CN103038713A - 时计的表盘面脚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种时计表盘（7），该表盘包括至少一个面脚（9）。所述面脚固定在所述表盘上并用于将所述表盘固定在所述时计上。所述面脚由至少部分非晶态的金属合金制成。

Description

时计的表盘面脚

技术领域

本发明涉及一种时计的表盘面脚，所述面脚固定在所述表盘上，并用于将所述表盘固定在时计上。

本发明的技术领域是精密制造技术领域。

背景技术

已知时计包括将表盘固定在其上的机芯。该表盘包括面脚，该面脚一方面用作表盘生产工序中的几何参考，另一方面用于将所述表盘固定在机芯上。

这些面脚由晶态金属，例如钢、黄铜或金制成。通过点焊装配这些面脚。由于以下三个主要原因，面脚通常在与表盘的基部的接触区域中具有较小的直径。首先，这可以避免妨碍将表盘抵靠机芯正确放置的焊接溢流。其次，这可以在面脚受到冲击的情况下，确保塑性变形局限在该窄区域内。然后，可调整面脚，同时在大直径的区域上保持良好精度，可在机芯上调整该大直径的区域。最后，在与表盘的基部接触的区域中具有该较小的面脚直径用于经由对所述面脚的有意和受控的弱化，在面脚受到冲击的情况下避免表盘的基部的变形。

然而，当前面脚的问题与晶态金属所特有的机械特性、即非常有限的弹性变形相关。事实上，每种材料具有其特有的杨氏模量E，又称为弹性模量（通常用GPa表示），用于表示其抗变形的特征。每种材料还具有其特有的弹性极限σ_e（通常用GPa表示），弹性极限表示材料超过该应力即发生塑性变形。因此，对于给定的尺寸，可以通过建立每种材料的弹性极限与弹性模量的比值σ_e/E来对材料进行比较，所述比值表示各种材料的弹性变形。因此，该比值越高，该材料的弹性变形越大。通常，对于Cu-Be型合金，杨氏模量E等于130GPa，弹性极限σ_e等于1GPa，这给出σ_e/E的比值为0.007的量级，即低。

因此，在操作错误期间，如果施加在面脚上的变形太大，则产生超过合金的弹性极限的应力风险，并因此造成永久的塑性变形。假设所述面脚经常用作表盘的生产工序中的几何参考，则因此必须展开面脚，以便对它们进行重新定位。则如果应力太高，或者由于如果应力持续作用而疲劳可使所述面脚破裂。

发明内容

本发明的目的是，通过提供一种具有更好的抗冲击性的金属表盘面脚来减少现有技术中存在的困难。

为此，本发明涉及一种包括至少一个面脚的时计表盘。所述至少一个面脚固定在所述表盘上，并用于将所述表盘固定在所述时计上。所述至少一个面脚和表盘由至少部分非晶态的金属合金制成。

本发明的第一个优点是可以使表盘面脚更好地承受冲击。事实上，非晶态金属具有更好的弹性性能。弹性极限σ_e增加可以增加比值σ_e/E，使得材料承受的应力增加，超过该应力，材料则不会恢复至其初始形状。如果面脚更难以发生塑性形变，也就不再需要展开面脚，以使面脚返回到其初始位置。如果面脚具有更强的抗力，同样地，由连续的折叠和展开对面脚的弱化较少，并因此使面脚具有更长的寿命。

本发明的另一优点是：可以制造具有较小尺寸的面脚。事实上，因为非晶态材料在塑性变形之前能够承受更大的应力，所以可以在不丧失强度的情况下制造具有较小尺寸的表盘面脚。

本发明同样地涉及一种包括至少一个面脚的时计表盘，所述表盘固定在支承件上，所述至少一个面脚固定在该支承件上，以便将所述表盘固定在所述时计上。所述至少一个面脚和所述支承件由至少部分非晶态的金属合金制成。

上述表盘的有利实施例是从属权利要求的主题。

在第一有利实施例中，所述至少一个面脚和表盘仅是同一部件。

在第二有利实施例中，所述至少一个面脚和支承件仅是同一部件。

在第三有利实施例中，所述至少一个面脚安装在表盘上。

在第四有利实施例中，所述至少一个面脚安装在支承件上。

在另一有利实施例中，所述材料是完全非晶态的。

在另一有利实施例中，所述表盘包括至少一个凹槽，所述至少一个面脚固定在所述凹槽中。

在另一有利实施例中，所述表盘固定在其上的所述支承件包括至少一个凹槽，所述至少一个面脚固定在所述凹槽中。

在另一有利实施例中，所述至少一个凹槽的侧面包括凹凸部，以便改善所述至少一个面脚在所述至少一个凹槽中的固定。

在另一有利实施例中，设置在所述至少一个凹槽的所述侧面上的凹凸部形成内螺纹。

在另一有利实施例中，所述至少一个凹槽具有等截面。

在另一有利实施例中，所述至少一个凹槽的基部具有最大的截面。

在另一有利实施例中，所述截面在向所述至少一个凹槽的基部靠近时线性增加，

在另一有利实施例中，所述面脚在其与所述表盘或支承件的接触区域中具有较小的直径。

在另一有利实施例中，所述面脚在其与所述表盘或支承件的接触区域中具有较小的直径，并且在邻近该接触区域的区域中具有甚至更小的直径。

在另一有利实施例中，所述至少一种金属元素是精密金属或基于这样的精密材料的合金，所述精密材料选自由金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或者锇组成的组。

这些实施例的一个优点是，可以在面脚和表盘仅形成单个部件的情况下，直接将面脚与表盘制造在一起。事实上，非晶态金属非常易于成形，并允许制造具有较高精确度的具有复杂形状的部件。这是由于非晶态金属的特性，即非晶态金属可在给定的温度区间[T_g-T_x]内软化，同时保持非晶态一段时间，所述温度区间是各种合金所特有的。因此，可以使用相对低的应力和在相当低的温度下使其成形，这则可以使用诸如热成形等的简单工艺同时非常精确地复制精确的几何形状，因为在所述温度区间[T_g-T_x]内，合金的粘度与温度有关地大幅降低。因此，可以以精确的方式将表盘和面脚制造成单个部件。

附图说明

在阅读以下仅通过非限制性示例和由附图示出的本发明的至少一个实施例的说明后，根据本发明的表盘面脚的目的、优点和特征将更加清楚，附图中：

-图1示意性地示出本发明的第一实施例；

-图2和图3示意性地示出固定在它们的机芯上的表盘的剖视图；

-图4示意性地示出本发明的第二实施例；

-图5至图7示意性地示出本发明的第二实施例的替代方案；

-图8示意性地示出本发明的第三实施例；和

-图9示意性地示出本发明的第一实施例的一特定变型方案。

具体实施方式

图1示出包括壳体2的时计1。如从图2看到的，在该壳体2中设置有机芯5，表盘7固定在机芯5上。该表盘7通过面脚9固定在机芯5上，面脚9固定在所述表盘7上，并接合在机芯5的开口11中。通过固定装置13来确保表盘7在机芯5上的固定。这些固定装置13例如由螺钉15组成，螺钉15接合在横向于开口11并通入开口11中的螺纹孔内。因此，上述螺钉将所述面脚9拧紧，以将所述面脚9保持固定在开口11中。当然，能够理解，根据图3示出的变型方案，表盘7安装在支承件17上，面脚9固定在该支承件17上，如由珐琅制成的表盘7粘合在由黄铜制成的支承件17上。

有利地，面脚9由非晶态的或至少部分非晶态的材料制成。尤其是，使用包括至少一种金属元素的材料。优选地，所述材料可以是非晶态的金属合金。至少部分非晶态的材料可理解为，该材料能够在非晶态相下至少部分地凝固，即，该材料能够至少局部地失去其所有晶体状结构。

事实上，这些非晶态的金属合金的优点缘于：在其制造期间，构成这些非晶态材料的原子不会像晶态材料那样根据一特定结构排列。因此，即使晶态材料和非晶态材料的杨氏模量E相同，但它们的弹性极限σ_e不同。因此，非晶态金属的弹性极限σ_e比晶态金属的弹性极限σ_e高约2至3倍。这使非晶态金属在达到弹性极限σ_e之前能够承受更大的应力。非晶态金属塑性变形更加困难，并且当所施加的应力超过弹性极限时以碎裂的方式破裂。令人惊奇的是，精密的非晶态金属具有良好的机械特性。因此，所述材料的金属元素可包括金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或者锇。

上述面脚9相对于它们的由晶态金属制成的等同物来说，具有强度更高、寿命更长的优点。

事实上，因为非晶态金属具有较高的弹性极限，因此必须施加更大的应力以使其塑性变形。为此，在冲击期间，由非晶态金属制成的面脚9对施加到其上的应力具有更大的抵抗力，因为所述面脚在更大的应力区间上弹性变形，并且一旦冲击结束，其就恢复到其初始位置。由于由非晶态金属制成的面脚9与由晶态金属制成的面脚相比，面脚9发生弹性变形的应力区间更大，这使得由非晶态金属制成的所述面脚9可以承受能够使由晶态金属制成的所述面脚9发生塑性变形的应力。由于变形是弹性的，这些面脚9不再需要被展开以恢复到其初始位置，由此它们被较少弱化，并因此提高了它们的寿命。

此外，由于非晶态金属的弹性极限比晶态金属的弹性极限高约2至3倍，这使得非晶态金属可承受更大的应力，因此可设想减小所述面脚9的尺寸。事实上，由于由非晶态金属制成的表盘7的面脚9可在不发生塑性变形的情况下承受更大的应力，因此，在具有相同应力的情况下，相对于晶态金属，可以减小面脚9的尺寸。因为面脚9被插入机芯5的开口11内，所以事实是减小面脚9的尺寸可以减小开口11的尺寸。

然而，减小面脚9的尺寸增加了表盘7变形的风险，特别是如果面脚9在与表盘7或支承件17的基部的接触区域10、12处具有较小直径。根据一特定变型方案，如图9所示，面脚9在邻近接触区域10、12的区域14中具有甚至更小的直径。这可以实现分离功能。使用接触区域10、12是为了避免妨碍将表盘7正确地放置在机芯5上的焊接溢流。区域14用于弱化面脚9，使得面脚9在这个区域14的水平处弹性变形或塑性变形。

为了制造这些面脚9并将这些面脚9固定在表盘7上，可以设想若干方法。

在第一实施例中，可以设想制造面脚9，然后将它们固定在表盘7上。面脚9可通过机加工制造，但可以使用非晶态金属的特性来制造它们。事实上，非晶态金属非常容易成形，这使其可以制造具有较高精度的具有复杂形状的部件。这是由于非晶态金属的特性：其可软化，同时在给定的温度区间[T_g-T_x]内保持非晶态一定时间。该温度区间是每种合金的特性（例如，对于Zr_41.24Ti_13.77Cu_12.7Ni₁₀Be_22.7合金，T_g=350℃和T_x=460℃）。因此，可以在相对低的应力和相当低的温度下使它们成形，这则可以使用简单的工艺，例如热成形。此外，由于在温度区间[T_g-T_x]中，合金的粘度与温度有关地大幅下降，所以使用上述材料可以非常精确地复制精确的几何形状，因此，所述合金采用阴模的所有细节。例如，对于基于铂的材料，在约300℃、达到10³Pa.s粘度和1MPa的应力下成形，而不是在温度T_g、达到10¹²Pa.s的粘度下成形。

所使用的一种工艺是非晶态预制件的热成形。该预制件通过在炉中熔融形成非晶态合金的金属元素获得。所述熔融在受控的气氛下实施，其目的是获得掺杂尽可能低的氧的合金。一旦这些元素被熔融，则将它们铸造成半成品，例如尺寸接近表盘7的面脚9的尺寸的圆柱体，然后将其快速冷却，以便维持至少部分非晶态状态或相。一旦获得预制件，则进行热成形，其目的是获得最终部件。在用于维持全部或部分非晶态结构所确定的时间期间，在介于所述非晶态材料的玻璃态转化温度T_g和所述非晶态材料的晶态温度T_x之间的温度范围内，通过挤压产生上述热成形。其目的是维持非晶态金属特有的弹性性能。因此，用于表盘7的面脚9的最终成形的各步骤是：

a）将具有面脚9的阴（负，négative）形状的基体加热到所选温度，

b）在热基体之间引入由非晶态金属制成的预制件，

c）在基体上施加闭合力，以将基体的几何形状复制到由非晶态金属制成的预制件上。

d）等待所选的最长时间，

e）打开基体，

f）将面脚9快速冷却至T_g以下，使得材料保持其至少部分非晶态相，和

g）将面脚9从基体上移除。

根据该第一实施例的变型方案，使用了铸造工艺。该工艺包括：在具有最终部件的形状的模具内铸造通过熔融金属元素获得的合金。一旦模具被填满，则将其快速冷却到低于T_g的温度，以避免合金的结晶，并由此获得由非晶态或部分非晶态金属制成的面脚9。铸造非晶态金属相对于铸造晶态金属而言的优点是更加精确。相对于晶态金属的从5%到7%的凝固收缩率来说，非晶态金属的凝固收缩率非常低，不到1%。

在制造所述面脚9之后，通过焊接将所述面脚9固定在所述表盘7上。优选地，所述面脚9设计成像根据现有技术的面脚9那样，即面脚在与表盘7的基部的接触区域12中具有较小的直径，以避免妨碍将表盘7正确地放置在机芯5上的焊接溢流。因此，在面脚9受到冲击的情况下，塑化变形局限在该窄区域内，以便保护表盘7。然而，同样可以将通过热成形或通过铸造制造的这些面脚9压入预先在表盘7上制造的凹槽19内。当然，在表盘7安装在支承件17上的情况下，面脚9焊接在支承件上，或压入在支承件17上切割出的凹槽19内。

根据可从图4中看到的第二实施例，在所述面脚9的制造期间，直接在表盘7的水平处复制模制面脚9。为此，使用热成形技术。该工艺以通过在表盘7上的放置所述面脚9的位置处制造凹槽19开始。这些凹槽19具有不超过表盘7的厚度的一半的深度，以便不会过多弱化所述表盘7。然后，将表盘7置于基体之间，并实施前述步骤a）至步骤g），使得直接在凹槽19内复制模制非晶态金属，并形成所述面脚9。当所述凹槽19具有等截面时，通过凹槽19的侧面25确保将面脚9保持在表盘7上。因此，这些侧面25和非晶态金属之间的摩擦防止面脚9分离。

为了改善面脚9在凹槽19内的保持，设置有保持装置23。这些保持装置23可采用各种形式。

在可从图5中看到的第一替代方案中，这些保持装置23可以是凹槽19的侧面25，该凹槽19设计成具有非等截面。优选地，凹槽19的基部21处的截面大于在表盘7的表面的水平处的截面。同样可设置成，当截面向凹槽19的基部21靠近时，该截面恒定地增加。将面脚9固定在其中的凹槽19的这种截面设计使其可以在不需要焊接或粘合的情况下将所述面脚9自然地保持在所述凹槽19内。

在可从图6中看到的第二替代方案中，可设置成：凹槽19的侧面25包括凹凸部27。所述凹凸部27可具有设置在每个凹槽19的侧面25上的中空和/或突起的形状。这些中空和/或突起可设计成形成内螺纹，所述内螺纹允许面脚9被拧入和旋出。这些凹凸部27利用非晶态金属能够在给定的温度区间[T_g-T_x]——其是每种合金具有的特性——内软化同时保持非晶态的特性，因此采用阴模的所有细节。然后将非晶态金属插入侧面25的中空部中，由此确保将面脚9更好地保持在凹槽19内。应当理解，在表盘7安装在支承件17上的情况下，在支承件17上制造在其中固定面脚9并且其侧面25包括凹凸部27的凹槽19，如图7所示。

可从图8中看到的第三实施例包括：用同一个部件制造表盘7和面脚9，即，同时用非晶态金属制造表盘7和面脚9。为此，形成模具的基体形成由表盘7和面脚9组成的部件的互补印记。应当理解，在表盘7安装在支承件17上的情况下，支承件17和面脚9仅是同一个部件。然后用非晶态金属铸造或热成形该部件。首先，由于连接到它们的面脚9的表盘7均用相同的模具制造，因此优点是该工艺具有极好的重复性。此外，该工艺具有操作简单以及不具有固定面脚9的步骤的优点，而固定面脚9的步骤存在使面脚9弯曲或者是使表盘7变形的风险。

同样可设置成，表盘7和面脚9用非晶态金属或者至少部分非晶态金属合金制成，但它们分别制造。这可以通过以下来理解，即面脚9和表盘7是独立的部件，然后将面脚9安装在表盘7上。在表盘7固定在支承件17上且支承件17是由非晶态金属制成的情况下，这也是可以接受的。面脚9和支承件17是由非晶态金属制成的不同部件。面脚9安装在所述支承件17上。

在面脚安装在表盘7上或安装在支承件17上的情况下，可以使用任何可能的方法粘合或者焊接或者固定面脚9。

应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可对本发明的上述各种实施例进行各种修改和/或改进和/或组合。

Claims (17)

1.包括至少一个面脚（9）的时计表盘，所述至少一个面脚固定在所述表盘（7）上并用于将所述表盘固定在所述时计上，其特征在于，所述至少一个面脚（9）和所述表盘（7）由至少部分非晶态的金属合金制成。

2.包括至少一个面脚（9）的时计表盘，所述表盘（7）固定在支承件（17）上，所述至少一个面脚（9）固定在所述支承件上，以将所述表盘固定在所述时计上，其特征在于，所述至少一个面脚（9）和所述支承件（17）由至少部分非晶态的金属合金制成。

3.根据权利要求1所述的时计表盘，其特征在于，所述至少一个面脚（9）和所述表盘（7）仅是同一部件。

4.根据权利要求2所述的时计表盘，其特征在于，所述至少一个面脚（9）和所述支承件（17）仅是同一部件。

5.根据权利要求1所述的时计表盘，其特征在于，所述至少一个面脚（9）安装在所述表盘（7）上。

6.根据权利要求2所述的时计表盘，其特征在于，所述至少一个面脚（9）安装在所述支承件（17）上。

7.根据权利要求1或2所述的表盘，其特征在于，所述材料是完全非晶态的。

8.根据权利要求1所述的表盘，其特征在于，所述表盘包括至少一个凹槽（19），所述至少一个面脚固定在所述至少一个凹槽中。

9.根据权利要求2所述的表盘，其特征在于，所述表盘（7）固定在其上的所述支承件（17）包括至少一个凹槽（19），所述至少一个面脚固定在所述至少一个凹槽中。

10.根据权利要求8或9所述的表盘，其特征在于，所述至少一个凹槽（19）的侧面（25）包括凹凸部（27），以改善所述至少一个面脚在所述至少一个凹槽中的固定。

11.根据权利要求10所述的表盘，其特征在于，设置在所述至少一个凹槽的所述侧面（25）上的所述凹凸部形成内螺纹。

12.根据权利要求8至10中的任一项所述的表盘，其特征在于，所述至少一个凹槽（19）具有等截面。

13.根据权利要求8至10中的任一项所述的表盘，其特征在于，所述至少一个凹槽（19）的基部（21）具有最大截面。

14.根据权利要求13所述的表盘，其特征在于，所述截面在向所述至少一个凹槽（19）的所述基部（21）靠近时线性增大。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的表盘，其特征在于，所述面脚（9）在其与所述表盘（7）或所述支承件（17）的接触区域（10）中具有较小直径。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的表盘，其特征在于，所述面脚（9）在其与所述表盘或所述支承件的接触区域（10）中具有较小直径，并且在临近该接触区域的区域（14）中具有甚至更小的直径。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的表盘，其特征在于，所述金属合金包括至少一种金属元素，所述至少一种金属元素是贵金属或基于这样的贵重材料的合金，所述贵重材料选自由金、铂、钯、铼、钌、铑、银、铱或者锇组成的组。

Images