利用圆锥形弹性锁定件的组件系统技术方案

本发明专利技术涉及一种包括由第一材料制成的构件的组件系统，所述构件包括轴和台肩，所述构件的轴被接纳在由具有很少或没有塑性域的第二材料制成的部件的开孔中。根据本发明专利技术，该组件系统包括由第三材料制成的锁定件，该锁定件布置成将该部件弹性地附装在所述构件的台肩和锁定件(9、19、109、129、209)之间，并且锁定件(9、19、109、129、209)是包括内壁(10)和该锁定件的外周部分的圆锥形垫圈，该内壁(10)径向夹持所述构件的轴(2、102、122、202)，该外周部分施加垂直于所述构件的台肩的弹性径向力，从而固定构件-部件-锁定件的组件。

【技术实现步骤摘要】
利用圆锥形弹性锁定件的组件系统
本专利技术涉及一种利用圆锥形弹性锁定件的组件/组装系统，该锁定件可以将由不具有可用塑性域(即，具有非常有限的塑性域)的材料制成的部件组装到包含不同类型的材料的构件。
技术介绍
当前包括硅基部件的组件一般通过接合/粘接来固定。这类操作需要非常精细的操作，这使其变得昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种无粘合剂组件/组装来克服上述所有或部分缺点，这种组件可以将由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(例如金属或金属合金)的构件上。为此，本专利技术涉及一种包括由至少一种第一材料制成的构件的组件系统，该构件包括轴和台肩，该构件的轴被接纳在由第二材料制成的部件的开孔中，其特征在于，该组件系统包括由第三材料制成的锁定件，该锁定件布置成将该部件弹性地附装在所述构件的台肩和该锁定件之间，其中该锁定件是具有内壁的垫圈，该内壁包括在锁定件的高度的一部分上的基本上直的部分，该直的部分径向地夹持所述构件的轴，所述内壁包括与该基本上直的部分相邻的部分，该与该基本上直的部分相邻的部分随着其接近由第二材料制成的部件而圆锥形地展开，从而只有锁定件的外周部分施加垂直于所述构件的台肩的轴向弹性力，从而固定包括构件-部件-锁定件的组件。该配置有利地使得构件-部件-锁定件组件能够在没有粘合剂的情况下固定到普通的精密受控构件上，同时保证该部件不经受破坏性应力，即使其由例如硅基材料构成。事实上，申请人出人意料地能够固定特别是在相对转动中结构如此简单的构件-部件-锁定件组件，因为关于由硅基材料制成的部件的机械阻力的成见至今要求不能在由具有很少或没有塑性域的材料制成的部件上施加轴向力。按照本专利技术的其它有利的特征：-第三材料包括金属或金属合金，该金属或金属合金在70℃的温度下10,000小时后的抗松弛强度等于代表得到第三材料的0.2％塑性变形所需应力的75％的所施加力的至少50％，从而维持构件-部件-锁定件的固定的组件；-第三材料包括铜、黄铜、镍银(也称作“铜镍锌合金”或“洋银”)、ARCAP合金、Pfinodal合金、Spinodal合金、Durnico合金、Durimphy合金、铜-铍合金和/或20AP钢；-在位于轴平面内的截面中，锁定件的高度与宽度比值介于0.1和5之间；-在位于轴平面内的截面中，展开部分的宽度与锁定件的总宽度的比值介于0.1和0.95之间；-在位于轴平面内的截面中，展开部分的高度与锁定件的总高度的比值介于0.1和0.95之间；-锁定件的内壁包括关于基本上直的部分对称的远离基本上直的部分圆锥形地展开的第二部分；-锁定件被倒角，以防止第二材料的任何破坏；-第二材料是硅基的，例如硅、石英、二氧化硅、氮化硅或碳化硅；-所述至少一种第一材料包括金属或金属合金；-轴和台肩是一体件。另外，本专利技术涉及一种钟表，其特征在于，该钟表包括至少一个根据任一种上述变型的组件系统，没有塑性域的部件可以是轮、擒纵叉或摆轮游丝。最后，本专利技术涉及一种制造组件系统的方法，包括以下步骤：a)形成由至少一种第一材料制成的包括轴和台肩的构件、由第二材料制成的具有开孔的部件和基于第三材料的呈垫圈形式的锁定件，所述锁定件包括比所述构件的轴小的孔，并且其内壁具有在锁定件的高度的一部分上的基本上直的部分和远离基本上直的部分圆锥形地展开的部分；b)将所述构件的轴自由地插入部件的开孔中；c)将轴靠着锁定件中的孔放置，所述展开部分面向部件，并通过使用工具施加力来强行地使锁定件靠着轴滑动，以使锁定件在其内壁的基本上直的部分中变形，从而使得锁定件的外周部分最靠近部件；d)当在工具和所述构件的台肩之间达到比第三材料的屈服强度小的预定力时，停止所述工具并随后移除所述工具。该方法有利地可以以简单的弹性的方式固定构件-部件-锁定件的组件，而没有可能的相对运动。事实上，有利地，根据本专利技术，只设有一个锁定件并变形，以实现完全的弹性外周夹紧。容易理解的是，该类方法可以固定构件-部件-锁定件组件，同时适合于各种部件中的制造变型。最后，出人意料地，由本方法中的锁定件的外周部分施加的轴向应力不引起基于具有很少或没有塑性域的材料的第二材料的任何破坏。该技术优点可以相当大地简化将由具有很少或没有塑性域的材料制成的部件组装到枢轴上。特别应当理解的是，不需要提供任何粘合剂、额外的固定帽或互补的盖形状来使部件相互固定，特别是关于围绕枢轴的转动轴线的相对运动。按照本专利技术的其它有利的特征：-当由所述工具施加的力在第三材料的屈服强度的20％和90％之间时，停止步骤d)；-第三材料包括金属或金属合金，该金属或金属合金在70℃的温度下10,000小时后的抗松弛强度等于在步骤d)中代表得到第三材料的0.2％塑性变形所需应力的75％的所施加力的至少50％，从而维持固定的构件-部件-锁定件的组件；-第三材料包括铜、黄铜、镍银(也称作“铜镍锌合金”或“洋银”)、ARCAP合金、Pfinodal合金、Spinodal合金、Durnico合金、Durimphy合金、铜-铍合金和/或20AP钢；-在位于轴平面内的截面中，锁定件的高度与宽度比值介于0.1和5之间；-在位于轴平面内的截面中，展开部分的宽度与锁定件的总宽度的比值介于0.1和0.95之间；-在位于轴平面内的截面中，展开部分的高度与锁定件的总高度的比值介于0.1和0.95之间；-锁定件的内壁包括关于基本上直的部分对称的远离基本上直的部分圆锥形地展开的第二部分；-锁定件被倒角，以防止第二材料的任何破坏；-第二材料是硅基的，例如硅、石英、二氧化硅、氮化硅或碳化硅；-所述至少一种第一材料包括金属或金属合金；-部件是钟表轮副、钟表擒纵叉或钟表摆轮游丝。附图说明其它特征和优点将参考附图从下文通过非限制性例示给出的描述中显而易见，其中：-图1是根据本专利技术的锁定件的透视图；-图2是图1的锁定件的轴平面的横截面；-图3是在方法中施加的力关于施加所述力的工具的轴向位置的图示；-图4至8是根据本专利技术的方法的连续步骤的示意性截面图；-图9是根据图2的替代方案的锁定件的轴平面的截面图；-图10和11是包括根据本专利技术的组件系统的钟表机芯的局部示意图。具体实施方式如上所述，本专利技术涉及一种将由不具有可用塑性域(即，具有非常有限的塑性域)的材料制成的部件组装到包含不同类型的材料的构件上的系统。该组件系统是为钟表学领域的应用设计的。然而，也可以设想用于其它领域，例如，特别是航空、珠宝首饰、汽车业或餐具领域。在钟表学领域里，越来越多的由脆性材料例如像掺杂或非掺杂单晶(或多晶)硅的硅基材料，二氧化硅例如石英或硅石，单晶或多晶刚玉，或更普遍地，氧化铝、氮化硅和碳化硅制成的部件使得这种组装是必要的。例如，可以设想完全或部分地由脆性材料基材形成摆轮游丝、摆轮、擒纵叉、桥夹板或甚至轮副例如擒纵轮。然而，由于常常会使用已经掌握了其制作的普通的钢轴、轴杆或心轴带来很难与使用不具有塑性域的部件相协调的限制。事实上，当进行试验时，不可能驱入钢轴和这种系统地断裂的脆性部件，即那些不具有可用塑性域的部件。例如，很明显，由进入硅部件中的开孔中的金属轴产生的剪切使部件系统地断裂。这就是为什么本专利技术涉及一种组件系统1、101、121、201，该组件系统包括由至少一种第一材料制成的构件3、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括由至少一种第一材料制成的构件(3、103、123、203)的组件系统(1、101、121、201)，所述构件(3、103、123、203)包括轴(2、102、122、202)和台肩(4)，所述构件(3、103、123、203)的所述轴(2、102、122、202)被接纳在由第二材料制成的部件(5、105、205)的开孔(6)中，其特征在于，该组件系统(1、101、121、201)包括由第三材料制成的锁定件(9、19、109、129、209)，该锁定件(9、19、109、129、209)布置成将所述部件(5、105、205)弹性地附装在所述构件的台肩(4)和锁定件(9、19、109、129、209)之间，其中所述锁定件(9、19、109、129、209)是具有内壁的垫圈，该内壁包括在所述锁定件(9、19、109、129、209)的高度(HT)的一部分上的基本上直的部分(10)，所述基本上直的部分(10)径向地夹持所述构件的所述轴(2、102、122、202)，所述内壁包括与所述基本上直的部分(10)相邻的部分(16、26、28)，与所述基本上直的部分(10)相邻的部分(16、26、28)朝向由第二材料制成的所述部件(5、105、205)圆锥形地展开，使得只有所述锁定件(9、19、109、129、209)的外周部分(13、23)施加垂直于所述构件的台肩(4)的轴向弹性力，从而固定所述构件(3、103、123、203)‑部件(5、105、205)‑锁定件(9、19、109、129、209)组件。...

【技术特征摘要】
2013.10.09 EP 13187836.51.一种包括由至少第一材料制成的构件(3、103、123、203)的组件系统(1、101、121、201)，所述构件(3、103、123、203)包括轴(2、102、122、202)和台肩(4)，所述构件(3、103、123、203)的所述轴(2、102、122、202)被接纳在由硅基材料制成的部件(5、105、205)的开孔(6)中，其特征在于，该组件系统(1、101、121、201)包括由金属或金属合金制成的锁定件(9、19、109、129、209)，该锁定件(9、19、109、129、209)布置成将由硅基材料制成的所述部件(5、105、205)弹性地附装在所述构件的台肩(4)和锁定件(9、19、109、129、209)之间，其中所述锁定件(9、19、109、129、209)是具有内壁的垫圈，该内壁包括在所述锁定件(9、19、109、129、209)的高度(HT)的一部分上的基本上直的部分(10)，所述基本上直的部分(10)径向地夹持所述构件的所述轴(2、102、122、202)，所述内壁包括与所述基本上直的部分(10)相邻的部分(16、26、28)，与所述基本上直的部分(10)相邻的部分(16、26、28)朝向由硅基材料制成的所述部件(5、105、205)圆锥形地展开，使得只有所述锁定件(9、19、109、129、209)的外周部分(13、23)施加垂直于所述构件的台肩(4)的轴向弹性力，从而固定包括所述构件(3、103、123、203)、由硅基材料制成的所述部件(5、105、205)和所述锁定件(9、19、109、129、209)的组件。2.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，制成所述锁定件的所述金属或金属合金在70℃的温度下10,000小时后的抗松弛强度等于代表得到所述金属或金属合金的0.2％塑性变形所需应力的75％的所施加力的至少50％，从而维持固定包括所述构件(3、103、123、203)、由硅基材料制成的所述部件(5、105、205)和所述锁定件(9、19、109、129、209)的组件。3.根据权利要求2所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述金属或金属合金包括铜、黄铜、镍银、ARCAP合金、Pfinodal合金、Spinodal合金、Durnico合金、Durimphy合金、铜-铍合金和/或20AP钢。4.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，在位于轴平面内的截面中，所述锁定件(9、19、109、129、209)的高度(HT)与宽度(LT)的比值(HT/LT)介于0.1和5之间。5.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，在位于轴平面内的截面中，所述展开部分(16、26、28)的高度(HE、HE’)与所述锁定件(9、19、109、129、209)的总高度(HT)的比值(HE/HT、HE’/HT)介于0.1和0.95之间。6.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，在位于轴平面内的截面中，所述展开部分(16、26、28)的宽度(LE、LE’)和所述锁定件(9、19、109、129、209)的总宽度(LT)的比值(LE/LT、LE’/LT)介于0.1和0.95之间。7.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述内壁包括第二部分(28)，该第二部分(28)远离由硅基材料制成的所述部件(5、105、205)圆锥形地展开并且与朝向由硅基材料制成的所述部件圆锥形地展开的所述部分关于所述基本上直的部分(10)对称。8.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述锁定件(9、19、109、129、209)被倒角，以防止硅基材料的任何破坏。9.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述硅基材料包括硅、石英、二氧化硅、氮化硅或碳化硅。10.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述至少第一材料包括金属或金属合金。11.根据权利要求1所述的组件系统(1、101、121、201)，其特征在于，所述轴(2、102、122、202)和所述台肩(4)是一体件。12.一种钟表，其特征在于，该钟表包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的组件系统(1、101、121、201)。13.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯特兰策尔，D·马利特，M·韦拉尔多，
申请(专利权)人：尼瓦洛克斯法尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH