设有阻尼部件的机械钟表轴承

技术领域

本发明涉及设有阻尼部件的机械钟表轴承。

本发明还涉及包括这样的轴承的钟表机芯。

本发明涉及钟表机构领域，并且更具体地涉及旋转引导件。

背景技术

带有自动上弦的机械表通常设有振荡上弦质量件，用于发条盒发条的上弦。为了允许振荡质量件枢转，通常使用球轴承作为悬挂装置。

轴承的组件通常是金属的，特别是钢、黄铜或铜铍合金。

然而，这样的球轴承产生以声波形式的噪声，这对表的佩戴者来说可是令人厌烦的。这些噪声的来源多样，特别是由于物体之间的接触的粗糙度、制造上的形状缺陷或由于摩擦导致的物体上的磨损。

为了解决该问题，例如在申请EP 3460275中，已经寻求减少球与轴承的其他物体之间的接触表面。然而，这样的轴承需要大量的润滑剂，润滑剂的粘度较高，这可限制上弦性能。润滑剂还从表的外部可见，这可导致不愉快的美学效果。

发明内容

本发明的目的在于提出避免了上述问题的机械轴承，特别是球轴承。

为此，本发明涉及旨在布置在时计的机械机芯上的机械钟表轴承，该轴承包括，绕共同旋转轴线同轴的、形成运行轨道的至少一个内部框架和至少一个外部框架，以及在内部框架和外部框架之间的相对运动期间在运行轨道中滑动或滚动的多个轮，内部框架和外部框架引导多个轮，并且其中所述内部框架和外部框架中的至少一个是动态框架。

本发明的特征在于轴承的至少一个结构部件由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成，该弹性金属材料的阻尼系数大于10％，优选地大于30％。

凭借这样的轴承，使由于振荡质量件的运动而产生的振动显着衰减。因此，佩戴带有自动上弦的表不会（特别是在手腕上）引起任何不愉快的感觉。

此外，使用金属材料使得可避免在合成材料中的阻尼问题，诸如吸收湿气和释放气体。此外，金属材料具有较高的品质，并且在豪华时计中较为贵重，并且通常明显较坚固。

根据本发明的特定实施例，金属材料具有的拉伸强度大于100 MPa，优选地大于400 MPa，或者甚至600 MPa。

根据本发明的特定实施例，材料选自以下列表：

-至少80％锰和铜的合金，

-至少80％（优选82％）铜和铝及镍（优选12％和5％）的合金，

-至少80％（优选85％）铁和铬及铝（优选12％和3％）的合金，

-至少60％（优选65％）铁和钴（优选35％）的合金，

-至少90％（优选95％）铁和铝及碳（优选6％和0.2％）的合金，

-至少70％（优选73％）锰和铜、镍及铁（优选20％、5％和2％）的合金，该合金具有的维氏硬度值为至少130，以及

-镍钛诺型合金，包含至少50％（优选55％）镍和钛（优选45％）。

根据本发明的特定实施例，轴承包括第一阻尼件，该第一阻尼件旨在定位在所述框架中的一个和机芯的自动上弦系统的夹板之间，第一阻尼件形成轴承的由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成的部件。

根据本发明的特定实施例，轴承包括第二阻尼件，该第二阻尼件旨在定位在所述框架中的一个和用于将轴承保持在机芯上的装置之间，该装置诸如螺母或螺钉，第二阻尼件形成轴承的由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成的部件。

根据本发明的特定实施例，第一件和/或第二件是垫圈。

根据本发明的特定实施例，第一件和/或第二件是管。

根据本发明的特定实施例，外部框架由阻尼材料制成。

根据本发明的特定实施例，内部框架由阻尼材料制成。

根据本发明的特定实施例，所述轮是由具有高阻尼性能的金属材料制成的球。

本发明还涉及包括这样的轴承的钟表机芯。

附图说明

通过阅读下面的详细描述并参考所附附图，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1示意性地示出了带有自动上弦的机械机芯的部分的横截面图，该机芯设有根据本发明的第一实施例的球轴承；

-图2示意性地示出了带有自动上弦的机械机芯的部分的横截面图，该机芯设有根据本发明的第一实施例的变型的球轴承，

-图3示意性地示出了以垫圈形式的阻尼件和以管的形式的阻尼件，

-图4是示出某些材料和合金的作为材料拉伸强度的函数的阻尼系数的图表，该图表已发表在F.Yin所著的“Development and application of high damping alloys fornoise and vibration control”（ICSV 14, 9-12 July, 2007, Cairns AU）一文中。

具体实施方式

本发明涉及用于钟表机芯10的带有自动上弦的机械轴承1，例如如在图1和图2中示出的。

在图1和图2中，机芯10包括用于带有指针的显示系统的轴2；自动上弦系统夹板3，在该自动上弦系统夹板3上组装有多种齿轮系和机芯元件10；以及由保持装置固定到自动上弦系统的夹板3的球轴承1，该保持装置诸如图1中的螺钉7和图2中的螺母9。

常规地，该轴承1包括绕共同旋转轴线D同轴的至少一个内部框架4、14和至少一个外部框架5、15。带有指针的显示系统的轴2与轴线D共线，显示系统的轴2相对于轴承1组装在夹板的另一侧上。

组装的这些内部框架4、14和外部框架5、15形成运行轨道20，其中多个轮12、13（在此为球）在内部框架4、14和外部框架5、15之间的相对运动中滑动或滚动。运行轨道20是内部滚动管道，其保持轮12、13并使得其能够在管道中运动。

本发明在附图中示出为单个内部框架4、14和单个外部框架5、15的简化情形，本领域技术人员可将其推广到包括多个级的轴承，其中的每个级包括在内部框架4、14和外部框架5、15之间的用于轮12、13的运行轨道20。外部框架5、15由单个外部座圈形成。自然地，外部框架5、15也可由多个并置的外部座圈组成。

轴承1组装在夹板3上。在图1或图2中，机械轴承1包括用于螺钉7和螺母9通过的轴向中心通道16。螺钉7螺纹连接到螺柱8中，该螺柱8由圈18保持在上弦系统的夹板3下方，而螺母9绕螺柱8螺纹连接。螺钉7或螺母9以及螺柱8设置在轴承1的轴线D上。螺柱8在球轴承1下方插入通道16中，而螺钉7或螺母9在轴承1顶部上方插入通道16中。

在这样的包括运行轨道20的级中，至少内部框架4、14或外部框架5、15是动态框架，也就是说，与钟表机芯的静态组件（诸如板、夹板3、或类似组件）相比，其在轴承的正常作用期间是可移动的。在未示出的特定变型中，内部框架4、14是动态框架，并且外部框架5、15是动态框架。在由图2示出的另一变型中，内部框架4、14是静态框架，并且外部框架5、15是动态框架。在未示出的又另一变型中，内部框架是动态框架，并且外部框架5、15是静态框架。

这样的轴承1设计用于钟表应用，并且因此具有非常小的尺寸：

-直径在1.6 mm至20.2 mm之间（包括边界值）；

-当轮是球时，球的直径在0.2 mm至0.6 mm之间（包括边界值）；

-内部框架4、14在旋转轴线方向上的厚度在0.4 mm至1.5 mm之间（包括边界值），并且当轮是直径在0.2 mm至0.6 mm之间的球时，该厚度小于或等于1.0 mm（包括边界值）；

-外部框架5、15在旋转轴线方向上的厚度在0.4 mm至1.5 mm之间（包括边界值），并且当轮是直径在0.2 mm至0.6 mm之间的球时，该厚度小于或等于1.0 mm（包括边界值）。

更具体地，最小的轴承具有直径为0.2 mm的球，对于1.6 mm的直径，轴承的厚度在0.4至1 mm之间。

并且最大的轴承具有直径直至0.6 mm的球，对于5.7至20.2 mm的直径，轴承的厚度范围直至1.5 mm。

在图1或图2中示出的轴承1是根据本发明的球轴承，具有的直径为5.7 mm、球直径为0.5 mm、内部框架的厚度为1.0 mm、并且外部框架的厚度为1.0 mm。

根据本发明，轴承1的至少一个结构部件由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成，该弹性金属材料的阻尼系数大于10％，优选地大于30％。结构部件是指轴承中不同于轮或球的部件，诸如，例如框架或阻尼件。轮或球当然也可由该相同的材料制成，但这是在球轴承的结构部件之外的。

在图1和图2中的第一实施例中，轴承1包括定位在内部框架4、14和自动上弦系统的夹板3之间的第一阻尼件6。第一件6布置在自动上弦系统的夹板的盘19上。轴承1还包括第二阻尼件17，该第二阻尼件17定位在内部框架4、14和用于将轴承1保持在机芯10上的装置（即螺钉7或螺母9）之间。第二件17布置在在内部框架4、14的顶部面中挖空的床21中。阻尼件是垫圈或平的盘，设有允许根据其布置的螺钉、螺母或螺柱通过的中心开口。第二件比第一件小，因为螺钉或螺母较窄。阻尼件绕轴承的轴线同心。

图3示出了第一实施例的阻尼件6、7，其是以垫圈的形式。还示出了以管的形式的阻尼件22。管是以类似于垫圈的方式布置的中空的长形件。根据另一实施例，管实际上可用于吸收振动。

阻尼件6、17、22由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成，该弹性金属材料的阻尼系数大于10％，优选地大于30％。这样的阻尼系数为时计的佩戴者提供了充分的舒适性。由此，这些阻尼件吸收由球轴承1产生的振动。

在动态力学分析中，物体承受应变或振荡变形。阻尼因子δ，也称为损耗因子，特征在于材料的阻尼性能根据以下公式计算：

金属材料优选地选自以下列表：

-至少80％锰和铜的合金，

-至少80％（优选82％）铜和铝及镍（优选12％和5％）的合金，

-至少80％（优选85％）铁和铬及铝（优选12％和3％）的合金，诸如市售合金“Silentalloy”，

-至少60％（优选65％）铁和钴（优选35％）的合金，诸如市售合金“Gentalloy”，

-至少90％（优选95％）铁和铝及碳（优选6％和0.2％）的合金，

-至少70％（优选73％）锰和铜、镍及铁（优选20％、5％和2％）的合金，诸如市售合金“M2052”，该合金具有的维氏硬度值为至少130，以及

-镍钛诺型合金，包含至少50％（优选55％）镍和钛（优选45％）。

然而，其他金属材料也是可能的，特别是具有相同物理特性（特别是关于阻尼系数）的合金。

M2052型或镍钛诺型材料特别好地适合于阻尼件，诸如上面描述的垫圈或管。特别是镍钛诺具有形状记忆和超弹性的品质。

此外，金属材料具有的拉伸强度大于100 MPa，优选地大于400 MPa，或甚至600MPa。因此，轴承的部件比其他材料的更坚固并且磨损较慢。由聚合物制成的阻尼材料，如在申请EP 3418595中描述的，具有低得多的弹性模量，使得在球轴承和夹板之间可产生间隙。这样的间隙可导致在轴承与夹板或机芯的其他组件之间的接触。

图4示出了图表30，其中示出了作为金属材料的拉伸强度的函数的阻尼系数值。上面提到的合金既具有高于10％或甚至30％的高阻尼系数，又具有高于100 MPa或甚至600MPa的高拉伸强度。

示出的实施例涉及阻尼件。但是，也可通过轴承的其他组件获得阻尼。

更一般地，根据本发明，轴承的至少部分由具有高阻尼性能的弹性金属材料制成，该弹性金属材料的阻尼系数大于10％，优选地大于30％。

在附图中未示出的第二实施例中，由金属材料制成的部件是球轴承的框架中的一个。在变型中，两个框架由该金属阻尼材料形成。须调整轴承的几何形状，以避免应力和接触压力。

在附图中未示出的第三实施例中，所述轮是由具有高阻尼性能的金属材料制成的球。镍钛诺型的材料特别好地适于生产这样的球。

本发明还涉及钟表机芯10，该机芯10包括如上文描述的至少一个轴承1。