钟表的摆轮的制作方法

本发明涉及一种钟表的摆轮以及一种调节钟表的走时差的方法。

背景技术：

在钟表中，谐振器通常包括游丝摆轮。所述游丝摆轮是钟表中的机械机芯的真正核心，因为它通过摆轮的振荡来调节时间的走时差，并为这种部件的精度负责。游丝摆轮的振荡周期尤其取决于摆轮的惯性和游丝的刚度。所述周期受到多种次生现象(secondaryphenomena)的影响，特别是受到游丝的刚度随温度的变化、空气在摆轮上的摩擦的变化、摆轮上存在的不平衡性或甚至游丝摆轮的枢轴处存在的间隙的影响。对于配备有机械机芯的钟表，通常允许每天几秒钟的偏差，然而在制造谐振器或甚至封装钟表机芯的过程中，必须严格控制所有上述次生现象。

通常，通过在多个连续的测量和机加工工序中通过机加工去除材料来调节摆轮的惯性和不平衡性，以便将谐振器的等时曲线最大程度地收紧。不过，应注意的是，在封装机芯时，由于封装或甚至由于表壳的密封环境所引起的空气动力学变化而在机芯上产生的应力导致走时差大幅改变。因此，在所述机芯的封装之后，有必要执行最终调节，以精确地调节机芯的走时差。可以通过各种方式进行所述最终调节，特别是通过调节布置在摆轮上的惯性块的位置、通过借助游丝长度调节器(index-assembly)系统调节游丝的有效长度、通过借助于激光源从摆轮上烧蚀材料或甚至通过在摆轮上投射(喷射，projection)来添加材料。

然而，执行所述最终调节的所述各种方式具有多个缺点。

例如，惯性块的位置或游丝的有效长度的调节对于操作者而言是精细的操作并且难以自动化。而且，游丝长度调节器系统很可能会随着时间的流逝而出错，特别是在发生撞击的情况下。用激光烧蚀材料会降低摆轮的美观度，并可能在机芯中沉积碳化材料。最后，根据特别是通过aerosoljet型打印机实现的自动化方法通过投射液体形式的材料来添加材料可能会导致由于材料对摆轮的撞击而造成飞溅物，其可能扩散并污染钟表机芯。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提出一种游丝摆轮类型的谐振器的摆轮，其适于通过投射材料来精确地调节机芯的走时差，并且该摆轮被优化以显著地减轻可能在机芯中扩散的飞溅物的问题。

本发明的另一个目的是提出一种用于调节包括配备有根据本发明的摆轮的谐振器的钟表的方法。

在所述目的中，本发明涉及一种钟表的摆轮，其包括设置有至少一个凹部的调节面，该凹部设置成用于接收投射的材料以用于尤其通过改变摆轮的惯性和不平衡性来实现对所述钟表的走时差的调节，所述凹部包括开口和底座(back)，特别是实心底座或完全或部分形成孔口的底座，在所述摆轮中：

-所述底座从在所述开口上方尤其在该开口的中心轴线上限定的位置处最多部分可见，或者

-所述底座与所述开口的间隙大于或显著大于所述底座的最大几何尺寸。

在其它实施例中：

-在调节面中开口相应地配置在所述凹部的底座处，从而使得所述底座从所述位置最多是部分可见的；

-所述开口包括边缘，该边缘限定出的面小于或显著小于凹部的底座的表面；

-凹部在与开口的中心轴线形成锐角的方向上延伸；

-凹部具有基本为喇叭形(漏斗形，flared)、矩形或甚至圆形的竖向截面；

-凹部具有基本上呈长方形、正方形、圆形或甚至梯形的竖向截面；

-凹部包括内壁，该内壁设置有在所述壁的表面的一部分上基本上水平地或完全或部分地水平地延伸的凸出部；

-摆轮包括轮缘、可枢转地安装在摆轴上的轮毂以及将轮缘连接到轮毂的至少一个臂，摆轮的轮缘包括所述至少一个凹部；

-摆轮包括多个臂，至少一个所述臂包括所述至少一个凹部；

-多个凹部规则或不规则地分布在轮缘的周边上，并且

-至少三个凹部规则地分布在轮缘的周边上，每个凹部在具有于20°至90°之间、优选40°至60°之间变化的角度的圆弧中延伸。

本发明还涉及一种用于调节包括所述摆轮的钟表的走时差的方法，该方法包括以下步骤：

-测量钟表的走时差；

-确定要应用于摆轮的惯性和/或不平衡性的校正值，以便获得所述钟表的经校正的走时差，以及

-在布置于摆轮上的一个或多个凹部中施加材料，以便根据所述校正值来修改摆轮的惯性。

有利地，施加步骤包括用于将材料投射到这些凹部中的一个或多个中的投射子步骤。

特别地，投射子步骤包括用于将材料选择性地投射到这些凹部中的一个或多个中的阶段。

还有利地，在投射子步骤期间，将一种或多种类型的材料投射到摆轮上。

此外，该方法包括将包含摆轮的钟表机芯布置在钟表的表壳中间部件中的步骤。

本发明还涉及一种包括这种摆轮的钟表。

附图说明

根据以下参考附图借助于指示性和非限制性示例进行的描述，其它特定特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的包括三个凹部的摆轮的顶视图；

-图2是根据本发明的实施例的包括四个凹部的摆轮的顶视图；

-图3至8示出了根据本发明的实施例的凹部的第一变型，每个第一变型都包括从所述凹部的开口上方的限定位置处最多可以部分看到的底座；

-图9和图10示出了根据本发明的实施例的凹部的第二变型，每个第二变型都包括底座，该底座与所述凹部的开口的间隙大于或显著大于所述底座的最大几何尺寸；

-图11示出了根据本发明实施例的包括这种摆轮的钟表；

-图12示出了与根据本发明的实施例的用于调节钟表的走时差的方法有关的流程图，以及

-图13是根据本发明的实施例的包括两个臂和四个凹部的摆轮的顶视图。

具体实施方式

参照图1至10和图13，本发明涉及图11中可见的钟表100的钟表机芯110的游丝摆轮类型的谐振器120的摆轮10。这种摆轮10设置有至少一个凹部15，该凹部15设置成用于接收投射的材料，以实现对钟表100的走时差以及因此其机芯110的走时差的调节。摆轮10的还被称为沟槽或空腔的这种凹部15适于在随后描述的用于调节所述钟表100的走时差的方法期间接收材料的投射。

为此，在图1、2和13中，摆轮10包括轮缘11、旨在可枢转地安装在摆轴16上的轮毂12和一个或多个臂13，例如，两个、三个或四个臂13，其将轮缘11连接到轮毂12。摆轮10包括调节面14，该调节面14是平坦的或者是基本上平坦的，并且在正交于摆轴16的平面中延伸。当摆轮10被包括在安装于表壳中的钟表机芯110中时，所述调节面14朝向钟表100的表壳背面定向。所述调节面14包括：包括/限定在摆轮10的轮缘11中的第一部分14a和在所述摆轮10的臂13中的第二部分14b。

如我们已经提到的，摆轮10包括至少一个凹部15。该凹部15可以是沟槽、空腔或甚至是凹形结构，其设有开口15a、可以具有基本上平坦的表面的实心底座15b以及将所述开口15a连接到所述底座15b的内壁15c。在此必须将实心底座理解为不具有开口/孔口的底座。在一个变型中，所述凹部15可以横穿(crossing)而形成通孔，因而该凹部包括开口和完全或部分地形成有/包括孔口/洞口的底座。凹部15可以限定在轮缘11或摆轮10的其中一个臂13中。当摆轮10包括多个凹部15时，该凹部可以仅分布在所述摆轮10的臂13中或仅分布在轮缘11中，或者分布在所述摆轮10的臂13和轮缘11中。或者，当摆轮10包括凹部15时，该凹部可以在调节面14中围绕轮缘11的整个轮廓限定。所述最后一种构型尤其可以通过更有效地校正摆轮的不平衡性来提供对机芯走时差的调节，这是由于以下事实：在所述情况下，机芯已经处于用于进行走时差测量的竖直位置，因此操作较少。另外，与在轮缘11的调节面14的其它部分中限定其一个或多个凹部的摆轮相比，所进行的校正的效果更加突出，因为在所述替代方案中，更远离摆轮的旋转轴线执行材料的沉积，另外，对于相同的校正，添加的材料较少，或者对于添加相同量的材料，所获得的校正效果更明显。

可以通过铣削和/或深激光雕刻操作在摆轮10中形成这种凹部15。也可以在摆轮10(例如，通过深反应离子蚀刻drie或印刷，或甚至通过激光隔离(laserisolation)和湿法蚀刻)或甚至构成摆轮10的轮缘或臂的三维制造操作期间形成所述凹部15，或者所述凹部甚至由用于组装两层部件的操作形成，所述部件之一包括通孔。所述组装操作可以实施“晶片键合”类型的技术或甚至双面深反应性离子蚀刻、超声键合或针冲压(pinpunching)或甚至螺纹接合方法等。

在图1和2所示的示例中，其中仅在摆轮10的调节面14的部分14a中(就是说仅在轮缘11中)限定凹部15，所述轮缘然后包括多个开口15a，该开口15a允许进入相应凹部15的内部容积。在所述构型中，每个凹部15以及因此每个相应的内部容积旨在接收材料的投射以便改变摆轮10的惯性。以非限制性方式，所述投射的材料可以呈液态、糊状或固态，并且可以包括胶粘剂、涂料或金属悬浮液。在本实施例中，这种材料优选为液体状态/形式的材料。另外，应注意，当所述材料例如暴露于冷源或甚至热源(其可能与通风装置相互作用)时，所述材料可以是可硬化的。或者，当所述投射的材料处于固态时，例如包含薄片状或块状的银、钨或甚至碳化钨的墨，在将其投射到摆轮10上之后不需要任何特定的后续处理。

在图1中，轮缘11包括多个凹部15，例如三个凹部15，其分布在限定于调节面14的部分14a中的轮缘11的周边上。每个凹部15在具有例如5°至120°之间且优选地30°至60°之间的角度的圆弧中延伸。在图2中，轮缘11包括大量凹部15，例如四个凹部15或更多个，这些凹部分布在所述轮缘11的周边上。所述凹部15在具有小于90°且优选小于5°的角度的圆弧中延伸。

在所述两个实施例中，凹部15可以例如规则地分布在摆轮10的轮缘11的所述周边上，以便获得投射的材料在所有凹部或一些凹部中的对称分布，以便在最终调节期间在不改变摆轮10的质心的情况下改变摆轮10的惯性，从而有助于精确地调节机芯110的走时差。根据另一示例，根据两个上述实施例的凹部15可以不对称地分布在轮缘11的周边上，以便通过将材料投射到所有不对称的凹部或其中的一些不对称凹部中来改变摆轮10的惯性及其质心。在另一示例中，摆轮10的凹部15对称地分布在摆轮10的轮缘11上，并且材料可以仅投射到相对于彼此具有不对称构型的一些所述凹部15中。

有利地，凹部15具有特定的形状，以便将由于投射的材料撞击其底座15b而产生的可能的飞溅物限制在其内部容积中，从而防止在一旦机芯已被布置在钟表100的中间部件中/在其中被驱动就精确地调节机芯的走时差所需的最终调节期间污染钟表机芯110。

所述摆轮10中的凹部15具有大体凹形形状，并且可以是两种类型，这取决于该凹部属于凹部15的第一替代变型还是第二替代变型。在图3至8中可见的凹部15的第一变型中，从限定在其开口15a上方的位置处最多部分可见所述凹部15的底座15b。这里的位置是“视点”，其布置在摆轮10的调节面14上方，并且优先布置在图3中可见的开口15a的中心轴线17a上。所述位置类似于装置的设置成用于将材料投射到所述凹部15中的出口孔口的位置。因此，应当理解，这样的凹部15的实施例因此可以设想在凹部15的对应的底座15b处相应地/相对地构造开口15a。

在图3至6所示的凹部15的所述第一变型的第一子变型中，所述凹部15的开口15a可包括限定进入空间的边缘，该进入空间的面小于或显著小于凹部15的底座15b的表面。在所述构型中，底座15b和开口15a以及因此它们各自的表面的中心轴线17a、17b优选地重合。因此，凹部15的底座15b的总体上大部分被开口15a的边缘隐藏。在图7所示的第二子变型中，凹部15在与开口15a的中心轴线17a形成锐角α的方向18上延伸。换句话说，所述凹部15的开口15a相对于底座15b以偏移的方式布置，使得从限定在所述开口15a上方的位置最多能部分看见所述底座15b。在所述构型中，底座15b和开口15a以及因此它们各自的表面的中心轴线17a、17b不重合。在图8中可见的第三子变型中，凹部15包括内壁15c，该内壁15c设置有在所述壁15c的表面的一部分上基本上水平地或完全水平地或部分地水平延伸的凸出部19。所述凸出部19可以与内壁15c一体地形成，或者可以是布置在凹部15的内部容积中的插入物(例如，螺钉)。应当理解，所述凸出部19被限定为部分地遮蔽/隐藏凹部15的底座15b，以便从限定在所述开口15a上方的位置处最多能部分看见所述底座15b。

在所述第一变型中，凹部15具有基本上呈长方形、正方形、圆形或甚至梯形的截面。也称为竖向截面的所述截面位于垂直于摆轮10的调节面14的竖向截面中。

在图9和10中可见的凹部15的第二变型中，底座15b与所述开口15a的间隙大于或显著大于其底座15b的最大几何尺寸。该间隙对应于凹部15的深度，并且在所述底座15b具有基本上长方形的形状时最大几何尺寸在此可以是长度或者甚至在所述底座15b的形状为基本上圆形的情况下最大几何尺寸是直径。在所述第二变型中，凹部15具有基本为喇叭形、矩形或甚至圆形的竖向截面。

应当注意的是，凹部15的所述两个变型的截面形状尤其涉及：

-在材料投射之后限制可能的飞溅物；

-在几何上限定材料沉积物在调节面14上的位置；

-改善调节面14上的材料沉积物的美观性；

-促进材料沉积物在调节面14上的附着，与调节面14的制备无关；

-保护材料沉积物不受在钟表机芯110的操纵期间可能发生的可能的镊子打击的影响。

在这种情况下，凹部15通向摆轮10的调节面14，当将钟表机芯110安装在钟表100的表壳中时，所述面14旨在与所述表壳背面相对地布置。根据所述布置，因此通过调节摆轮10上方的材料投射装置，同时对自动类型的机芯而言确保所述钟表100的摆锤从机芯110的谐振器释放，可以在钟表机芯被安装在钟表100的中间部件时且在将表壳背面与中间部件组装在一起之前对钟表机芯110的走时差进行最终调节。材料投射装置例如可以是aerosoljet类型的打印机，其允许以非常少量的材料进行非常精确的投射。

参考图12，本发明还涉及一种用于调节钟表机芯110的走时差的方法。所述方法包括将包含摆轮10的钟表机芯110布置20在钟表100的表壳的中间部件中的步骤。随后，该方法提供了用于测量21这样搁置在中间部件中的钟表机芯110的走时差的步骤。考虑到通向谐振器的通道特别狭窄，优选可以无接触地获得所述测量值。以已知的方式，因此可以例如以光学或声学形式实现对机芯走时差的测量。所述测量步骤21使得可以将测定的走时差与期望的走时差进行比较。此外，这也使得可以知道摆轮10的节拍，以便能够使其与材料投射同步，从而将材料精确地沉积在摆轮10的凹部15或每个凹部15中。

该方法随后包括确定22要应用于摆轮10的惯性的校正值以便获得经校正的走时差的步骤。所述校正值通过以下已知公式确定：

对于游丝摆轮类型的谐振器，惯性矩/摆轮力矩对应于以下公式：

i＝mr²(1)

其中，m表示摆轮10的质量，r表示摆轮的回转半径，其也因摆轮10的膨胀系数取决于温度。

此外，具有恒定截面的游丝的弹性转矩c对应于以下公式：

其中，e是所用材料的弹性模量，h是其高度，e是其厚度，l是其展开长度。

最后，包括游丝摆轮的谐振器120的频率f对应于下式：

随后，所述方法包括将材料施加23在摆轮10的一个或多个凹部中以便根据校正值来改变摆轮10的惯性的步骤。一个或多个凹部15可以仅位于轮缘11或至少一个臂13上，或者位于轮缘11上以及摆轮10的一个或多个臂13上，或者位于在调节面中限定的轮缘11的轮廓中。这样的步骤23包括用于将材料投射24到摆轮10的一个或多个凹部中的子步骤。所述子步骤24使得在调节走时差的情况下可以避免与摆轮10的任何机械接触。

应当注意的是，例如，当所述摆轮10包括对应于通孔的一个或多个凹部15时，所述投射子步骤24之前可以是移出钟表机芯100的摆轮10的子步骤。在这种情况下，于是利用以下内容在机芯110的外部实现将材料投射到所述通孔中：

-例如在摆轮10的一个面上施加的支承件，该面包括所述凹部15的设置有孔口的底座，和/或

-具有高粘度指数的投射材料。

假定根据所述方法的走时差调节仅使得可以增加摆轮10的惯性，则摆轮10被制造成具有质量缺陷，以使得钟表机芯110具有超前走时差(rateadvance)，其在将材料投射24到所述摆轮10的全部凹部15或一部分凹部15中的所述子步骤期间将被校正。

根据一个实施例，校正值可以对应于材料向摆轮10的多个凹部15中的投射，从而获得投射材料的对称分布，以便在不改变摆轮10的质心的情况下修改摆轮10的惯性。在这种情况下，摆轮10的凹部特别是在摆轮10轮缘11上对称地分布并且对每个凹部15而言所投射的材料量是相同的，以使得不产生不平衡。

根据一个实施例，通过一方面比较测得的走时差且另一方面比较不平衡性和谐振器120所需的频率来确定校正值。在这种情况下，校正值对应于通过投射而进入到在摆轮10的轮缘11上对称地分布的摆轮10的凹部15中的增加材料的不对称分布。或者，摆轮10的凹部15对称地分布在摆轮10的轮缘11上，并且材料仅投射到所述凹部15中的相对于彼此具有不对称构型的一些凹部中。在这种情况下，投射子步骤24包括用于将材料选择性地投射到一个或多个所述凹部15中的阶段。

另外，应注意，在投射子步骤24期间，将一种或多种类型的材料投射到摆轮10上。因此，同一摆轮10的凹部15可以：

-包含相同的投射材料，或

-每个凹部都包括与所述摆轮10的所有其它凹部的投射材料不同或与所述摆轮10的至少一个其它凹部15的投射材料不同的投射材料。

尽管可以使用aerosoljet打印机有利地实现投射子步骤24，但是任何其它无掩模印刷或投射技术也是可以的。如我们已经提到的，沉积在所有凹部15中或一些凹部中的材料可包括胶粘剂、涂料或金属悬浮液。

优选地，材料投射子步骤24之后可以是固化25投射的材料且特别是在该材料处于液体或糊状状态的情况下进行固化的子步骤。取决于所使用的材料，所述子步骤25可以包括在凹部中蒸发溶剂、使材料热固或使材料交联。聚合物也可以沉积在摆轮10的凹部15或每个凹部15中，然后借助于紫外线辐射交联。