利用圓錐形彈性鎖定件的組件系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用圓錐形彈性鎖定件的組件/組裝系統(tǒng)，該鎖定件可以將由不具有可用塑性域(即，具有非常有限的塑性域)的材料制成的部件組裝到包含不同類型的材料的構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前包括硅基部件的組件一般通過接合/粘接來固定。這類操作需要非常精細(xì)的操作，這使其變得昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是通過提供一種無粘合劑組件/組裝來克服上述所有或部分缺點(diǎn)，這種組件可以將由不具有不具有可用塑性域的材料制成的部件固定到包含延性材料(例如金屬或金屬合金)的構(gòu)件上。
[0004]為此，本發(fā)明涉及一種包括由至少一種第一材料制成的構(gòu)件的組件系統(tǒng)，該構(gòu)件包括軸和臺(tái)肩，該構(gòu)件的軸被接納在由第二材料制成的部件的開孔中，其特征在于，該組件系統(tǒng)包括由第三材料制成的鎖定件，該鎖定件布置成將該部件彈性地附裝在所述構(gòu)件的臺(tái)肩和該鎖定件之間，其中該鎖定件是具有內(nèi)壁的墊圈，該內(nèi)壁包括在鎖定件的高度的一部分上的基本上直的部分，該直的部分徑向地夾持所述構(gòu)件的軸，所述內(nèi)壁包括與該基本上直的部分相鄰的部分，該與該基本上直的部分相鄰的部分隨著其接近由第二材料制成的部件而圓錐形地展開，從而只有鎖定件的外周部分施加垂直于所述構(gòu)件的臺(tái)肩的軸向彈性力，從而固定包括構(gòu)件-部件-鎖定件的組件。
[0005]該配置有利地使得構(gòu)件-部件-鎖定件組件能夠在沒有粘合劑的情況下固定到普通的精密受控構(gòu)件上，同時(shí)保證該部件不經(jīng)受破壞性應(yīng)力，即使其由例如硅基材料構(gòu)成。事實(shí)上，申請人出人意料地能夠固定特別是在相對轉(zhuǎn)動(dòng)中結(jié)構(gòu)如此簡單的構(gòu)件-部件-鎖定件組件，因?yàn)殛P(guān)于由硅基材料制成的部件的機(jī)械阻力的成見至今要求不能在由具有很少或沒有塑性域的材料制成的部件上施加軸向力。
[0006]按照本發(fā)明的其它有利的特征:
[0007]-第三材料包括金屬或金屬合金，該金屬或金屬合金在70°C的溫度下10，000小時(shí)后的抗松弛強(qiáng)度等于代表得到第三材料的0.2%塑性變形所需應(yīng)力的75%的所施加力的至少50%，從而維持構(gòu)件-部件-鎖定件的固定的組件；
[0008]-第三材料包括銅、黃銅、鎳銀(也稱作“銅鎳鋅合金”或“洋銀”)、ARCAP合金、Pfinodal合金、Spinodal合金、Durnico合金、Durimphy合金、銅-鈹合金和/或20AP鋼；
[0009]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，鎖定件的高度與寬度比值介于0.1和5之間；
[0010]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，展開部分的寬度與鎖定件的總寬度的比值介于0.1和0.95之間；
[0011]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，展開部分的高度與鎖定件的總高度的比值介于0.1和0.95之間；
[0012]-鎖定件的內(nèi)壁包括關(guān)于基本上直的部分對稱的遠(yuǎn)離基本上直的部分圓錐形地展開的第二部分；
[0013]-鎖定件被倒角，以防止第二材料的任何破壞；
[0014]-第二材料是硅基的，例如硅、石英、二氧化硅、氮化硅或碳化硅；
[0015]-所述至少一種第一材料包括金屬或金屬合金；
[0016]-軸和臺(tái)肩是一體件。
[0017]另外，本發(fā)明涉及一種鐘表，其特征在于，該鐘表包括至少一個(gè)根據(jù)任一種上述變型的組件系統(tǒng)，沒有塑性域的部件可以是輪、擒縱叉或擺輪游絲。
[0018]最后，本發(fā)明涉及一種制造組件系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
[0019]a)形成由至少一種第一材料制成的包括軸和臺(tái)肩的構(gòu)件、由第二材料制成的具有開孔的部件和基于第三材料的呈墊圈形式的鎖定件，所述鎖定件包括比所述構(gòu)件的軸小的孔，并且其內(nèi)壁具有在鎖定件的高度的一部分上的基本上直的部分和遠(yuǎn)離基本上直的部分圓錐形地展開的部分；
[0020]b)將所述構(gòu)件的軸自由地插入部件的開孔中；
[0021]c)將軸靠著鎖定件中的孔放置，所述展開部分面向部件，并通過使用工具施加力來強(qiáng)行地使鎖定件靠著軸滑動(dòng)，以使鎖定件在其內(nèi)壁的基本上直的部分中變形，從而使得鎖定件的外周部分最靠近部件；
[0022]d)當(dāng)在工具和所述構(gòu)件的臺(tái)肩之間達(dá)到比第三材料的屈服強(qiáng)度小的預(yù)定力時(shí)，停止所述工具并隨后移除所述工具。
[0023]該方法有利地可以以簡單的彈性的方式固定構(gòu)件-部件-鎖定件的組件，而沒有可能的相對運(yùn)動(dòng)。事實(shí)上，有利地，根據(jù)本發(fā)明，只設(shè)有一個(gè)鎖定件并變形，以實(shí)現(xiàn)完全的彈性外周夾緊。容易理解的是，該類方法可以固定構(gòu)件-部件-鎖定件組件，同時(shí)適合于各種部件中的制造變型。
[0024]最后，出人意料地，由本方法中的鎖定件的外周部分施加的軸向應(yīng)力不引起基于具有很少或沒有塑性域的材料的第二材料的任何破壞。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可以相當(dāng)大地簡化將由具有很少或沒有塑性域的材料制成的部件組裝到樞軸上。特別應(yīng)當(dāng)理解的是，不需要提供任何粘合劑、額外的固定帽或互補(bǔ)的蓋形狀來使部件相互固定，特別是關(guān)于圍繞樞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的相對運(yùn)動(dòng)。
[0025]按照本發(fā)明的其它有利的特征:
[0026]-當(dāng)由所述工具施加的力在第三材料的屈服強(qiáng)度的20%和90%之間時(shí)，停止步驟d);
[0027]-第三材料包括金屬或金屬合金，該金屬或金屬合金在70°C的溫度下10，000小時(shí)后的抗松弛強(qiáng)度等于在步驟d)中代表得到第三材料的0.2%塑性變形所需應(yīng)力的75%的所施加力的至少50%，從而維持固定的構(gòu)件-部件-鎖定件的組件；
[0028]-第三材料包括銅、黃銅、鎳銀(也稱作“銅鎳鋅合金”或“洋銀”)、ARCAP合金、Pfinodal合金、Spinodal合金、Durnico合金、Durimphy合金、銅-鈹合金和/或20AP鋼；
[0029]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，鎖定件的高度與寬度比值介于0.1和5之間；
[0030]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，展開部分的寬度與鎖定件的總寬度的比值介于0.1和0.95之間；
[0031]-在位于軸平面內(nèi)的截面中，展開部分的高度與鎖定件的總高度的比值介于0.1和0.95之間；
[0032]-鎖定件的內(nèi)壁包括關(guān)于基本上直的部分對稱的遠(yuǎn)離基本上直的部分圓錐形地展開的第二部分；
[0033]-鎖定件被倒角，以防止第二材料的任何破壞；
[0034]-第二材料是硅基的，例如硅、石英、二氧化硅、氮化硅或碳化硅；
[0035]-所述至少一種第一材料包括金屬或金屬合金；
[0036]-部件是鐘表輪副、鐘表擒縱叉或鐘表擺輪游絲。
【附圖說明】
[0037]其它特征和優(yōu)點(diǎn)將參考附圖從下文通過非限制性例示給出的描述中顯而易見，其中:
[0038]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的鎖定件的透視圖；
[0039]-圖2是圖1的鎖定件的軸平面的橫截面；
[0040]-圖3是在方法中施加的力關(guān)于施加所述力的工具的軸向位置的圖示；
[0041]-圖4至8是根據(jù)本發(fā)明的方法的連續(xù)步驟的示意性截面圖；
[0042]-圖9是根據(jù)圖2的替代方案的鎖定件的軸平面的截面圖；
[0043]-圖10和11是包括根據(jù)本發(fā)明的組件系統(tǒng)的鐘表機(jī)芯的局部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]如上所述，本發(fā)明涉及一種將由不具有可用塑性域(即，具有非常有限的塑性域)的材料制成的部件組裝到包含不同類型的材料的構(gòu)件上的系統(tǒng)。
[0045]該組件系統(tǒng)是為鐘表學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)計(jì)的。然而，也可以設(shè)想用于其它領(lǐng)域，例如，特別是航空、珠寶首飾、汽車業(yè)或餐具領(lǐng)域。
[0046]在鐘表學(xué)領(lǐng)域里，越來越多的由脆性材料例如像摻雜或非摻雜單晶(或多晶)硅的硅基材料，二氧化硅例如石英或硅石，單晶或多晶剛玉，或更普遍地，氧化鋁、氮化硅和碳化硅制成的部件使得這種組裝是必要的。例如，可以設(shè)想完全或部分地由脆性材料基材形成擺輪游絲、擺輪、擒縱叉、橋夾板或甚至輪副例如擒縱輪。
[0047]然而，由于常常會(huì)使用已經(jīng)掌握了其制作的普通的鋼軸、軸桿或心軸帶來很難與使用不具有塑性域的部件相協(xié)調(diào)的限制。事實(shí)上，當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，不可能驅(qū)入鋼軸和這種系統(tǒng)地?cái)嗔训拇嘈圆考茨切┎痪哂锌捎盟苄杂虻牟考?。例如，很明顯，由進(jìn)入硅部件中的開孔中的金屬軸產(chǎn)生的剪切使部件系統(tǒng)地?cái)嗔选?br>[0048]這就是為什么本發(fā)明涉及一種組件系統(tǒng)1、101、121、201，該組件系統(tǒng)包括由至少一種第一材料制成的構(gòu)件3、103、123、203，該構(gòu)件包括軸2、102、122、202和臺(tái)肩4，構(gòu)件的軸2接納在部件5、105、205的開孔6中，所述部件由基于具有很少或不具有塑性域的材料的第二材料制成。
[0049]因此可以理解的是，軸2、102、122、202和臺(tái)肩4可以是使用單獨(dú)的第一材料的一體件，或構(gòu)件3、103、123、203的軸2、102、122、202和臺(tái)肩4可以由多種材料和/或多個(gè)部分構(gòu)成。
[0050]有利地，根