專(zhuān)利名稱(chēng)：用于將擒縱叉瓦固定到鐘表機(jī)芯的擒縱叉的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將擒縱叉瓦固定到鐘表機(jī)芯的擒縱叉的裝置，更具體地涉及不使用蟲(chóng)膠粘合劑的裝置。本發(fā)明還涉及用于將擒縱叉瓦固定到鐘表機(jī)芯的擒縱叉的方法。
背景技術(shù)：
在鐘表制造業(yè)中，擒縱機(jī)構(gòu)是設(shè)置在鐘表機(jī)芯的傳動(dòng)系和調(diào)節(jié)器-例如鐘表機(jī)芯的擺輪機(jī)構(gòu)-之間的機(jī)構(gòu)，擒縱機(jī)構(gòu)的功能是保持?jǐn)[輪機(jī)構(gòu)的振蕩和控制傳動(dòng)系的速度。
下面參考圖1簡(jiǎn)要地描述具有傳統(tǒng)擒縱叉的鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)1。擒縱機(jī)構(gòu)1包括擒縱輪2、擒縱叉4、承載圓盤(pán)釘8的大圓盤(pán)6、以及由擺軸12承載并設(shè)有凹口11的小圓盤(pán)10。擒縱叉包括兩個(gè)與擒縱輪2協(xié)作的擒縱叉瓦14和端部形成叉頭17的桿16，叉頭17具有分別與大圓盤(pán)6和小圓盤(pán)10協(xié)作的三個(gè)齒。這些擒縱叉瓦14都固定在設(shè)于擒縱叉4的臂19內(nèi)的合適空腔或凹部18中。叉頭17包括兩個(gè)與圓盤(pán)釘8協(xié)作的外齒20，而內(nèi)齒或叉頭釘22與小圓盤(pán)10協(xié)作，并防止擒縱叉4在擺輪機(jī)構(gòu)(未示出)的額外振蕩過(guò)程中意外地過(guò)度傾斜。擒縱叉4的運(yùn)動(dòng)被桿16抵靠于其上的限位釘或止擋件24限制。在平衡位置，桿16抵靠在兩個(gè)限位釘24之一上。此時(shí)，擒縱輪2的一個(gè)齒2d壓靠在其中一個(gè)擒縱叉瓦14上，如圖1中所示。叉頭17的內(nèi)齒22從凹口11被釋放，從而擺輪機(jī)構(gòu)被釋放并沿逆時(shí)針?lè)较騍行進(jìn)一段距離，該距離的大小由所累積的能量決定。然后，擺輪機(jī)構(gòu)開(kāi)始沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，從而將擒縱叉瓦14從齒2d釋放。在齒2d向擒縱叉瓦14施加沖擊后，擒縱叉行進(jìn)一小段空距離，稱(chēng)為退回(backlash)，直到桿16抵靠在限位釘24上。然后，擺輪機(jī)構(gòu)行進(jìn)等于其振幅的距離，直到大圓盤(pán)6的圓盤(pán)釘8驅(qū)動(dòng)叉頭17從而釋放下一次沖擊時(shí)才返回。退回是確保擒縱輪2的所有齒都能通過(guò)的方法。退回的長(zhǎng)度根據(jù)擒縱輪2的齒在擒縱叉瓦14的鎖面27上的插入度(penetration)P而變化，所述插入度既必須足夠大，以防止例如在出現(xiàn)震動(dòng)時(shí)擒縱輪2意外地被釋放，并且所述插入度又必須足夠小，以確保擒縱輪2的齒在所有工作條件下都能被釋放，以使擒縱機(jī)構(gòu)1具有最優(yōu)的性能。用于固定擒縱叉瓦的手段對(duì)于擒縱機(jī)構(gòu)的正常操作十分重要，并且必須可以調(diào)節(jié)插入度P。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，目前擒縱叉瓦通過(guò)蟲(chóng)膠粘合劑固定在它們的空腔內(nèi)。蟲(chóng)膠粘合劑是天然的有機(jī)粘合劑，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在任何時(shí)間在低溫下熔化并成為粘稠的液體，從而使得能夠容易且精確地調(diào)節(jié)擒縱叉瓦的位置。
但是，使用蟲(chóng)膠粘合劑也有一些缺陷。實(shí)際上，蟲(chóng)膠粘合劑對(duì)用于清洗機(jī)芯的化學(xué)藥劑非常敏感，因而導(dǎo)致粘結(jié)在機(jī)芯的各個(gè)位置上的蟲(chóng)膠粘合劑顆粒脫落。根據(jù)所在的位置，這些顆?？赡軙?huì)嚴(yán)重影響擒縱機(jī)構(gòu)的效率，從而擾亂鐘表的運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，由于蟲(chóng)膠粘合劑是天然產(chǎn)品，因此它的性能是不穩(wěn)定的，從而蟲(chóng)膠粘合劑每批貨的質(zhì)量可能不相同。
而且，使用蟲(chóng)膠粘合劑進(jìn)行固定需要很長(zhǎng)時(shí)間并且很困難，將最佳數(shù)量的蟲(chóng)膠粘合劑涂覆在擒縱叉空腔內(nèi)以便將擒縱叉瓦很好地固定在擒縱叉上需要很高的技巧。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于，為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種用于將擒縱叉瓦固定到擒縱叉上的裝置，該裝置無(wú)需使用蟲(chóng)膠粘合劑或任何其它粘合劑就能可靠地固定擒縱叉瓦，同時(shí)可以容易地和精確地調(diào)節(jié)擒縱叉瓦在擒縱輪的齒圈內(nèi)的插入度。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種易于實(shí)現(xiàn)并精確地和經(jīng)濟(jì)地固定擒縱叉瓦的裝置。
因此，本發(fā)明涉及一種用于將擒縱叉瓦固定到擒縱叉上的裝置，其中，該擒縱叉包括至少一個(gè)用于接納所述擒縱叉瓦的空腔，其特征在于，包含所述空腔的擒縱叉部分或整個(gè)擒縱叉由形狀記憶合金制成，該合金能夠進(jìn)行從奧氏體結(jié)晶相到馬氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變。
已知形狀記憶合金具有這樣的性能即，能夠進(jìn)行從稱(chēng)為奧氏體相的高溫結(jié)晶相到低溫馬氏體相的可逆轉(zhuǎn)變，從而能夠在一定的溫度條件下被訓(xùn)練，以便具有與所記憶的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的構(gòu)型。具體地說(shuō)，如果對(duì)由這種合金制成的物體進(jìn)行訓(xùn)練使其記住在處于奧氏體相時(shí)的確定構(gòu)型，然后使該物體在處于馬氏體相時(shí)變形，則該物體保持變形構(gòu)型。如果隨后將該物體加熱到處于奧氏體相的溫度，則該物體趨向于返回未變形構(gòu)型，即，所記憶狀態(tài)的構(gòu)型。
因此，通過(guò)利用這些性能，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式將擒縱叉瓦固定到由形狀記憶合金制成的擒縱叉上，從而避免了蟲(chóng)膠粘合劑的使用和與之有關(guān)的缺陷。使用形狀記憶合金固定擒縱叉瓦還允許擒縱叉和擒縱叉瓦以較大公差制造，而不會(huì)影響緊固效率，因?yàn)檫@種合金所允許的變形可容易地補(bǔ)償這種公差。使用形狀記憶合金固定擒縱叉瓦的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以僅通過(guò)加熱或冷卻擒縱叉而在空腔內(nèi)多次裝配(夾持)和拆卸(釋放)擒縱叉瓦，而不會(huì)損壞該擒縱叉瓦。這對(duì)于調(diào)節(jié)插入度P是非常有利的。
實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，例如，可以訓(xùn)練擒縱叉的包含接納擒縱叉瓦的空腔的部分，以便當(dāng)擒縱叉達(dá)到確定溫度時(shí)-在該溫度擒縱叉的結(jié)晶相處于奧氏體相-所述空腔不以牢固的方式夾持擒縱叉瓦并允許擒縱叉瓦在所述空腔內(nèi)移動(dòng)，而當(dāng)擒縱叉的所述部分在環(huán)境溫度下處于馬氏體結(jié)晶相時(shí)所述空腔牢固地固定擒縱叉瓦。在這種情況下，只需將擒縱叉的包含空腔的部分加熱到確定的溫度，該溫度將取決于合金的成分，以便在空腔內(nèi)引入和調(diào)節(jié)擒縱叉瓦，然后在環(huán)境溫度或工作溫度下使擒縱叉返回馬氏體結(jié)晶相。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，也可以訓(xùn)練擒縱叉的包含接納擒縱叉瓦的空腔的部分，以便當(dāng)擒縱叉處于馬氏體結(jié)晶相時(shí)，所述空腔不以牢固的方式夾持擒縱叉瓦并允許擒縱叉瓦在所述空腔內(nèi)移動(dòng)，而當(dāng)擒縱叉的所述部分在環(huán)境溫度下處于奧氏體結(jié)晶相時(shí)所述空腔牢固地夾持擒縱叉瓦。在這種情況下，只需將擒縱叉的包含空腔的部分冷卻到低于環(huán)境溫度的確定溫度，該溫度取決于合金的成分，以便在空腔內(nèi)引入和調(diào)節(jié)擒縱叉瓦，然后使擒縱叉返回到低于環(huán)境溫度的溫度，以使擒縱叉返回奧氏體結(jié)晶相。


通過(guò)閱讀下面對(duì)僅作為非限制性示例給出的本發(fā)明的實(shí)施例的描述，可以更清楚地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，該描述是參考附圖給出的，其中-圖1已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明，它是傳統(tǒng)擒縱系統(tǒng)的俯視圖；-圖2a示出圖1的一個(gè)細(xì)節(jié)，即，示出擒縱叉的包含接納擒縱叉瓦的空腔的部分處于調(diào)節(jié)構(gòu)型；以及-圖2b示出圖1的一個(gè)細(xì)節(jié)，即，示出擒縱叉的包含接納擒縱叉瓦的空腔的部分處于夾持構(gòu)型；具體實(shí)施方式
圖2a和2b示出擒縱叉4的包含接納擒縱叉瓦14的空腔18的部分4a。該部分4a由形狀記憶合金制成，當(dāng)該部分4a分別轉(zhuǎn)到高于或低于確定的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，該合金能進(jìn)行從奧氏體結(jié)晶相到馬氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變。部分4a可以由Ni-Ti、Ni-Ti-X或Cu-Al-X合金制成，X屬于金屬摻雜劑類(lèi)。這些合金和訓(xùn)練方法是公知的，并且尤其在NASA，SP 5110于1972年出版的題為“22 Nitinol the alloy with a memoryits physical metallurgyproperties and applications”的文章中有所描述。鑒于顯而易見(jiàn)的原因，所選擇的用于形成擒縱叉的部分4a的形狀記憶合金將具有在擒縱叉使用溫度范圍之外的馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，擒縱叉使用溫度范圍通常在-20℃到50℃之間。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在下面的描述中該溫度范圍將被稱(chēng)為“環(huán)境溫度”。
在圖示的示例中，在臂19的端部由卡爪32、34限定的凹口形成空腔18?？ㄗ?2和34構(gòu)造成能夠沿空腔18的方向靠近，從而夾持設(shè)置在該空腔中的擒縱叉瓦14?？ㄗ?2是固定的，而卡爪34可在稱(chēng)為放松位置的第一位置(圖2a)和稱(chēng)為夾持位置的第二位置(圖2b)之間移動(dòng)，在第一位置，擒縱叉瓦可以被引入空腔18內(nèi)并在該空腔內(nèi)移動(dòng)，尤其是為了調(diào)節(jié)插入度P而移動(dòng)，在第二位置，卡爪牢固地夾持擒縱叉瓦并使該擒縱叉瓦在空腔18內(nèi)保持不動(dòng)。為了有效地和穩(wěn)定地夾持擒縱叉瓦，卡爪32具有兩個(gè)平的對(duì)齊的夾持表面32a、32b，用于與擒縱叉瓦的面14a配合，卡爪34包括一個(gè)夾持表面34a，用于與擒縱叉瓦的一個(gè)面14b配合，面14b與面14a相對(duì)。夾持表面32a和32b在設(shè)置于固定卡爪32內(nèi)的凹部33兩側(cè)延伸。為了平衡擒縱叉瓦上的夾持力，夾持表面34a基本在兩個(gè)夾持表面32a和32b之間延伸。從而，卡爪32和34將擒縱叉瓦牢固地夾持在空腔內(nèi)的三個(gè)位置。
在環(huán)境溫度下，卡爪34處于夾持位置。
根據(jù)第一實(shí)施例，擒縱叉部分4a由形狀記憶合金制成，該合金在環(huán)境溫度下具有馬氏體結(jié)晶相。在這種情況下，溫度上升到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上會(huì)使卡爪34發(fā)生變形，從而使該卡爪到達(dá)放松位置。如果擒縱叉部分4a保持在該轉(zhuǎn)變溫度以上，則該卡爪保持在放松位置，從而可以容易地將擒縱叉瓦14引入空腔18內(nèi)，并可以調(diào)節(jié)該擒縱叉瓦在空腔中的位置，以便獲得需要的插入度P。一旦完成調(diào)節(jié)，只需使擒縱叉部分4a返回到環(huán)境溫度，以使卡爪34返回夾持位置。為了再次調(diào)節(jié)插入度P或在必要時(shí)更換擒縱叉瓦，只需使擒縱叉部分4a回到轉(zhuǎn)變溫度以上。為了制造根據(jù)本實(shí)施例的擒縱叉，可以例如使用馬氏體/奧氏體溫度范圍在80℃和100℃之間的Ni-Ti合金。
為了通過(guò)將擒縱叉加熱到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上來(lái)打開(kāi)夾鉗，通常按如下步驟訓(xùn)練擒縱叉(a)首先，例如通過(guò)在環(huán)境溫度下對(duì)處于馬氏體相的形狀記憶合金進(jìn)行加工來(lái)制造擒縱叉，其中，卡爪34處于放松位置(圖2a)；(b)然后，將擒縱叉加熱到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上，以使擒縱叉到達(dá)奧氏體相；(c)然后，將擒縱叉冷卻到環(huán)境溫度，這使擒縱叉返回馬氏體相；(d)在此溫度下，使卡爪34變形，以便進(jìn)入夾持位置(圖2b)；(e)然后，將擒縱叉再次加熱到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上，則可以觀察到，該擒縱叉返回到與卡爪34的放松位置相對(duì)應(yīng)的形狀。可以多次重復(fù)該訓(xùn)練方法的步驟(b)至(e)。
為了調(diào)節(jié)插入度，可以有利地使用EP專(zhuān)利No.0918 264中描述的類(lèi)型的裝置，該裝置包括用于加熱擒縱叉的裝置，從而對(duì)擒縱叉進(jìn)行改變，以允許卡爪34在夾持位置和放松位置之間移動(dòng)。
根據(jù)第二實(shí)施例，擒縱叉部分4a由形狀記憶合金制成，該合金在環(huán)境溫度下具有奧氏體結(jié)晶相。在這種情況下，溫度降低到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下會(huì)使卡爪34發(fā)生變形，從而使該卡爪進(jìn)入放松位置。如果擒縱叉部分4a保持在該轉(zhuǎn)變溫度以下，則該卡爪保持在放松位置，從而可以容易地將擒縱叉瓦14引入空腔18內(nèi)，并可以調(diào)節(jié)該擒縱叉瓦在空腔中的位置，以便獲得需要的插入度P。一旦完成調(diào)節(jié)，只需使擒縱叉部分4a返回到環(huán)境溫度，以使卡爪34返回夾持位置。為了再次調(diào)節(jié)插入度P或在必要時(shí)更換擒縱叉瓦，只需將擒縱叉部分4a冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下。例如，可以使用傳統(tǒng)的冷卻氣體流-例如氮?dú)饬?冷卻擒縱叉。
為了制造根據(jù)本實(shí)施例的擒縱叉，可以例如使用馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍在-80℃和-50℃之間的Ni-Ti合金。
為了通過(guò)將擒縱叉冷卻到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下來(lái)打開(kāi)夾鉗，通常按如下方法訓(xùn)練擒縱叉(i)首先，例如通過(guò)在環(huán)境溫度下對(duì)處于奧氏體相的形狀記憶合金進(jìn)行加工來(lái)制造擒縱叉，其中，卡爪34處于夾持位置(圖2b)；(ii)然后，將擒縱叉冷卻到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，以使擒縱叉到達(dá)馬氏體相；(iii)在此溫度和金相下，使卡爪34變形，以使其進(jìn)入放松位置(圖2a)；(iv)然后，再次將擒縱叉加熱到馬氏體/奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上，則可以觀察到，該擒縱叉返回到與卡爪34的夾持位置相對(duì)應(yīng)的形狀。可以多次重復(fù)該訓(xùn)練方法的步驟(ii)至(iv)。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于上文所述的實(shí)施例，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的各種變型和/或改進(jìn)。尤其是，可以設(shè)想部分4a具有如下構(gòu)造兩個(gè)卡爪32和34通過(guò)加熱或冷卻效應(yīng)可以活動(dòng)。還可以設(shè)想其中卡爪32具有單個(gè)夾持表面的變型。根據(jù)另一種變型，還可以在夾持位置添加分布在擒縱叉瓦和擒縱叉上的少量粘合劑，以便一旦調(diào)節(jié)好插入度P就將擒縱叉瓦穩(wěn)固地固定在擒縱叉上。在這種情況下，所使用的粘合劑優(yōu)選是能夠抵抗震動(dòng)、抵抗用于清洗擒縱叉的洗滌劑以及抗老化的粘合劑，例如環(huán)氧(樹(shù)脂)粘合劑。
權(quán)利要求
1.一種用于將擒縱叉瓦固定到擒縱叉的裝置，該擒縱叉包括至少一個(gè)用于接納所述擒縱叉瓦的空腔，其特征在于，包含所述空腔的擒縱叉部分由形狀記憶合金制成，所述合金能夠進(jìn)行從奧氏體結(jié)晶相到馬氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固定裝置，其特征在于，當(dāng)包含所述空腔的擒縱叉部分處于馬氏體結(jié)晶相時(shí)，所述擒縱叉部分不以牢固的方式夾持擒縱叉瓦，從而擒縱叉瓦能在所述空腔內(nèi)移動(dòng)；而當(dāng)包含所述空腔的擒縱叉部分在環(huán)境溫度下處于奧氏體結(jié)晶相時(shí)，所述擒縱叉部分牢固地夾持擒縱叉瓦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的固定裝置，其特征在于，當(dāng)包含所述空腔的擒縱叉部分處于奧氏體結(jié)晶相時(shí)，所述擒縱叉部分不以牢固的方式夾持擒縱叉瓦，從而擒縱叉瓦能在所述空腔內(nèi)移動(dòng)；而當(dāng)包含所述空腔的擒縱叉部分在環(huán)境溫度下處于馬氏體結(jié)晶相時(shí)，所述擒縱叉部分牢固地夾持擒縱叉瓦。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述空腔由構(gòu)造成能夠沿空腔的方向靠近的卡爪限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，第一卡爪是固定的，一個(gè)卡爪可在稱(chēng)為放松位置的第一位置和稱(chēng)為夾持位置的第二位置之間移動(dòng)，在第一位置，擒縱叉瓦能被引入空腔內(nèi)并在空腔內(nèi)移動(dòng)，在第二位置，卡爪牢固地夾持擒縱叉瓦并使該擒縱叉瓦在空腔內(nèi)固定不動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的裝置，其特征在于，第一卡爪包括兩個(gè)平的對(duì)齊的夾持表面；第二卡爪包括設(shè)置成基本與第一卡爪的所述兩個(gè)夾持表面相對(duì)的夾持表面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固定裝置，其特征在于，所述形狀記憶合金是鎳鈦合金。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置還包括分布在擒縱叉瓦和擒縱叉上的少量粘合劑，以將擒縱叉瓦穩(wěn)固地固定在擒縱叉上。
9.一種用于將擒縱叉瓦固定到擒縱叉上的方法，包括以下步驟-提供擒縱叉瓦和包括至少一個(gè)用于接納所述擒縱叉瓦的空腔的擒縱叉，包含所述空腔的擒縱叉部分由形狀記憶合金制成，所述合金能進(jìn)行從環(huán)境溫度下的奧氏體結(jié)晶相到馬氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變；-使所述擒縱叉部分變成馬氏體結(jié)晶相；-將擒縱叉瓦引入空腔；-使所述擒縱叉部分變成奧氏體結(jié)晶相，以便將擒縱叉瓦夾持在所述空腔中。
10.一種用于將擒縱叉瓦固定到擒縱叉上的方法，包括以下步驟-提供擒縱叉瓦和包括至少一個(gè)用于接納所述擒縱叉瓦的空腔的擒縱叉，包含所述空腔的擒縱叉部分由形狀記憶合金制成，所述合金能進(jìn)行從環(huán)境溫度下的馬氏體結(jié)晶相到奧氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變；-使所述擒縱叉部分變成奧氏體結(jié)晶相；-將擒縱叉瓦引入空腔；-使所述擒縱叉部分變成馬氏體結(jié)晶相，以便將擒縱叉瓦夾持在所述空腔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的用于固定擒縱叉瓦的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟將少量粘合劑涂覆在擒縱叉瓦和擒縱叉上，以便在夾持擒縱叉瓦的步驟之后使擒縱叉瓦穩(wěn)固地固定在擒縱叉上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將擒縱叉瓦(14)固定到擒縱叉(4)上的裝置，所述擒縱叉包括至少一個(gè)用于接納擒縱叉瓦(14)的空腔(18)。本發(fā)明的裝置的特征在于，包含所述空腔的擒縱叉部分由形狀記憶合金制成，該合金能進(jìn)行從奧氏體結(jié)晶相到馬氏體結(jié)晶相的可逆轉(zhuǎn)變。
文檔編號(hào)G04B15/14GK1934506SQ200580009202
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者J-J·波恩 申請(qǐng)人:阿蘇拉布股份有限公司