택인 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 디바이스(100)는, 탄성 요소들의 모두가 상호 교환 가능한, 복수의 상기 탄성 요소들(90)을 포함하고, 상기 탄성 요소들의 각각은 힘-스트로크 특성 곡선과 연관되고, 사용자에게 접근 가능하고 및/또는 주어진 축방향 힘을 얻기 위해 상기 제어 수단(6)에 적용될 회전 또는 축방향 스트로크들 및 적용될 결과적인 힘의 함수로서 적층 구성을 결정할 수 있는 관리 수단에 저장되는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
10. 제 2 항 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 상기 본체(2)에 포함된 적어도 하나의 뱅킹 표면(21; 251)에 맞닿아 지지되는 제1 강성 부분과, 상기 베어링 링(8)에 포함된 적어도 하나의 스러스트 표면(81, 89)에 의해 발휘되는 스러스트 작용을 받는 제2 강성 부분 사이에서 축방향으로 변형될 수 있는 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
11. 제 2 항 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축방향 탄성 복귀 수단(9)은 상기 본체(2)에 포함된 적어도 하나의 뱅킹 표면(21; 251)에 대해 맞닿아 지지되는 제1 강성 부분과, 상기 베어링 링(8)과 일체인 제2 강성 부분 사이에서 축방향으로 변형될 수 있는 적어도 하나의 탄성 요소(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(2)는 서로에 대해 조립된 적어도 2개의 부분들, 상기 제어 수단(6)과 협동하도록 배열되고 상기 필러-스핀들(4)을 둘러싸는 상부 부분(20), 및 상기 베어링 및 측정 포인트(5)을 보유하는 하부 부분(25)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어 수단(6)은 스트로크를 제한하기 위한 뱅킹들 및/또는 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는 직렬의 분리된 상기 제어 수단(6)의 적층을 포함하고, 각각의 제어 수단은, 제1 범위의 힘들에서의 제1 축방향 힘과, 그 다음에 상기 제1 범위의 힘들보다 낮은 제2 범위의 힘들에서의 상기 제1 축방향 힘보다 낮은 적어도 제2 축방향 힘을 상기 표면(10)에 적용하기 위해, 특정 범위의 적용된 힘에 대응하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는 스트로크를 재설정하기 위한 상부 뱅킹(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상부 뱅킹(29)은 적어도 하나의 보호 및 밀봉 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)의 상기 지지부(1)는 적어도 하나의 상기 컴포넌트를 수용하기 위한 적어도 하나의 테이블 또는 팔레트(79)를 포함하고, 이 테이블 또는 팔레트(79)는 컴포넌트에 적용되는 축방향 힘을 디지털 방식으로 측정하기 위해 상기 컴포넌트의 아래에 배치된 힘 센서(101)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는 상기 본체에 대한 지지 요소들을 안내하기 위한 복수의 칼럼들(18, 19), 및 생산 전환 동안 상기 디바이스(100)에 대한 매크로-조정들을 행하기 위한 수동 조정 수단(17) 및/또는 모터-구동 조정 수단(170)을 포함하고, 결합된 힘-적용 및 측정 캠페인 동안, 상기 디바이스(100)의 강성 및 각각의 상기 지지 요소와 핸들링될 컴포넌트들을 수용하기 위한 테이블 사이의 축방향 거리의 불변성을 상기 칼럼들이 보장하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는, 상기 컴포넌트들을 수용하고 로봇 핸들링을 위해 배열되는 적어도 하나의 팔레트(79)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(100)는, 적어도 하나의 상기 제어 수단(6)의 회전의 각도 스트로크를 제어하기 위한 롤러, 벨트 또는 구동 휠을 포함하는 적어도 하나의 자동화 조작기(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스(100).
21. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 디바이스(100)를 사용하는 방법으로서,
    복수의 교정된 상기 탄성 요소(90)가 제공되고, 적용된 축방향 스트로크의 함수로서 상기 탄성 요소의 힘 특성들이 기록되며, 적용된 축방향 스트로크의 함수로서 상기 탄성 요소들(90)의 특정 스택이 결합된 합력 특성에 의해 특성화되고, 그리고 상기 결합된 특성에 따라, 적용될 특정 축방향 힘과 관련된 특정 스트로크에 대응하는 회전 또는 축방향 스트로크를 상기 제어 수단(6)에 부여하기 위해 상기 결합된 특성이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    컴포넌트의 표면(10)에 힘이 적용되고, 상기 표면(10)의 변위가 상기 표면(10)의 동일한 측면으로부터 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 디바이스는 타임피스 컴포넌트를 보석으로 피팅하는데 사용되고, 상기 타임피스 컴포넌트에 대한 보석의 삽입력 및 축방향 위치 불변성이 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 21 항에 있어서,
    상기 디바이스는 제어된 추출력으로 타임피스 컴포넌트 안으로 가압된 마찰 보석을 추출하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.

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