專利名稱：熱補(bǔ)償游絲及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于擺輪的游絲，并且更具體地涉及熱彈性系數(shù)近似為零并且對(duì)磁場(chǎng) 幾乎不敏感的這種游絲。物體的熱彈性系數(shù)(CTE)表示所述物體的楊氏模量隨溫度的相對(duì)變化。
背景技術(shù)：
尋求機(jī)械鐘表機(jī)芯的最低可能的變差(variation of rate)是公知的。但是，這 非常難以實(shí)現(xiàn)，這尤其因?yàn)閿[輪組件對(duì)溫度和磁場(chǎng)的變化很敏感。歐洲專利No. 1039352公開了一種由特殊合金制成的合金游絲，該合金的外表面 具有氧化物涂層。此文獻(xiàn)公開了一種熱補(bǔ)償游絲，即，游絲的熱彈性系數(shù)——也稱為楊氏模 量熱系數(shù)——保持近似接近于零，并且該游絲對(duì)磁場(chǎng)的敏感度非常低。但是，所述游絲非常 難實(shí)施，這導(dǎo)致了非常高的廢品率和成本價(jià)格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，通過(guò)提出一種實(shí)施簡(jiǎn)化的用于擺輪的熱補(bǔ)償游絲來(lái)克服以上列 舉的全部或部分缺點(diǎn)。本發(fā)明因而涉及一種用于擺輪的熱補(bǔ)償游絲，所述熱補(bǔ)償游絲包含包括第一金屬 材料的部段，其特征在于，所述部段的至少一個(gè)表面具有包括第二金屬材料的外層，所述第 二金屬材料的熱彈性系數(shù)沿與所述第一金屬材料的熱彈性系數(shù)相反的方向變化。有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述游絲非常簡(jiǎn)單，因此可以使用常規(guī)材料，這避免了復(fù)雜 的制造步驟。根據(jù)本發(fā)明的其它有利特征-所述部段的至少兩個(gè)平行表面、或者至少兩個(gè)相鄰表面、或者所有表面包括所述 外層，-全部或部分游絲長(zhǎng)度上具有所述外層，-所述金屬材料中的至少一種是順磁性的，-第二材料是不銹鋼，-第一材料是FeMn合金或不脹鋼/因瓦(invar)類型的FeNi36合金，-所述部段具有多個(gè)不同的外層。本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)根據(jù)前述變型之一的游絲的鐘表。最后，本發(fā)明涉及一種制造用于鐘表的游絲的方法，所述方法包括如下步驟a)使用彼此緊固在一起的第一金屬材料和第二金屬材料形成體部，其中，第一金 屬材料和第二金屬材料的熱彈性系數(shù)沿相反的方向變化，b)減小所述體部的截面，c)卷繞所述體部，以形成所述游絲。因此，很明顯，游絲可使用允許非常低的廢品率的掌控良好的機(jī)械步驟利用材料
4非常簡(jiǎn)單地獲得。根據(jù)本發(fā)明的其它有利的特征_在步驟b)和步驟C)之間，所述方法包括步驟d)使所述體部的截面變?yōu)槎噙呅?截面；-在步驟c)之后，所述方法包括步驟e)提高所述游絲的外圈，以形成寶璣游絲；-所述方法包括步驟f)在游絲已經(jīng)形成后，從體部去除物質(zhì)，以調(diào)節(jié)游絲的熱彈 性系數(shù)；-所述方法包括最終步驟g)在游絲已經(jīng)形成后，進(jìn)行熱處理，以調(diào)節(jié)游絲的熱彈 性系數(shù)和形狀；-根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，步驟a)包括階段h)形成由第一金屬材料制成的棒件，階段 i)形成由第二金屬材料制成的管件，階段j)將棒件安裝在管件內(nèi)，以及階段k)將棒件 緊固在管件內(nèi)；_在步驟j)期間，為了便于步驟j)的執(zhí)行，所述方法包括冷卻棒件和/或加熱管 件以增加這兩個(gè)元件之間的空間的步驟；-通過(guò)一種替代方式，步驟a)包括如下階段形成由第一金屬材料制成的部件，將 第二金屬材料通過(guò)外模制(overmould)、電鍍、冷和/或熱變形、粘合和/或焊接緊固到所述 部件；-步驟b)通過(guò)熱變形和/或冷變形實(shí)現(xiàn)；-所述體部的外截面在步驟a)結(jié)束時(shí)在5mm和IOOmm之間，在步驟c)結(jié)束時(shí)在 IOym禾口 Imm之間；-所述材料中的至少一種是順磁性的。提出的另一個(gè)用于擺輪的游絲的制造方法包括如下步驟a’ )使用第一金屬材料形成游絲形狀的體部；b’ )將第二金屬材料通過(guò)外模制和/或電鍍緊固到所述體部，第一材料和第二材 料的熱彈性系數(shù)沿相反的方向變化。因此，很明顯，使用第一材料可獲得具有非常高精度水平的游絲形狀，然后使用掌 控良好的外模制和/或電鍍第二材料的步驟可以非常低的廢品率獲得非常高品質(zhì)的熱補(bǔ) 償游絲。根據(jù)本發(fā)明的其它有利的特征-步驟a’)通過(guò)拉絲_層壓-卷繞_熱處理定型工藝或者通過(guò)深度反應(yīng)離子蝕刻 由所述第一金屬材料制成的板或者通過(guò)LIGA類型的電成型工藝實(shí)現(xiàn)；-步驟b’)通過(guò)鑄造、電鑄(galvanoplasty)或者物理或化學(xué)的氣相沉積實(shí)現(xiàn)；-所述方法包括步驟f)在游絲已經(jīng)形成后，從所述體部去除物質(zhì)，以調(diào)節(jié)游絲的 熱彈性系數(shù)；-所述方法包括最終步驟g)在游絲已經(jīng)形成后，進(jìn)行熱處理，以調(diào)節(jié)游絲的熱彈 性系數(shù)和形狀；-所述材料中的至少一種是順磁性的。


唯一一幅圖示出根據(jù)本發(fā)明的制造游絲的方法的流程圖，通過(guò)參照該圖以非限制 性示例給出的如下描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種用于擺輪類型的鐘表調(diào)節(jié)件的熱補(bǔ)償游絲。根據(jù)本發(fā)明的游絲使 用可采用常規(guī)的金屬成型方法制造的材料。并且，所使用的材料是常用的，因而不昂貴。根據(jù)本發(fā)明，使游絲的熱彈性系數(shù)近似為零——即，楊氏模量隨溫度的相對(duì)變化 近似為零。為實(shí)現(xiàn)此目的，使用兩種交疊的金屬材料，所述兩種交疊的金屬材料的各自的熱 彈性系數(shù)沿相反的方向變化，從而它們相互補(bǔ)償。因此，很明顯，如果其中一種材料具有正 的熱彈性系數(shù)，則第二種材料需具有負(fù)的熱彈性系數(shù)。具有正的熱彈性系數(shù)的材料覆蓋另一種材料或是相反情況并不重要。重要的僅是 交疊層或涂層的厚度，所述交疊層或涂層的厚度必須與被覆蓋的厚度以及與擺輪的類型相 適應(yīng)，以對(duì)擺輪調(diào)節(jié)件進(jìn)行全面的補(bǔ)償。材料的交疊層或涂層可以是部分的或全部的。因此，第一材料的體部的部段的至 少兩個(gè)平行或相鄰表面可設(shè)置有第二材料。同樣地，交疊層或涂層可覆蓋第一材料的體部 的全部或部分長(zhǎng)度。也很明顯地，各表面還可包括特殊的材料，即，可包含不只一種第二材 料。最后，所述材料中的至少一種可為順磁性的，以使游絲對(duì)磁場(chǎng)幾乎不敏感。優(yōu)選地，游絲使用以下的材料對(duì)不銹鋼-FeMn合金或者不銹鋼-不脹鋼類型的 FeNi36合金。哪種材料覆蓋于哪種材料之上不是十分重要。但是，如果兩種材料中的一種是 鐵磁性的，則芯部?jī)?yōu)選使用所述鐵磁性的材料。因此，對(duì)于以上的示例，芯部?jī)?yōu)選使用FeMn 合金(反鐵磁性的)或FeNi36 (鐵磁性的)，并且外層為(不銹)鋼(反鐵磁性的)。還需 注意，此結(jié)構(gòu)還使所述游絲不產(chǎn)生任何氧化。為了計(jì)算芯部(材料1)及與其相關(guān)的外層(材料2)的各自的厚度，需要根據(jù)如下 的關(guān)系式計(jì)算與擺輪相適應(yīng)的期望的修正熱彈性系數(shù)CTE'和期望的修正轉(zhuǎn)矩C'，其中， 膨脹系數(shù)被認(rèn)為是相同的
rTF,_ A-E1-CTE^B-E2-CTE2 。Α·Εχ + Β·Ε2
廣,_ (A ■ E1 + B·E2)·(h + 2d、.(e + 2d)3
C = 2Ζ
其中
Α = - “3
(e + 2d) -(h+ 2d) A · [(e + 2 /)3 — e3 ] + . (e + 2 /)3 (e + 2df-(h+ 2d)并且-Ex是材料χ的楊氏模量； B=3
6
-CTEx是材料χ的熱彈性系數(shù)；-e是芯部的厚度；_h是芯部的高度；-d是外層的厚度。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于不銹鋼-FeMn合金對(duì)或者不銹鋼_FeNi36合金對(duì)。因此可 想象其它材料對(duì)。作為示例，外層可包含不銹鋼和/或鉻和/或鎳和/或鐵。同樣地，作為 示例，游絲芯部可包含鈮、NbZr合金、CrMn合金、FeMn合金、FeNi36合金或AuPd合金?，F(xiàn)將參照?qǐng)D1對(duì)制造上述游絲的方法1進(jìn)行說(shuō)明。方法1優(yōu)選包括三個(gè)主要步驟， 分別為使用彼此緊固在一起的第一金屬材料和第二金屬材料形成體部的步驟11、減小體 部的截面的步驟15以及卷繞所述體部以形成所述游絲的步驟21。形成步驟11大體上包括用于多個(gè)實(shí)施例的階段3、5、7和13。根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例， 體部由棒件和管件形成。在方法1的第一階段3中，形成由第一材料制成的棒件。在方法 1的第二階段5中，形成由第二材料制成的管件，所述第二階段5可與階段3同時(shí)、先于階 段3或在階段3之后進(jìn)行。之后，在第三階段7中，將棒件安裝在管件內(nèi)。優(yōu)選地，棒件的 外表面與管件的孔之間的截面差盡可能小，以限制棒件和管件之間的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，為了便于階段7的執(zhí)行，在階段7之前優(yōu)選提供可選的階段9。階段9在于 對(duì)棒件和/或管件進(jìn)行熱處理以確保最大可能的空間，即，棒件和管件之間的截面差。因 此，很顯然，可想象通過(guò)加熱使管件膨脹和/或通過(guò)冷卻使棒件收縮。在階段7之后，步驟 11繼續(xù)用于將棒件緊固在管件內(nèi)的第四階段13。因此，很顯然，此第一實(shí)施例涉及覆蓋由 第一材料制成的芯部的整個(gè)部段。還可想象僅覆蓋部分表面。因此，在另一個(gè)實(shí)施例中，仍然進(jìn)行階段3和階段5以 形成第一材料和第二材料。在第三階段和第四階段7、13中，將兩種材料放在一起，然后使 之緊固在一起。以非限制性的方式，在該另一個(gè)實(shí)施例中，階段13可包括冷變形和/或熱 變形以及粘合和/或焊接。當(dāng)然，其它包括更多或更少階段3、5、7、9和13的形成步驟11也是可以的。因此， 根據(jù)一替代實(shí)施例，階段3用于由第一材料形成體部，然后在第二階段5中，外模制或電鍍 第二材料。因此，很明顯，階段5、7和13可例如通過(guò)鑄造、電鑄或者物理或化學(xué)的氣相沉積 同時(shí)進(jìn)行。第二步驟15用于將所述游絲的截面減小到期望的截面。作為示例，體部的最大截面 可因此從在步驟11結(jié)束時(shí)的5mm到IOOmm的尺寸變化到在10 μ m和Imm之間的最終尺寸。優(yōu)選地，還可以想象以不同的順序進(jìn)行步驟11、15和21。實(shí)際上，還可以根據(jù)步 驟11、15和21在第一階段僅形成第一材料，然后如上面的替代實(shí)施例，在階段5中形成第 二材料，在所述階段5中在第一材料上外模制和/或電鍍第二材料。以示例的方式，賦予第一材料游絲的形狀，這可因此通過(guò)拉絲_層壓-卷繞_熱定 型處理或者通過(guò)深度反應(yīng)離子蝕刻第一金屬材料板或者通過(guò)LIGA類型的電成型工藝(在 光敏樹脂模具內(nèi)電鍍生長(zhǎng))獲得。然后，如上面的替代實(shí)施例，可通過(guò)鑄造、電鑄或者物理 或化學(xué)的氣相沉積覆蓋第一金屬材料。優(yōu)選地，對(duì)于本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，階段13和步驟15在單個(gè)塑性變形處理中進(jìn) 行。因此，所產(chǎn)生的變形有利地能夠使棒件和管件彼此緊固在一起，并且能夠使截面減小到
7將來(lái)的游絲的截面。優(yōu)選地，所述變形過(guò)程是冷變形和/或熱變形，可以具有中間的退火階 段以允許材料變形到非常小的尺寸。因此，對(duì)于所有的實(shí)施例，步驟15可包括冷變形，所述冷變形可包括拉絲和/或拉 拔和/或鍛造和/或?qū)訅汉?或壓花。同樣地，作為示例，還可想象包括熱變形，所述熱變 形可包括拉拔和/或鍛造和/或?qū)訅汉?或壓花。優(yōu)選地，在步驟15之后，方法1還可包括用于賦予游絲截面其最終形狀的附加步 驟17。因此，在步驟17中，使體部的截面變?yōu)槎噙呅谓孛?，例如矩形截面。此步驟17優(yōu)選 通過(guò)層壓進(jìn)行，以獲得非常有利的尺寸公差。 方法1繼續(xù)步驟21，在所述步驟21中，卷繞體部以形成游絲——例如，近似以螺旋 形狀卷繞。根據(jù)本發(fā)明，方法1可以步驟21結(jié)束。但是，其它改變是可能的。因此，可在步驟21之后提供第三可選步驟23，以提高在步驟21中形成的游絲的外 圈。此步驟23可因此形成寶璣類型的末圈。根據(jù)本發(fā)明，方法1也可以可選的步驟23結(jié)
束ο但是，在步驟21或步驟23之后，方法1還可繼續(xù)步驟31和/或步驟33。因此，如 圖1中的雙線所示，在步驟21或步驟23之后，方法1可包括用于進(jìn)行熱處理以調(diào)節(jié)游絲的 熱彈性系數(shù)和形狀的步驟33。根據(jù)本發(fā)明，方法1也可以步驟33結(jié)束。雖然如此，如圖1中的單線所示，步驟33可被步驟31替換或位于步驟31之后。步 驟31用于在游絲已經(jīng)形成以后——即，在步驟21或步驟23之后——從體部去除物質(zhì)，以 調(diào)節(jié)游絲的熱彈性系數(shù)。步驟31可例如包括機(jī)械加工階段和/或化學(xué)蝕刻階段。根據(jù)本 發(fā)明，很明顯，步驟31也可作為方法1的結(jié)尾和/或用于決定在下一處理中待去除的多余 的厚度。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于示出的示例，而是能具有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易 見(jiàn)的各種改變和更改。因此，可想象其它熱變形步驟和/或冷變形步驟。
8
權(quán)利要求
一種用于擺輪的熱補(bǔ)償游絲，所述熱補(bǔ)償游絲包括具有第一金屬材料的部段，其特征在于，所述部段的至少一個(gè)表面具有包括第二金屬材料的外層，所述第二金屬材料的熱彈性系數(shù)沿與所述第一金屬材料的熱彈性系數(shù)相反的方向變化。
2.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述部段的至少兩個(gè)平行的表面包括所述外層。
3.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述部段的至少兩個(gè)相鄰的表面包括所述外層。
4.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述外層覆蓋所述部段的每個(gè)表面。
5.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述游絲的全部長(zhǎng)度上具有所述外層。
6.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述游絲的一部分長(zhǎng)度上具有所述外層。
7.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述第二金屬材料是不銹鋼。
8.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述第一金屬材料是FeMn合金。
9.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述第一金屬材料是不脹鋼類型的FeM36
10.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述金屬材料中的至少一種是順磁性的。
11.如權(quán)利要求1所述的游絲，其特征在于，所述部段具有多個(gè)不同的外層。
12.—種鐘表，其特征在于，所述鐘表包括至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的游絲。
13.—種制造用于擺輪的游絲的方法(1)，該方法包括如下步驟a)使用彼此緊固在一起的第一金屬材料和第二金屬材料形成(11)體部，所述第一金 屬材料和第二金屬材料具有沿相反的方向變化的熱彈性系數(shù)；b)減小(15)所述體部的截面；c)卷繞(21)所述體部，以形成所述游絲。
14.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，在步驟b)和步驟c)之間，所述方法 包括如下步驟d)使所述體部的截面變?yōu)?17)多邊形截面。
15.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，在步驟c)之后，所述方法包括如下步驟e)提高(23)所述游絲的外圈，以形成寶璣游絲。
16.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，步驟a)包括如下階段h)由第一金屬材料形成(3)棒件；i)由第二金屬材料形成(5)管件；j)將所述棒件安裝(7)在所述管件內(nèi)； k)將所述棒件緊固(13)到所述管件上。
17.如權(quán)利要求16所述的方法(1)，其特征在于，在步驟j)期間，為了便于步驟j)的 執(zhí)行，所述方法包括冷卻所述棒件和/或加熱所述管件以增加所述棒件和管件之間的空間 的階段(9)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，步驟a)包括如下階段 1)由第一金屬材料形成(3) —部件；m)通過(guò)外模制和/或電鍍將第二金屬材料緊固(5，7，13)到所述部件。
19.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，步驟a)包括如下階段η)由第一金屬材料形成(3) —部件；ο)通過(guò)冷變形和/或熱變形將第二金屬材料緊固(5，7，13)到所述部件。
20.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，步驟a)包括如下階段P)由第一金屬材料形成(3) —部件；q)通過(guò)粘合和/或焊接將第二金屬部件緊固(5，7，13)到所述部件。
21.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，通過(guò)冷變形工藝和/或熱變形工藝 (11)實(shí)現(xiàn)步驟b)。
22.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，在步驟a)結(jié)束時(shí)，所述體部的外截面 在5mm和IOOmm之間。
23.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，在步驟c)結(jié)束時(shí)，所述體部的外截面 在10 μ m禾口 Imm之間。
24.一種制造用于擺輪的游絲的方法(1)，該方法包括如下步驟a’ )使用第一金屬材料形成(11，15，21)游絲形狀的體部；b’)通過(guò)外模制和/或電鍍將第二金屬材料緊固(5，7，13)到所述體部，所述第一金屬 材料和第二金屬材料具有沿相反的方向變化的熱彈性系數(shù)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法(1)，其特征在于，步驟a’)通過(guò)拉絲-層壓-卷繞-熱 定型處理實(shí)現(xiàn)。
26.如權(quán)利要求24所述的方法(1)，其特征在于，步驟a’)通過(guò)對(duì)由所述第一金屬材料 制成的板進(jìn)行深度反應(yīng)離子蝕刻實(shí)現(xiàn)。
27.如權(quán)利要求24所述的方法(1)，其特征在于，步驟a’)通過(guò)LIGA類型的電成型工 藝實(shí)現(xiàn)。
28.如權(quán)利要求24所述的方法(1)，其特征在于，步驟b’)通過(guò)鑄造、電鑄或者物理或 化學(xué)的氣相沉積實(shí)現(xiàn)。
29.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，所述方法包括如下步驟f)在所述游絲已經(jīng)形成(21，23)后，從所述體部去除(31)物質(zhì)，以調(diào)節(jié)所述游絲的熱 彈性系數(shù)。
30.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，所述方法包括如下最終步驟g)在所述游絲已經(jīng)形成(21，23)后，進(jìn)行(33)熱處理，以調(diào)節(jié)所述游絲的熱彈性系數(shù) 和形狀。
31.如權(quán)利要求13所述的方法(1)，其特征在于，所述材料中的至少一種是順磁性的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱補(bǔ)償游絲及其制造方法。本發(fā)明涉及一種制造用于鐘表的游絲的方法(1)，所述方法包括如下步驟a)使用彼此緊固在一起的第一金屬材料和第二金屬材料形成(11)體部；b)減小(15)所述體部的截面；c)卷繞(21)所述體部以形成所述游絲。本發(fā)明還涉及通過(guò)所述方法獲得的游絲。本發(fā)明涉及鐘表調(diào)節(jié)件領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G04B17/22GK101930208SQ20101020736
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者C·沙邦, J·金蒂納, M·韋拉爾多 申請(qǐng)人:尼瓦洛克斯-法爾股份有限公司