阅读说明：本技术 用于小型钟表的机械钟表机构的带有菱形的横截面的平衡弹簧以及用于制造平衡弹簧的方法 (Balancing spring with a rhombic cross section for a mechanical clockwork of a small timepiece and method for producing a balancing spring ) 是由 H.沃尔弗利 B.辛德勒 M.施特莱彻 于 2018-06-19 设计创作，主要内容包括：用于小型钟表的机械钟表机构的带有菱形的横截面的平衡弹簧以及用于制造该平衡弹簧的方法。本发明涉及一种用于小型钟表的机械钟表机构的平衡弹簧,其中平衡弹簧实施为螺旋弹簧且具有卷旋横截面。根据本发明设置成,螺旋弹簧的卷旋横截面具有菱形的形状,其中菱形具有四个侧边、带有第一内角的两个第一角、带有第二内角的两个第二角、将两个第一角彼此连接的第一对角线、和将两个第二角彼此连接的第二对角线,其中第一对角线短于第二对角线,且其中第一内角大于第二内角。(Balance spring with a rhombic cross section for a mechanical clockwork of a small timepiece and method for producing the balance spring. The invention relates to a balancing spring for a mechanical clockwork of a small timepiece, wherein the balancing spring is embodied as a helical spring and has a convoluted cross section. According to the invention, it is provided that the spiral cross section of the helical spring has the shape of a rhombus, wherein the rhombus has four sides, two first corners with a first inner angle, two second corners with a second inner angle, a first diagonal connecting the two first corners to one another, and a second diagonal connecting the two second corners to one another, wherein the first diagonal is shorter than the second diagonal, and wherein the first inner angle is greater than the second inner angle.)

用于小型钟表的机械钟表机构的带有菱形的横截面的平衡弹 簧以及用于制造平衡弹簧的方法

技术领域

本发明涉及一种用于根据独立权利要求1的前序部分所述的用于小型钟表的机械钟表机构的平衡弹簧。尤其，本发明涉及一种用于腕表或怀表的机械钟表机构的平衡弹簧。这样的类型的平衡弹簧实施为螺旋弹簧且具有卷旋横截面(或称为螺旋横截面，即Windungsquerschnitt)。卷旋横截面不理解为完整的平衡弹簧的横截面而是理解为平衡弹簧的唯一(或称为单一，即einzig)卷旋的横截面。平衡弹簧与所谓的摆轮(或称为司行轮，即Hemmung)一起形成机械钟表机构的擒纵机构(或称为调程器，即Gangregler)且因此直接影响钟表机构的均匀的调时和精确性。

背景技术

从文件DE 10 2008 029429 A1中已知一种根据独立权利要求的前序部分所述的平衡弹簧。卷旋横截面在该弹簧中矩形地实施。

发明内容

本发明的任务是，有利地改进这种类型的平衡弹簧。

该任务通过独立权利要求1的特征来解决。因此，在根据独立权利要求1的前序部分所述的平衡弹簧的情形中存在该任务的如下的根据本发明的解决方案，即，螺旋弹簧的卷旋横截面具有菱形的形状，其中菱形具有至少四个侧边、带有第一内角的两个角、带有第二内角的两个第二角、将两个第一角彼此连接的第一对角线、和将两个第二角彼此连接的第二对角线，其中第一对角线短于第二对角线，且其中第一内角大于第二内角。

本发明提供如下优点，即，通过菱形几何形状优化平衡弹簧的应力分布和单向振荡。菱形的横截面同样自定心地作用于平衡弹簧的运动过程(或称为运动顺序，即Bewegungsablauf)且使平衡弹簧稳定在振荡平面中。通过菱形轮廓的设计可能的是，螺旋弹簧的平面转动惯量且因此弹簧刚度(或称为回弹率，即Federrate)改变。钟表机构的调时可由此准确地确定，在该钟表机构中菱形横截面的几何形状相应地确定。菱形的较短的第一对角线优选地平行于平衡弹簧的延伸平面伸延。较长的第二对角线因此优选地垂直于平衡弹簧的延伸平面。较长的第二对角线因此优选地平行于螺旋的轴线伸延。

本发明的有利的实施方式是从属权利要求的对象。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，通过第二对角线彼此连接的菱形的两个第二角平行于第一对角线剪去，从而菱形具有两个附加的侧边。由此，一方面弹簧刚度可在设计横截面几何形状的情形中极其简单地且准确地确定。另一方面，在该实施方式中，平衡弹簧的制造被简化。

根据本发明的另一优选的实施方式，在两个之前提及的附加的侧边之间的间距为在0.05mm和0.2mm之间。由此根据本发明的平衡弹簧特别适合用于小型钟表的钟表机构。

根据本发明的另一优选的实施方式，两个附加的侧边具有在0.01mm和0.05mm之间的长度。进一步优选地，第一对角线的长度为在0.03mm和0.07mm之间。对于轮廓横截面的两个内角而言，进一步优选地在3°和30°之间的值证实为特别有利。进一步优选地，第二内角为在10°和30°之间。

当在菱形的两个附加的侧边和分别毗邻的侧边之间的过渡部在本发明的另一优选的实施方式中被倒圆时，根据本发明的平衡弹簧的制造被明显地简化。在此，圆的半径进一步优选地处于0.005mm和0.05mm之间的范围中。

在本发明的另一优选的实施方式中，卷旋横截面不仅关于菱形的第一对角线而且关于菱形的第二对角线对称地实施。由此，弹簧刚度可特别简单地且精确地确定。该实施方式还有利地作用于根据本发明的平衡弹簧的制造。

根据本发明的另一特别优选的实施方式，平衡弹簧由陶瓷材料制造。由此一方面得出特别准确的弹簧特性。另一方面，材料的该选择允许了卷旋横截面的特别简单的变化和因此在制造中的特别简单的变化。特别适用于根据本发明的平衡弹簧的制造的是玻璃陶瓷。合适的玻璃陶瓷例如是由Schott AG公司以商标名Zerodur出售的玻璃陶瓷材料。平衡弹簧备选地也可由氧化物陶瓷、例如二氧化锆制造。

本发明还提供一种用于制造根据本发明的平衡弹簧的方法。按照根据本发明的方法，平衡弹簧由坯件制造，其中该坯件由陶瓷材料构成且借助于选择性的激光烧蚀方法如此构造，使得适应于期望的卷旋横截面。根据本发明的方法提供如下优点，可由同一个基体制造带有不同的卷旋横截面和因此还有不同的弹簧特性的平衡弹簧。省去了不同的浇铸形状的耗费且成本集中的制造。

坯件优选地是盘片。进一步优选地，盘片圆形地构造。进一步优选地，坯件具有0.1mm至0.25mm的厚度。

坯件由陶瓷且优选地由玻璃陶瓷构成。尤其，坯件可由SchottAG公司以商标名Zerodur出售的材料构成。备选地，坯件也可由氧化物陶瓷构成。在此，尤其适用二氧化锆。坯件在此可以以喷射铸造方法制造。

按照根据本发明的方法的一种特别优选的实施方式，在坯件的第一侧边上借助于激光引进(或称为设置、设入、带入，即eingebracht)有V形槽，其中在坯件的相对而置的第二侧边上同样借助于激光引进有第二V形槽，如此使得，第一和第二槽叠合地相叠而置且一起形成断裂部(或称为裂口部、破口部，即Durchbruch)，其将螺旋弹簧的各个卷旋彼此分离。优选地，第一和第二槽依次引进到坯件的两个相对而置的侧边中，其中坯件在制造第一槽后简单地使用，从而第二槽可利用同一个激光装置引进。第一槽的深度优选地大约为大于使用坯件的材料厚度(或称为材料尺寸，即Materialstärke)的一半，从而通过第二槽至少直至坯件的材料厚度的一半地引进到坯件中可以以简单的方式生成断裂部。

按照根据本发明的方法的另一优选的实施方式，使用超短脉冲激光用于执行选择性的激光烧蚀方法。由此，在没有有问题的热传递的情况下可实现精确的且无残留的材料去除。

本发明此外提供一种带有根据本发明的平衡弹簧的用于小型钟表的钟表机构。

附图说明

本发明的实施例在下面根据附图更详细地阐释。

其中：

图1：以俯视图示出了根据本发明的平衡弹簧的一种实施例，

图2：示出了来自图1的根据在图1中标记的截线II的根据本发明的平衡弹簧的卷旋横截面，

图3：示出了来自图2的横截面轮廓的角的详细视图，

图4：以倾斜视图示出了以盘片(根据本发明的平衡弹簧由其制造)的形式的坯件，

图5：示出了在将V形槽引进到盘片的上侧中之后的来自图4的盘片，

图6：示出了沿着在图5中画入的截线VI穿过来自图5的盘片的截面，且

图7：示出了带有在盘片的下侧上以虚线画入的第二槽的来自图6的截面。

具体实施方式

对于如下实施方案适用，相同的部件通过相同的参考符号来标记。只要在图中包含参考符号(该参考符号在从属的附图描述中没有进一步详细说明)，则参考之前或之后的附图描述。

图1示出了朝向根据本发明的平衡弹簧1的一种实施例的俯视图。平衡弹簧的螺旋形状在该视图中可明显识别出。

平衡弹簧1的卷旋横截面在弹簧体的整个长度上相同。仅示例性地，在图1中画入截平面II。从属的卷旋横截面在图2中呈现。如图像示出的，卷旋横截面2基本上具有菱形的形状。菱形的基础形状具有四个侧边3、带有第一内角α的两个第一角4、带有内角β的两个第二角5、将两个第一角彼此连接的第一对角线6、和将两个第二角彼此连接的第二对角线7。基础形状的第一对角线6短于第二对角线7。

实际的卷旋横截面通过两个第二角5平行于第一对角线6的剪去才得出。实际的卷旋横截面由此不具有四个而是总共六个侧边。通过剪去菱形基体得出的两个附加的侧边在附图中以参考符号8标记。

在两个附加的侧边8之间的间距9根据本发明以有利的方式为在0.05mm和0.2mm之间。两个附加的侧边8另外优选地具有在0.01mm和0.05mm之间的长度。第一对角线的长度进一步优选地为在0.03mm和0.07mm之间。第二内角β进一步优选地为在3°和30°之间。在示出的实施例中，第二内角为约30°。

为了简化根据本发明的平衡弹簧的制造，在菱形的两个附加的侧边8和分别毗邻的侧边3之间的过渡部被倒圆。圆的半径R在图3中可明显看见且为在0.005mm和0.05mm之间。

在示出的实施例中，两个相对而置的第二角5分别以相同的高度剪去，从而得出这样的卷旋横截面，其不仅关于第一对角线6而且关于第二对角线7对称地实施。

接下来，描述了根据本发明的用于制造根据本发明的平衡弹簧的方法。平衡弹簧由坯件制造，该坯件由陶瓷材料构成。优选地，在此使用由玻璃陶瓷构成的坯件。

坯件是圆形的盘片10，其在图4中以倾斜视图示出。盘片10借助于选择性的激光烧蚀方法如此构造，使得得出期望的卷旋横截面。对此首先通过超短脉冲激光11的激光束12将第一V形槽13引进到盘片10的上侧16中。槽13不仅在图5中而且在来自图6的截面视图中可识别出。V形槽13标出在平衡弹簧的后来的卷旋之间的间隙且因此自身螺旋形地构造。如在图6中示出的，槽的深度为大约大于盘片10的材料厚度的一半。槽底因此在图6中位于线15下方，该线15标记陶瓷盘片10的中部。

在第一槽13被引进到盘片10的上侧16中后，盘片10被翻面，从而以激光11可构造盘片的下侧17。借助于激光此时同样将V形槽引进到下侧17中。该第二V形槽在图7中以虚线标出且设有参考符号14。两个V形槽13和14叠合且一起形成断裂部，其将螺旋平衡弹簧的各个卷旋彼此分离。