在使用螺旋游丝机械表时提高同心度的方法和螺旋游丝技术

一种在使用螺旋游丝机械表时提高同心度的方法和螺旋游丝；所述游丝具有用于与内桩接合的内端端部分，以及用于与嵌钉接合的外端端部分，从所述内端端部分朝向所述外端端部分延伸的第一分度盘部分，以及位于所述游丝的外圈处的加固部分，所述加固部分具有不同于所述第一分度盘部分的横截面断面二次矩；使得所述加固部分的弯曲刚度大于单个分度盘部分的弯曲刚度；其中所述方法包括以下步骤：通过将使用中的游丝的整个旋转振幅的价值函数最小化，对第一分度盘部分和所述加固部分的所述横截面断面二次矩进行改进，其中所述价值函数与所述游丝的净同心度有关。本发明专利技术易于制造，加固部分可以用于提高游丝同心度，该游丝还能实现温度补偿效果。

Method for improving the concentricity of the spiral spring and in the use of spiral spring mechanical table

A method for improving the concentricity of the spiral spring and spiral spring in the use of mechanical watches; the spring has used and engaging in pile end, and for the outer end of the stud engaging end part end portion toward the outer end portion of the first indexing extending from the inner part of disc at the end, and the outer ring is positioned on the gossamer reinforcement, the reinforcement part is different from the cross section of the two section of the first moment indexing plate part; the reinforcement part of the bending stiffness is greater than a single part of the indexing plate stiffness; wherein the method comprises the following steps: the the use of gossamer in the whole rotation amplitude value function is minimized on the first plate portion and the two moment reinforcement portion of the cross section of the section is improved, in which the value function and the hairspring The net concentricity is concerned. The present invention is easy to manufacture, the reinforcement part can be used to improve the concentricity of the gossamer gossamer, but also to achieve the effect of temperature compensation.

【技术实现步骤摘要】
在使用螺旋游丝机械表时提高同心度的方法和螺旋游丝
本专利技术涉及一种针对机械表游丝的新设计。更确切地说，本专利技术涉及一种为在机械表运行期间提高同心度的该游丝设计方法，还涉及用于机械表的螺旋游丝。
技术介绍
游丝是机械表中的一个核心部件。游丝是表的振荡器中两个主要部件之一，而另一个是摆轮（balancewheel）。振荡器通过其简谐运动提供时间调节的构件。摆轮用作惯性元件，并且与螺旋形游丝的内端（innerterminal）接合。游丝的螺旋几何形状通常采用阿基米德螺旋线的形式来提供，所述阿基米德螺旋线通常具有恒定螺距。游丝的外端（outerterminal）通常固定地附接到固定嵌钉（stud）上。理想情况下，游丝向摆轮提供与轮子距平衡位置的位移成正比的复原力矩，并且可以利用运动方程来描述摆轮的线性二阶系统。振荡器的平衡位置被定义为摆轮的角位置，使得摆轮静止时，就是游丝施加到摆轮上的净力矩为零时。所得的振荡器是等时的，这表示振荡器的自然频率与其振幅无关。等时是表中所用振荡器的一个重要特性，因为表需要来自擒纵机构（escapement）的定期力矩输入，从而抵消摩擦产生的损耗影响。由于多种因素，擒纵机构提供的力矩可能不是恒定的，这会直接对振荡器振幅产生影响。这样，等时的振荡器可以提供更可靠和更稳定的时间调节。通常，由于以下原因，当摆轮围绕其平衡位置旋转时，表的游丝中的螺旋转圈（turning）要保持尽可能同心，所述原因包括：1、非同心的游丝的质心不会在旋转轴附近。当摆轮旋转时，质心可以以某种方式偏移，以产生由轴承抵消的径向力，这会引起过量的摩擦；2、在运行期间，非同心的游丝也具有偏离阿基米德螺旋线的几何形状，这会产生非等时的非线性二阶系统；以及3、在一些情况下，非同心的游丝可以使其螺旋形几何形状显著变形，使得相邻转圈相互碰撞和毁坏，以及产生非等时的系统。在现有技术中，游丝同心度可以通过以下方式得到提高：基于用于游丝设计的菲利普斯（Phillips）和罗斯尔（Lossier）数学模型，对内端曲线和外端曲线的几何形状进行改进。宝玑公司（Breguet）已在其用于外端的宝玑过线圈（Breguetover-coil）中实施了此类理论。所述过线圈使用一种改进的最外转圈，该转圈向内突出和弯曲。然而，此种方法仅可以保持部分同心，并且制成最外转圈中所需形状会增加制造难度和成本。现有技术中用于提高游丝同心度的另一种方法是选择性地对游丝条的某些部分进行加固，该方法首先在1958年由埃米尔（Emile）和加斯顿·米歇尔（GastonMichel）所著由Chronometrie瑞士公司（SocieteSuisseChronometrie）发表的标题为“不弯曲的同心平坦游丝（Spirauxplatsconcentriquessanscourbes'ly(Concentricflathairspringswithoutcurves)）”的文章中提出。作者通过反复试验发现：可以通过对使用角条的游丝部分进行加固来提高游丝同心度。使用此种游丝困难之处包括批量生产的难度，并且此种游丝仍然是一种学术探索对象。同样在现有技术中，百达翡丽（PatekPhilippe）在其Spiromax游丝中使用宽度可变的条来对游丝部分进行加固，从而实现加固效果。百达翡丽也通过在游丝松弛时计算质心的定位来研究设计方法论并取得其专利权（专利号EP03009603.6）。通过对游丝的最外转圈上的外侧进行加宽，可以实现加固。为将游丝保持为等时的，游丝设计需要对温度变化不敏感。材料的杨氏模量的刚度通常随着温度而略微有所变化。在游丝中，杨氏模量确定弹簧常数并且最终确定振荡器的自然频率。游丝的杨氏模量随着温度的任何变化将对振荡器可靠地调节时间的能力产生不利影响。通过在制造游丝过程中使用尼瓦洛克斯合金（Nivarox），可以广泛解决在现代游丝中杨氏模量对温度敏感的问题。尼瓦洛克斯合金是一种其杨氏模量在温度变化敏感性方面极低但不为零的金属合金。在过去十年里，手表行业中微加工的出现以及硅的使用引入了新方法来设计和制造等时性提高的游丝。此种技术使基于条宽度的变化的游丝制造能够沿着其整个弧形长度选择性地改进弹簧的弯曲刚度。此外，此种技术具有获得某种游丝的前景，所述游丝的杨氏模量对温度变化完全不敏感。使游丝的杨氏模量对温度变化不敏感的过程被定义为温度补偿。实际上只有使用微加工技术才可能制造出具有可变条宽度的游丝，因为微加工技术能够制造任何高精度的平坦部件。可以基于理论、数值模拟或实验使用微加工技术来提高游丝同心度。百达翡丽的Spiromax是硅游丝的一个实例，它在靠近外端的最外转圈中具有条宽度增加的部分，并且经安置以及大小经调整以提高游丝同心度。出于温度补偿的目的，微加工技术也可以允许在硅游丝上涂覆薄的二氧化硅涂层。硅的杨氏模量随着温度升高而减小，而二氧化硅的杨氏模量则倾向于增加。因此，通过将正确厚度的二氧化硅涂层精确地涂覆到硅体上，可以生产复合游丝，其中两种材料的杨氏模量的热敏感性基本上相互抵消。这样可能会产生一种其总杨氏模量理论上对温度变化不敏感的游丝。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种游丝，所述游丝克服或至少基本上改善现有技术所显示的至少一些缺点。在第一方面，本专利技术提供一种在螺旋游丝机械表使用时提高同心度的方法；所述游丝具有用于与内桩接合的内端端部分，以及用于与嵌钉接合的外端端部分，从内端端部分朝向外端端部分延伸的第一分度盘（limb）部分，并且位于游丝的外圈处的加固部分，所述加固部分具有不同于所述第一分度盘部分的横截面断面二次矩；使得加固部分的弯曲刚度大于单个分度盘部分的弯曲刚度；其中所述方法包括以下步骤：通过将使用中的游丝的整个旋转振幅的价值函数最小化，对第一分度盘部分和所述加固部分的所述横截面断面二次矩进行改进，其中所述价值函数与所述游丝的净同心度有关。价值函数可以是在使用中的游丝的旋转振幅的整个范围内，嵌钉反作用力量值的积分；或者可以是在使用中的游丝的旋转振幅的整个范围内，嵌钉反作用力量值中的最大值。价值函数也可以是，在使用中的游丝的旋转振幅的整个范围内，当摆轮角度相对于游丝的质心定位为零时，游丝质心定位量值的积分；或者在使用中的游丝的旋转振幅的整个范围内，当旋转振幅相对于游丝的质心定位为零时，游丝质心定位量值中的最大值。优选地，游丝中改进的第一部分和加固部分的横截面断面二次矩基于以下项：沿着游丝条的位置定位、游丝改进部分的弧长以及确定沿着游丝改进部分的横截面断面二次矩变化的函数。优选地，横截面断面二次矩变化基本上是恒定的。横截面断面二次矩变化可以基于多项式函数、三角函数或两个或两个以上分段连续函数的不连续函数。所用的优化算法可以基于梯度下降法，所述梯度下降法需要计算出价值函数相对于设计参数的梯度。在第二方面，本专利技术提供一种用于机械表的螺旋游丝，所述螺旋游丝具有用于与内桩接合的内端端部分，以及用于与嵌钉接合的外端端部分，从内端端部分朝向外端端部分延伸的第一分度盘部分，并且位于游丝的外圈处的加固部分，所述加固部分具有不同于所述第一分度盘部分的横截面断面二次矩；其中所述第一部分和所述加固部分的横截面断面二次矩通过第一方面中的方法来确定。优选地，单个分度盘部分和加固部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在使用螺旋游丝机械表时提高同心度的方法，其特征在于：所述游丝具有用于与内桩接合的内端端部分，以及用于与嵌钉接合的外端端部分，从所述内端端部分朝向所述外端端部分延伸的第一分度盘部分，以及位于所述游丝的外圈处的加固部分，所述加固部分具有相异于所述第一分度盘部分的横截面断面二次矩；使得所述加固部分的弯曲刚度大于单个分度盘部分的弯曲刚度；所述方法包括以下步骤：通过将使用中的游丝的整个旋转振幅的价值函数最小化，对所述第一分度盘部分和所述加固部分的所述横截面断面二次矩进行改进，所述价值函数与所述游丝的净同心度有关。

【技术特征摘要】
2012.07.17 HK 12106963.61.一种在使用螺旋游丝机械表时提高同心度的方法，其特征在于：所述游丝具有用于与内桩接合的内端端部分，以及用于与嵌钉接合的外端端部分，从所述内端端部分朝向所述外端端部分延伸的第一分度盘部分，以及位于所述游丝的外圈处的加固部分，所述加固部分具有相异于所述第一分度盘部分的横截面断面二次矩；使得所述加固部分的弯曲刚度大于单个分度盘部分的弯曲刚度；所述方法包括以下步骤：通过将使用中的游丝的整个旋转振幅的价值函数最小化，对所述第一分度盘部分和所述加固部分的所述横截面断面二次矩进行改进，所述价值函数与所述游丝的净同心度有关；所述游丝中改进的第一分度盘部分和加固部分的所述横截面断面二次矩基于以下项：沿着游丝条的位置定位，所述游丝的所述改进部分的弧长，以及确定沿着所述游丝的所述改进部分的所述横截面断面二次矩变化的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述价值函数是在使用中的游丝的所述旋转振幅的整个范围内，所述嵌钉反作用力的量值的积分。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述价值函数是在使用中的游丝的所述旋转振幅的整个范围内，所述嵌钉反作用力的量值的最大值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述价值函数是在使用中的游丝的所述旋转振幅的整个范围内，当摆轮角度相对于游丝的质心定位为零时，所述游丝的质心定...

【专利技术属性】
技术研发人员：程浩，
申请(专利权)人：动力专家有限公司，
类型：发明
国别省市：