СБОРНОЕ УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ДЕФОРМАЦИЮ УПРУГИХ РЫЧАГОВ Российский патент 2017 года по МПК G04C3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе для сборки детали, изготовленной из материала, не обладающего пластической деформацией (т.е. имеющего очень ограниченную пластическую деформацию), с элементом, содержащим материал другого типа.

Уровень техники

Существующие узлы, включающие в себя детали на основе кремния, обычно скрепляются путем склеивания. Подобная операция требует исключительно точного нанесения, что делает ее дорогостоящей.

В патентном документе ЕР 1850193 раскрывается первая деталь на основе кремния, которая устанавливается на металлический шпиндель с использованием промежуточной металлической детали. Между тем, предлагаемые в данном документе варианты формы кремниевой детали не вполне приемлемы и либо приводят к ее разлому во время сборки, либо не позволяют достаточно прочно скреплять детали друг с другом.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в устранении всех или части вышеуказанных недостатков за счет использования бесклеевого узла, позволяющего крепить деталь, изготовленную из материала, не обладающего пластической деформацией, к элементу, содержащему пластичный материал, такой как, например, металл или металлический сплав.

Изобретение, следовательно, относится к системе для монтажа элемента, изготовленного из первого материала, в проеме детали, изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточного части, изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью, характеризующейся тем, что деталь выполнена с возможностью приема на первой ступени промежуточной части и упругого фиксирования на второй ступени промежуточной части за счет перемещения элемента, при этом вторая ступень промежуточной части включает в себя по меньшей мере одно упругое фиксирующее средство, включающее в себя консольный рычаг с основанием, прикрепленным к первой ступени промежуточной части с целью скрепления блока, состоящего из элемента, промежуточной части и детали.

Подобная компоновка преимущественно позволяет прикреплять блок, состоящий из детали, промежуточной части и элемента, без склеивания к обычному, прецизионному элементу, предотвращая при этом воздействие на деталь разрушительных нагрузок, даже если она изготовлена, например, на основе кремния.

По другим предпочтительным признакам изобретения:

- рычаг каждого упругого фиксирующего средства включает в себя планку, которая упруго изгибается элементом, и участок, которой взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема детали, с целью скрепления промежуточной части с деталью;

- участок, взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема детали, образует шип или пазовую выемку, которые взаимодействуют с пазовой выемкой или шипом, выполненными на внутреннем диаметре проема детали;

- участок, взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема детали, образован на свободном конце каждого рычага;

- вторая ступень включает в себя три упругих фиксирующих средства;

- первая ступень промежуточной части включает в себя окружный заплечик для приема детали и по меньшей мере три выступа, позволяющие устанавливать элемент в промежуточную часть;

- у элемента имеется шпиндель с отходящим от него заплечиком для аксиального фиксирования детали и промежуточного участка с элементом;

- максимальная ширина сечения проема в детали составляет от 0,2 мм до 2 мм;

- сечение проема в детали имеет круговую, многоугольную или асимметричную форму;

- второй материал может быть материалом на основе кремния;

- третий материал состоит из металла или сплава на основе металла.

Изобретение также относится к хронометру, характеризующемуся тем, что он включает в себя по меньшей мере одну сборную систему по любому из предыдущих вариантов, при этом деталь, не обладающая пластичной деформацией может быть, например, колесиком, анкерной вилкой или пружиной баланса.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества станут более понятны из последующего описания, предлагаемого исключительно в качестве, неограничивающего иллюстративного примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- на фиг.1 показано изображение в разобранном виде сборной системы по изобретению;

- на фиг.2 показан частичный вид в перспективе собранной системы по изобретению;

- на фигурах 3 и 4 показаны виды в перспективе промежуточной части по изобретению;

- на фиг.5 изображен местный вид, показывающий фиксирование сборной системы по изобретению;

- на фиг.6 показан местный, схематический вид механизма хронометра, включающего в себя три сборные системы по изобретению;

- на фиг.7 показан местный, схематический вид пружины баланса хронометра, включающего в себя одну из сборных систем по изобретению.

Осуществление изобретения

Как отмечалось выше, изобретение относится к сборной системе, предназначенной для крепления хрупкого материала, т.е. который не обладает пластической деформацией (т.е. имеет очень ограниченную пластическую деформацию), такого как материал на основе кремния, к пластичному материалу, такому как металл или металлический сплав.

Данная сборная система предназначена для использования в часовой отрасли. Между тем, также возможно ее использование в других областях, в частности, в аэронавтике, ювелирной или автомобильной отраслях или в столовой посуде.

Потребность в подобном узле обусловлена тем, что в часовой отрасли все большее значение приобретают хрупкие материалы, например, материалы на основе кремния, такие как кварц, кристаллический кремний, нитрид кремния, карбид кремния или оксид кремния, материалы на основе корунда или материалы, в целом, на основе керамики. Например, возможно изготавливать пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже колесные пары, такие как анкерные колеса, полностью или частично на основе хрупких материалов.

Однако даже использование традиционных стальных шпинделей, производство которых хорошо освоено, имеет определенные ограничения при сочетании с деталями, не имеющими пластической деформации, с которыми трудно смириться. На самом деле, при проведении испытаний не удалось использовать стальные шпиндели совместно с хрупкими деталями, не обладающими пластической деформацией, которые систематически разламывались. Например, стало очевидно, что сдвиговая деформация, возникающая при входе металлического шпинделя в отверстие кремниевого компонента, систематически приводила к разлому компонента.

Изобретение относится к системе 1, позволяющей устанавливать элемент 3, изготовленный из первого материала, в проеме 4 детали 5, изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части 7, изготовленной из третьего материала, помещаемой между элементом 3 и деталью 5.

Согласно изобретению деталь 5 принимается на первой ступени 6 промежуточной части 7 и упруго фиксируется на второй ступени 8 промежуточной части 7 при помощи элемента 3 для скрепления блока, состоящего из элемента 3, промежуточной части 7 и детали 5.

Как показано на фиг.1-2, деталь 5, изготовленная из второго материала, не обладающего пластической деформацией, имеет кольцевую форму. Между тем, как показано на фиг.6 и 7, поясняющих сборную систему 1, подобную кольцевую форма имеет лишь один из участков детали 5. Как показано на фиг.1-2, в детали 5 имеется, по существу, круговой проем 4. Максимальная ширина сечения проема 4 детали 5 предпочтительно составляет от 0, 2 мм до 2 мм.

Кроме этого, как показано на фиг.1 и 2, внутренний диаметр проема 4 детали 5 предпочтительно включает в себя выемку 2 для крепления промежуточной части 7 к детали 5.

На фиг.1 показан элемент 3 по изобретению. Элемент 3 включает в себя шпиндель 9 с отходящим от него заплечиком 10 для аксиального фиксирования детали 5 и промежуточной части 7 с элементом 3. Сечение шпинделя 9 предпочтительно меньше сечения проема 4 для того чтобы деталь 5 могла скользить в нем без фрикционной посадки.

Согласно изобретению, на первой ступени 6 промежуточной части 7 имеется окружный заплечик 11 для приема по меньшей мере одного из участков детали 5. Кроме этого, первая ступень 6 промежуточной части 7 включает в себя по меньшей мере три выступа 12, позволяющие устанавливать шпиндель 9 элемента 3 в промежуточной части 7. Наконец, первая ступень 6 промежуточной части 7 предпочтительно включает в себя отверстия 13, открывающие одну из частей второй ступени 8 промежуточной части 7, позволяющие, в частности, проверить правильность фиксирования сборной системы 1.

Согласно изобретению вторая ступень 8 промежуточной части 7 включает в себя по меньшей мере одно упругое фиксирующее средство 15 (на фигурах показаны три средства 15), включающее в себя консольный рычаг 17 с основанием 19, прикрепленным к первой ступени 6 промежуточной части 7. Предпочтительно согласно изобретению, свободное пространство, образуемое между основаниями 19, больше аналогичного пространства, образуемого между выступами 12 для того, чтобы при установке шпиндель 9 элемента 3 предпочтительно и в первую очередь соприкасался с первой ступенью 6 промежуточной части 7. Кроме этого, первая 6 и вторая 8 ступени промежуточной части 7 предпочтительно изготавливаются цельноформованными, например, при помощи процесса электролитического формования.

Предпочтительно согласно изобретению, как это более наглядно показано на фиг.2-5, рычаг 17 каждого упругого фиксирующего средства 15 включает в себя планку, которая упруго изгибается элементом 3 и один из участков 16 которой взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема 4 детали 5, с целью крепления промежуточной части 7 к детали 5.

В примере по фиг.2 и 5 участок 16, взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема 4 детали 5, образован на свободном конце каждого рычага 17. Разумеется, участок 16 может быть образован в другом месте каждого рычага 17.

В примере по фиг.1 и 2 участок 16 каждого рычага 17 образует шип, который взаимодействует с одной из пазовых выемок 2, выполненных на внутреннем диаметре проема 4 детали 5. Разумеется, допустимы другие формы и/или типы соединения и/или обратного соединения и/или альтернативных других соединений, дающие такой же технический эффект. Например, одно из упругих фиксирующих средств 15 может, в отличие от других, включать в себя паз, образованный на срединном участке рычага, который взаимодействует с шипом, образованным на внутреннем диаметре проема детали.

В примере по фиг.2-5 более наглядно показано, каким образом планка каждого рычага 17 изгибается элементом 3. Пунктирными линиями обозначен рычаг 17' упругого фиксирующего средства 15 и его участок 16' в тот момент, когда рычаг 17 не изгибается элементом 3. Следует отметить, что один из участков планки рычага 17' выходит за пределы зазора, образуемого между выступами 12 первой ступени 6 промежуточной части 7.

Таким образом, понятно, что когда элемент 3 предпочтительно перемещается относительно выступов 12, планка каждого рычага 17', при прохождении элемента 3, изгибается, заставляя каждый рычаг 17' перемещаться в направлении внутреннего диаметра проема 4 детали 5. На фиг.5 перемещение рычага 17' обозначено ссылочной позицией 17 с пунктирной линией. Аналогичным образом, участок 16' обозначен ссылочной позицией 16 и находится внутри выемки 2, образованной на внутреннем диаметре проема 4 детали 5.

Разумеется, в зависимости от изогнутости рычага 17' в положении покоя, перемещения рычага 17' при изгибании, положения участка 16' на рычаге 17' и удаления точки контакта между элементом 3 и рычагом 17' относительно соответствующего основания 19 можно выборочно управлять степенью приближения участка 16' к внутреннему диаметру проема 4 детали 5. Так, например, перемещение участка 16' может быть больше или меньше перемещения рычага 17' в результате изгибания при соприкосновении с элементом 3.

Поэтому, в конечном счете, после приведения в действие трех упругих фиксирующих средств 15, расположенных на промежуточной части 7, элемент 3, промежуточная часть 7 и деталь 5 образуют неразъемный блок.

На фиг.6 и 7 показано типовое применение в часовой области. Например, на фиг.6 анкерная вилка 25 включает в себя две сборные системы 21, 41 по изобретению, соответственно предназначенные для крепления копья 23 и оси 43 качения к рычагу 45.

Как показано на фиг.6, каждая сборная система 21, 41 включает в себя промежуточную часть 27, 47, взаимодействующую между копьем 23 или осью 43 и рычагом 45 анкерной вилки 25. Таким образом, понятно, что каждая сборная система 21, 41 достаточно эффективно предотвращает возникновение относительных колебаний между ее компонентами.

Анкерное колесо и, в частности, колесо 65 включает в себя, например, сборную систему 61, предназначенную для крепления оси качения 63 к колесу 65. Как показано на фиг.6, сборная система 61 включает в себя промежуточную часть 67, взаимодействующую с осью 63 и колесом 65.

Таким образом, совершенно очевидно, что типовая сборная система 61 может использоваться с колесными парами любого типа. Кроме этого, ось 63 может содержать неразъемное малое зубчатое колесо, образующее полную колесную пару.

Как показано на фиг.7, пружина 85 баланса может быть закреплена к оси 83 баланса при помощи сборной системы 81 по изобретению. Для этого промежуточная часть 87 устанавливается в проеме 84 муфты 88 пружины аналогично тому, как это было рассмотрено выше.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничено изображенным примером и допускает различные вариации и изменения, очевидные специалистам в данной области техники. В частности, сечение проема 4, 84 никоим образом не ограничено круговой формой. Поэтому допустимы иные формы, например многоугольная или асимметричная.

Аналогичным образом, хотя промежуточная часть 7 предпочтительно и в первую очередь размещается на первой ступени 6, для установки элемента 3 в промежуточной части 7 также можно использовать вторую ступень 8 и/или совместно обе ступени 6, 8.

Изобретение относится к системе (1, 21, 41, 61, 81) для монтажа элемента (3, 23, 43, 63, 83), изготовленного из первого материала, в проеме (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью. Согласно изобретению деталь (5, 25, 65, 85) принимается на первой ступени (6) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) и упруго фиксируется на второй ступени (8) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) при помощи элемента (3, 23, 43, 63, 83) с целью скрепления блока, состоящего из элемента (3, 23, 43, 63, 83), промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) и детали (5,25,65, 85). Изобретение относится к часовой отрасли. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система (1, 21, 41, 61, 81) для монтажа элемента (3, 23, 43, 63, 83), изготовленного из первого материала, в проеме (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью, отличающаяся тем, что деталь (5, 25, 65, 85) выполнена с возможностью приема на первой ступени (6) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) и упругого фиксирования на второй ступени (8) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) за счет перемещения элемента (3, 23, 43, 63, 83), при этом вторая ступень (8) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) включает в себя по меньшей мере одно упругое фиксирующее средство (15), включающее в себя консольный рычаг (17) с основанием (19), прикрепленным к первой ступени (6) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), для скрепления блока, состоящего из элемента (3, 23, 43, 63, 83), промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) и детали (5, 25, 65, 85).

2. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что рычаг (17) каждого упругого фиксирующего средства (15) включает в себя планку, которая упруго изгибается элементом (3, 23, 43, 63, 83) и один из участков (16) которой взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), с целью скрепления промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) с деталью (5, 25, 65, 85).

3. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.2, отличающаяся тем, что участок (16), взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), образует шип, который взаимодействует с пазовой выемкой (2), выполненной на внутреннем диаметре проема детали.

4. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.2, отличающаяся тем, что участок (16), взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), образует пазовую выемку, которая взаимодействует с шипом, выполненным на внутреннем диаметре проема детали.

5. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.2, отличающаяся тем, что участок (16), взаимодействующий с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внутреннем диаметре проема (4, 84) детали (5, 25, 65, 85), образован на свободном конце каждого рычага (17).

6. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что вторая ступень (8) включает в себя три упругих фиксирующих средства (15).

7. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что первая ступень (6) промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) включает в себя окружный заплечик (11) для приема детали (5, 25, 65, 85) и по меньшей мере три выступа (12), позволяющие устанавливать элемент (3, 23, 43, 63, 83) в промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

8. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что элемент (3, 23, 43, 63, 83) включает в себя шпиндель (9) с отходящим от него заплечиком (10) для аксиального фиксирования детали (5, 25, 65, 85) и промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) с элементом (3, 23, 43, 63, 83).

9. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что максимальная ширина сечения проема (4, 84) детали (5, 25, 65, 85) составляет от 0,2 мм до 2 мм.

10. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что проем (4, 84) детали (5, 25, 65, 85) имеет круговое сечение.

11. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что проем (4, 84) детали (5, 25, 65, 85) имеет сечение многоугольной или асимметричной формы.

12. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что второй материал изготовлен на основе кремния.

13. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п.1, отличающаяся тем, что третий материал изготовлен из металла или сплава на основе металла.

14. Хронометр, характеризующийся тем, что он включает в себя по меньшей мере одну сборную систему (1, 21, 41, 61, 81) по любому из пп.1-13.

15. Хронометр по п.14, отличающийся тем, что деталь, не обладающая пластической деформацией, является колесиком (65), анкерной вилкой (25) или пружиной (85) баланса.