具有受力的弹性装置的复合构件
技术领域
本发明涉及一种使用非晶态金属合金的钟表集成件，并且具体涉及包括钟表构件的这种集成件，所述钟表构件的材料不具有可用的塑性域，即具有非常有限的塑性域。
背景技术
包括硅基部件在内的现有组件一般通过粘接剂结合进行紧固。这种类型的操作要求非常精密的进行，这就使其成本高昂。
发明内容
本发明的目标是通过提出一种不使用粘接剂来将特别是由脆性材料制成的构件固定或紧固在心轴上的钟表配件来克服全部或部分的上述缺点。
为此，本发明涉及一种用于制造复合构件的方法，其包括以下步骤：
a)形成具有供弹性装置伸入其中的开口的元件；
b)将工具放置在元件的弹性装置之间以便使弹性装置受力；
c)利用至少部分非晶态金属合金包覆该元件以便限制受力的弹性装置；
d)移除工具以在弹性装置之间形成设置有形状与所述工具对应的通路的复合构件。
该方法因此允许获得完全自动地定中心的复合构件。事实上，包覆步骤使得可以利用定中心应力将弹性装置保持在工具上，这保证了非常高的定位精度。
此外，包覆使得可以保护该元件以抗塑性变形，这容许“脆性”材料的使用。因此，从该方法获得的复合构件可被压入、即压配合到断裂风险很小的金属心轴上，即使该元件例如是硅基的。事实上，至少部分非晶态金属合金部分可能会发生塑性变形。
最后，至少部分非晶态金属合金的使用使得可以在制造复合构件之后或压配合复合构件之后拆卸。实际上，至少部分非晶态金属合金可有利地被加热至使其足够软而不具有机械阻力的预定温度。
根据本发明其它的有利变型：
-弹性装置形成与元件中的开口的壁一体地连接的至少两个可变形条带；
-所述至少两个可变形条带中的一个可变形条带的至少一端与所述至少两个可变形条带中的另一条带的至少一端一体连接；
-相互连接的至少两个可变形条带形成V形结构、多边形结构或Y形结构；
-在步骤c)中，将至少部分非晶态金属合金坯料加热至其玻璃化转变温度(Tg)与其结晶温度(Tx)之间以便包覆所述弹性装置；
-在步骤c)中，至少部分非晶态金属合金包覆层形成元件的突出部以便提供复合元件的完全由至少部分非晶态金属合金形成的厚度；
-在步骤c)中，将模具放置在元件上以界定出元件的能使用至少部分非晶态金属合金包覆的区域。
此外，本发明涉及一种复合构件，其包括具有开口的元件，被限制在一定体积的至少部分非晶态金属合金内的受压弹性装置伸入该开口中，所述复合构件包括相对于所述受压弹性装置定中心的通路。
包埋的弹性装置使得可以获得完全自动定中心的通路。实际上，由于弹性装置在承受来自工具的应力的同时被包覆，所以它们可保证非常高的定位精度。
另外，即使该元件例如由于对钟表的冲击而在其弹性装置中的一个处意外破裂，也仍会通过包覆层确保保持。该元件的可能破裂的任何部分事实上将通过包覆层保持就位，从而防止其释放到钟表机芯中。
最后，至少部分非晶态金属合金的使用允许复合构件的拆卸。实际上，至少部分非晶态金属合金可有利地被加热至使其足够软而不具有机械阻力的预定温度。
根据本发明其它的有利变型：
-弹性装置形成与元件中的开口的壁一体地连接的至少两个可变形条带；
-所述至少两个可变形条带中的一个可变形条带的至少一端与所述至少两个可变形条带中的另一可变形条带的至少一端一体连接；
-所述至少两个相互连接的可变形条带形成V形结构、多边形结构或Y形结构；
-一定体积的至少部分非晶态金属合金形成元件的突出部以便提供复合元件的完全由至少部分非晶态金属合金形成的厚度；
-该元件包含掺杂或无掺杂的单晶硅、掺杂或无掺杂的多晶硅、二氧化硅、石英、硅石、单晶刚玉、多晶刚玉、氧化铝、红宝石、氮化硅、碳化硅；
-该元件包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体形成的至少局部涂层；
-一定体积的至少部分非晶态金属合金由镁基合金、钛基合金、锆基合金、铁基合金、钴基合金、金基合金、钯基合金或铂基合金形成；
-一定体积的至少部分非晶态金属合金由ZrTiCuNiBe、PdCuNiP或PtCuNiP型合金形成。
最后，本发明涉及一种集成件/组件(assortment)，其包括被驱入到根据前述变型中的任一个的复合构件的通路中的心轴。
因此应理解，复合构件在心轴上具有提高的保持力。因此，被驱入复合构件中的心轴具有比未进行包覆的相同元件的简单弹性结构高得多的刚度。此外，保持转矩取决于由心轴上的孔的变形材料施加的压力。因此显而易见的是，该压力在复合构件的情况下明显更高。
此外，一定体积的至少部分非晶态金属合金保护该元件以防塑性变形，这允许“脆性”材料的使用。因此，复合构件可被驱动、即压配合到断裂风险很小的金属心轴上，即使该元件例如基于硅。事实上，至少部分非晶态金属合金体积可能塑性变形。
最后，至少部分非晶态金属合金的使用允许集成件的拆卸。实际上，至少部分非晶态金属合金可有利地被加热至使其足够软而不具有机械阻力的预定温度。
根据本发明其它的有利变型：
-心轴仅设置成被压靠在复合构件的一定体积的至少部分非晶态金属合金上；
-所述通路设置成使得心轴仅被压靠在复合构件的一定体积的至少部分非晶态金属合金上；
-复合构件靠着心轴的肩部被锁定；
-集成件形成钟表的齿轮系、擒纵系统或谐振器的全部或一部分。
附图说明
根据以下参考附图通过非限制性说明的方式给出的描述，其它特征和优点将清楚地显现，在附图中：
-图1是根据本发明的复合构件的俯视图；
-图2是根据本发明的复合构件的仰视图；
-图3是根据本发明的复合构件的截面图；
-图4至6是根据本发明的元件的替代方案的图示；
-图7是根据本发明的钟表机芯的分解图；
-图8是根据本发明的齿轮系的视图；
-图9是根据本发明的第一实施例的集成件的视图；
-图10至12是根据本发明的集成件的另一些实施例的视图。
具体实施方式
本发明涉及一种复合构件和一种包括使用非晶态金属合金的这种用于钟表的复合构件的组件。更具体地，该复合构件包括由不具有可用塑性域、即具有非常有限的塑性域的材料制成的元件。
以非限制性方式，该材料可为掺杂或无掺杂的单晶硅、掺杂或无掺杂的多晶硅、二氧化硅、石英、硅石、单晶刚玉、多晶刚玉、氧化铝、红宝石、氮化硅、碳化硅。该材料可包括由氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳的同素异形体形成的至少一个局部涂层。当然，可设想诸如其它陶瓷之类的其它类型的材料，同样可设想其它类型的涂层。
如上所述，当前的组件包括数量增加的硅基构件并且一般通过粘接剂结合而接合。这就是研发本发明的复合构件以形成擒纵系统103或谐振器105的齿轮系101的全部或一部分的原因。然而，在不脱离本发明的范围的前提下，其它应用是可能的，不仅仅应用于钟表制造领域中。
通过非限制性的示例的方式，复合构件可因此形成轮102、小齿轮104、振荡摆锤、发条(例如主发条)、擒纵轮107、擒纵叉杆109的叉杆108、擒纵叉杆109的叉头销110、擒纵叉杆109的叉头111、摆轮113、圆盘(例如保持冲击钉的双圆盘)或游丝115。在附图中，钟表游丝的内桩将用于更好地比较所描述的替代方案和实施例。
如图1至3所示，本发明涉及一种复合构件1，其包括具有开口4的元件3。如上所述，元件3可有利地通过不具有可用塑性域、即具有非常有限的塑性域的材料如硅基材料形成。
根据本发明，弹性装置5——即能够弹性变形的弹性结构，其优选与包围复合构件3的开口4的壁一体化——延伸入开口4中。在图1至3所示的示例中，元件3因此包括大致环形的内桩6，该内桩与游丝的内盘圈SI成一体且其开口4容纳弹性装置5。
优选地，根据本发明的弹性装置形成与元件中的开口的壁一体地连接的至少两个可变形条带。因此，在图1的示例中，弹性装置5包括三个可变形条带L1、L2、L3，其相互连接以形成在条带L1和L2之间的接合处接合到内桩6的内壁的一体三角形。
根据本发明有利地，如下所述，受压的、即弹性变形的弹性装置5被限制在一定体积的至少部分非晶态金属合金7内。还可见复合构件1中存在通路8，即不包含材料的区域。根据本发明有利地，通路8由于弹性装置5的受压状态而关于所述弹性装置定中心，如以下将进一步说明的。
在图1至3的示例中，还可见一定体积的至少部分非晶态金属合金7形成元件3的突出部9以便提供复合构件1的完全由至少部分非晶态金属合金形成的厚度E。
根据本发明优选地，一定体积的至少部分非晶态金属合金7由镁基合金、钛基合金、锆基合金、铁基合金、钴基合金、金基合金、钯基合金或铂基合金形成，例如由ZrTiCuNiBe、PdCuNiP或PtCuNiP型合金形成。用语“至少部分非晶态”意味着金属合金可部分地或完全处于非晶相。金属合金的优选至少20％、更优选至少50％且最优选至少80％处于非晶相。
因此应理解，被限制的弹性装置5使得可以获得完全自动定中心的通路8。实际上，由于弹性装置5在承受应力的同时被限制，所以它们可保证非常高的定位精度。
此外，至少部分非晶态金属合金的使用允许复合构件1的拆卸。事实上，一定体积的至少部分非晶态金属合金7可有利地被加热至使其足够软而不具有机械阻力、即能够蠕变的预定温度。
实际上，诸如上述的至少部分非晶态金属合金在它被加热至其玻璃化转变温度与其结晶温度之间时的粘度会下降至其可蠕变的程度。
最后，复合构件1内部的压配合具有比未进行包覆的相同元件的简单弹性结构5高得多的刚度。此外，保持转矩取决于由孔的变形材料施加的压力。因此显而易见的是，该压力在根据本发明的复合构件1的情况下明显更高。
当然，弹性装置5和顺带地元件3的其它替代方案是可以的。因此，一般而言，所述至少两个可变形条带中的一个可变形条带的至少一端与所述至少两个可变形条带中的另一可变形条带的至少一端一体地连接，以便通过弹性装置的变形使构件定中心。
举例而言，可以在内桩的内壁与仅包括两个可变形条带的弹性装置之间形成通路。因此显而易见的是，所述至少两个相互连接的可变形条带可形成V形的结构。
然而，优选地，所述至少两个相互连接的可变形条带形成多边形结构，即包括3个以上相互连接的条带，使得该通路完全由弹性装置包围。
第一替代元件13在图4中示出。因此，与图1相比，可见弹性装置15仍安装在内桩16的开口14内部并且包括形成三角形——即三个联锁的V形结构——的三个条带。然而，注意，在该第一替代方案中，三角形的每个顶点或V形结构的每个基部都与内桩16的内壁一体地连接。
第二替代元件23在图5中示出。因此，与图1相比，可见弹性装置25仍安装在内桩26的开口24内部。然而，注意，在该第二替代元件中，弹性装置25包括形成正方形即四个联锁的V形结构的四个条带。此外，正方形的每个顶点或V形结构的每个基部都与内桩26的内壁一体地连接。
也可以设想以Y形结构代替V形结构，即经由基部一体地连接的V形结构。通过非限制性的示例的方式，第三替代元件33因此在图6中示出。因此，与图1相比，可见弹性装置35仍安装在内桩36的开口34内部。然而，注意，在该第三替代元件中，弹性装置35包括三个Y形结构，其各自都包括借助于基部B、B’、B”与内桩36的内壁一体地连接的两个可变形条带L1、L2、L’1、L’2和L”1、L”2。
有利地，本发明还涉及一种集成件10，其包括被驱入如图9所示的复合构件1的通路8中的心轴2。此外，如图9所示，复合构件1可有利地靠着心轴2的肩部被轴向地锁定。
因此应理解，复合构件1在心轴上具有提高的保持力。因此，被驱入复合构件1中的心轴2具有比未进行包覆的相同元件3的简单弹性结构5高得多的刚度。此外，保持转矩取决于由心轴2上的通路8的变形材料施加的压力。因此显而易见的是，该压力在复合构件1的情况下明显更高。
此外，一定体积的至少部分非晶态金属合金7保护元件3以防塑性变形，这允许“脆性”材料的使用。因此，复合构件1可被驱入、即压配合到断裂风险很小的金属心轴2上，即使元件3例如基于硅。事实上，一定体积的至少部分非晶态金属合金7可能会发生塑性变形。
另外，即使元件3例如由于对钟表的冲击而在弹性装置5的其中一个可变形条带L1、L2、L3处意外破裂，也仍会通过包覆确保保持。元件3的可能破裂的任何部分事实上将通过包覆层保持就位，从而防止其释放到钟表机芯中。
最后，一定体积的至少部分非晶态金属合金的使用允许集成件10的拆卸。实际上，至少部分非晶态金属合金可有利地被加热至如上所述的预定温度，这使其足够软而不再具有机械阻力。
当然，集成件10以外的实施例是可以的。因此，例如，也可能希望弹性装置5、15、25、35不接触心轴。为了解决此问题，心轴和/或通路则可仅设置成被压靠在复合构件的一定体积的至少部分非晶态金属合金上。
第一替代实施例在图10中示出。在本例中，集成件50包括心轴42，该心轴被变细以仅被压靠在复合构件1的一定体积的至少部分非晶态金属合金7的突出部9的厚度E上。如图10所示，因此可见复合构件1的通路8保持未被驱入，特别是关于弹性装置5的第三条带L3。
第二替代实施例在图11中示出。在本例中，集成件60包括心轴52，该心轴包括形状与通路8不同的截面以便仅被压靠在复合构件1的一定体积的至少部分非晶态金属合金7上。如图11所示，因此可见复合构件1的通路8保持未被驱入，特别是关于弹性装置5。
第三替代实施例在图12中示出。在本例中，集成件70包括通路68，该通路具有形状与心轴62不同以便仅被压靠在复合构件61的一定体积的至少部分非晶态金属合金67上。如图12所示，因此可见复合构件61的通路68保持未被驱入，特别是关于弹性装置65。
当然，本发明并不限于所说明的示例，而是能有对本领域的技术人员而言将显而易见的各种变型和改型。特别地，可实施其它类型的元件(不同弹性装置、不同于内桩的应用等)或心轴(不具有肩部、不同截面的心轴等)而不脱离本发明的范围。
现在将描述用于制造复合构件1、61的示例性方法。根据本发明，用于制造复合构件的方法包括用于形成具有供弹性装置5、15、25、35、65伸入其中的开口4、14、24、34的元件3、13、23、33的第一步骤a)。
该方法继续步骤b)用于将工具放置在元件3、13、23、33中的开口4、14、24、34内部以便使弹性装置5、15、25、35、65受力。因此应理解，该工具将形成未来通路8、68。该方法然后包括用于使用至少部分非晶态金属合金包覆元件3、13、23、33以便限制受力的弹性装置5、15、25、35、65的步骤c)。为有利于步骤c)，可将模具放置在元件3、13、23、33上以更好地界定元件3、13、23、33的要使用至少部分非晶态金属合金包覆的区域。特别地，应理解，该模具可非常精确地形成元件3的提供在图1至3中公开的仅由至少部分非晶态金属合金制成的复合构件1的厚度E的突出部9。
最后，该方法结束于步骤d)用于移除工具以便形成设置有形状与所述工具对应的通路8、68的复合构件1、61。
当然，本发明并不限于所说明的示例，而是能有对本领域的技术人员而言将显而易见的各种变型和改型。特别地，可设置转位装置以使各部件完全彼此参照。
