專利名稱：包括樞轉元件的計時器的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括支架和輪的計時器，該輪利用至少一個樞轉元件樞轉地安裝在所述支架上，該樞轉元件包括軸承和接合在所述軸承中的樞軸(pivot)，該軸承和樞軸至少其接觸表面用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料制造，該輪包括至少一個具有第一孔的板材(board)。術語“輪”應當廣義理解。該樞轉元件也可以應用于該計時器的其他活動件，例如，擒縱機構的棘爪(pallet)。
背景技術：
一般而言，樞轉地安裝在支架上的輪包括在兩端設置有樞軸的心軸，每個樞軸接合在軸承中。由軸承和樞軸構成的樞轉元件通常用于確保時鐘機構運動中的旋轉件的軸向和徑向定位。樞軸通常用鋼制造，而軸承例如用黃銅、青銅或紅寶石制造，這對材料選擇成使軸承和樞軸之間的摩擦轉矩盡可能小并且盡可能恒定不變。但是，用這些對材料制造的樞轉元件在所得到的摩擦轉矩值和磨損方面并不總是完全令人完全滿意的。需要在軸承和樞軸之間加入附加的潤滑劑，這種潤滑劑往往隨著時間退化。根據例如美國專利US 5，515，607、日本專利09 211149和德國專利DE 70 00 616
等文獻公開的其他方法，能夠使輪與樞軸一起做成單個零件。這種包括一體樞軸的輪不是本發明的主題。本發明的一個目的是在計時器中能夠利用其接觸表面用固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料，即不需要附加潤滑劑。具體說情況是這樣，軸承和樞軸的接觸表面由金剛石、其摩擦系數低于0.10的其他材料或材料的混合物制造。令人遺憾的是，這種零件利用常規的加工技術特別難制造。例如，它們可以通過歐洲專利EP 1 622擬6中描述的方法得到。具體說，利用傳統的方法制造像輪心軸一樣復雜的零件非常困難。例如，切割金剛石零件或利用鉚接方法裝配金剛石零件非常困難。本發明的另一個目的提供一種計時器，其元件用固有地具有非常低的摩擦系數和磨損率的材料，即不需要附加的潤滑劑的材料制造并且能夠容易地裝配。
發明內容
為此，并且根據本發明，提供一種計時器，其包括支架和利用至少一個樞轉元件樞轉地安裝在所述支架上的輪，該樞轉元件包括軸承和接合在所述軸承中的樞軸，至少該軸承和樞軸的接觸表面用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料，即不需要附加的潤滑劑的材料制造，該輪至少具有一個具有第一孔的板材。根據本發明，所述樞轉元件包括具有第二孔并且形成軸承的第一板(Plate)、和具有接合在所述第一和第二孔中并且形成樞軸的樞軸桿的第二板，所述第一和第二板中的一個與輪制造成一體，另一個與支架制造成一體。根據可選實施例，形成樞軸的第二板可以包括平面元件，從該平面元件伸出形成樞軸桿的圓柱形元件，這兩個元件制造成單個零件，或平面元件和形成樞軸桿的圓柱形元件分開。根據該可選實施例，第二板在與樞軸桿相對的一側上可以包括與第二板以及支架制造成一體的軸。所述軸能夠安裝成通過所述第二板并且在所述樞軸桿中。根據該可選實施例，具有第一孔的板材和具有第二孔的第一板可以組合(merge)， 于是所述第一和第二孔被組合。但是，關于具有形成樞軸的樞軸桿的第二板，所述第二板總是與輪的具有第一孔的板材分開，因此樞軸從不結合在所述輪中。根據該可選實施例，輪可以包括具有第一孔并且做成一體旋轉的兩個板材，每個板材利用所述樞轉元件分別樞轉地安裝在支架中。為了做成一體地旋轉，所述板材可以包括圍繞它們各自的第一孔的金屬環。在另一個實施例中，所述板材可以分別包括互補的裝配裝置，例如設置成一起合作并且使所述板材一體旋轉的凸塊。在這些可選實施例中，在輪具有兩個板材的情況下，設置在樞轉元件的第二板上的軸可以安裝成穿過該第二板并且在輪的每個板材的樞轉元件的樞軸桿中。優選地，構成軸承和樞軸的接觸表面的固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料是金剛石。
當參考附圖閱讀下面的說明書時本發明的其他特征將變得更加清楚，其中圖1和圖2分別是本發明的第一可選實施例的剖視圖和輪的透視圖；圖3是本發明另一個可選實施例的剖視圖；圖4是本發明另一個可選實施例的剖視圖；圖5是根據圖4的該可選實施例，示出形成樞軸和軸的板的詳細剖視圖；圖6是用于圖4的可選實施例中的輪的透視圖；圖7是用于圖4的可選實施例中的形成樞軸的板的透視圖；圖8是本發明的另一個可選實施例的剖視圖；圖9是用于圖8的可選實施例中的軸的透視圖；圖10是本發明的另一個可選實施例的剖視圖。
具體實施例方式在本說明書中，固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料是確保其自身潤滑而不需要外部潤滑劑幫助的任何材料。優選，這種摩擦系數小于或等于0.1。而且，這種材料必需足夠硬，以具有非常低的磨損率。優選，所述材料在莫氏硬度計上具有大于或等于9的硬度。優選，所述材料是金剛石。可以用具有等同于金剛石的摩擦系數和磨損率的任何材料。 同樣，可以與其他材料一起用金剛石，或單獨用由具有等同于金剛石的摩擦系數和磨損率的材料構成的任何其他混合物。在本說明書中，除了支架之外，至少該計時器的不同元件之間的接觸表面用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料制造。這些元件也可以整個地用固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料制造。支架或僅僅其表面可以用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料或任何其他材料制造。圖1和圖2示出計時器的第一可選實施例，其包括由橋接板Ia和底板Ib構成的金屬支架以及具有第一板材加和第二板材2b的輪，該第一板材加具有齒和孔3a，第二板材2b具有齒和孔北。板材加和2b例如通過CVD用金剛石制造。輪利用兩個樞轉元件fe和恥繞橋接板Ia和底板Ib的軸線AA可樞轉地安裝，該樞轉元件fe和恥每個分別包括軸承和接合在相應軸承中的樞軸。根據本發明，每個軸承由具有孔8a和8b的第一板6a和6b構成，該第一板6a和 6b用金剛石制造，并且通過壓入(driven)或粘結在位于橋接板Ia和底板Ib上的對應切口中而分別與橋接板Ia和底板Ib制造成一體。板6a和6b設置成使得其孔8a、8b與板材 2a、2b的孔3a、!3b相對。當然，可以用金剛石制造橋接板和底板，包括用于接納形成樞軸的第二板的樞軸桿的孔，第一板具有孔并形成軸承，于是該第一板是所述支架的一體的部分。每個樞軸用包括平面元件的第二板7a、7b形成，從該平面元件伸出垂直于該平面元件并且形成樞軸桿9a、9b的圓柱形元件，因此具有板材2a、2b分別軸向地位于其上的圓形周邊凸緣10a、10b,使得能夠將板7a、7b保持在兩個板材2a、2b之間，并且使第二板7a、 7b分別與板材2a、2b成為一體。板7a、7b用金剛石制造。根據本發明，樞軸桿9a、9b分別接合在板材h、2b的孔3a、3b中和第一板6a、6b 的孔8a、8b中。為此，樞軸桿9a、9b的直徑分別小于板6a、6b的孔8a、8b和板材2a、2b的孔3a、3b的直徑。板材h、2b分別包括以兩個成角度的扇形形式從所述板材伸出的兩個凸塊12a、 12b。這兩個凸塊12a、12b設置成分別與孔3a、3b同心地彼此相對。凸塊12a、12b設置以成對的方式互補地協作，并使板材2a、2b —體地旋轉。兩個凸緣10a、10b的累計的厚度基本等于凸塊12a、12b的高度，以便確保保持板7a、7b不會晃動。圖3示出本發明的另一個可選實施例，與第一可選實施例通用的元件用相同的標記示出。該計時器包括由橋接板Ia和底板Ib形成的金屬支架以及具有第一板材加和第二板材2b的輪，該第一板材加具有齒和孔3a，第二板材2b具有齒和孔北。在這個可選實施例中，每個孔3a、!3b的邊界分別為裙部14a、14b，該裙部14a、14b分別朝向橋接板Ia和底板Ib伸出。板材2a、沘和其軸環14a、14b例如通過CVD用金剛石制造。輪利用兩個樞轉元件可樞轉地安裝在橋接板Ia和底板Ib上，兩個樞轉元件每個分別包括軸承和接合在相應的軸承中的樞軸。在這個可選實施例中，具有形成第一樞轉元件的軸承的孔的板與具有孔3a和軸環14a的板材加組合，于是所述板與輪成為一體。同樣，具有形成另一個樞轉元件的軸承的孔的板與具有孔北和軸環14b的板材2b組合。每個樞軸由包括平面元件的至少一個第二板16a、16b形成，從該平面元件伸出垂直于該平面元件并且形成樞軸桿17a、17b的圓柱形元件。至于本發明的所有其他可選實施例，第二板從不與輪的板材組合，因此樞軸屬于與輪分開的零件。橋接板Ia和底板Ib分別包括板16a、16b的平面元件安放在其中的殼體18a、18b，和具有較小尺寸的切口 19a、19b， 用于通過樞軸桿17a、17b，因此有板材h、2b的軸環14a、14b分別環繞在其中的圓形周邊凸緣20a、20b。板16a、16b用金剛石制造并且通過壓入或粘結分別與橋接板Ia和底板Ib制
造成一體。根據本發明，樞軸桿17a、17b分別接合在板材加、2b的孔3a、北中，使得軸環14a、 14b接合在圓形周邊凸緣20a、20b中。為此，樞軸桿17a、17b的直徑分別小于板材h、2b的孔3a、3b的直徑。板材2a、2b分別用設置在孔3a、3b的圓周上并且用激光相互焊接的金屬環21a、 21b制造成一體地旋轉。圖4至圖7示出本發明的另一個可選的實施例。與第一可選實施例通用的元件用相同的標記示出。該計時器包括由橋接板Ia和底板Ib形成的金屬支架以及包括第一板材加和第二板材2b的輪，該第一板材加具有齒和孔3a，第二板材2b具有齒和孔北。板材 2a、2b例如通過CVD用金剛石制造。輪利用兩個樞轉元件可樞轉地安裝在橋接板Ia和底板Ib上，每個樞轉元件分別包括軸承和接合在各自的軸承中的樞軸。在這個可選實施例中，具有形成第一樞轉元件的軸承的孔的板與具有孔3a的板材加組合，于是所述板與輪成為一體。同樣，具有形成另一個樞轉元件的軸承的孔的板與具有孔北的板材2b組合。每個樞軸用包括平面元件的第二板25a、2^形成，圓柱形元件從該平面元件垂直伸出并且形成樞軸桿^aJ6b，因此分別存在環形周邊凸緣27a、27b，板材2a、2b分別環繞在其中。而且，在這個可選實施例中，軸28設置成安裝通過該第二板25a、25和樞軸桿^a、 ^b，軸28在與樞軸桿^a、26b相反的側上從每個板25a、2^露出，以分別安放在設置于橋接板Ia和底板Ib上的對應的殼體中。桿觀通過將其一端通過壓入或粘結在底板Ib中與底板Ib做成一體，軸觀的另一端自由接合在橋接板Ia中，因而使組件能夠被拆卸。當然， 軸28可以反過來壓入橋接板Ia中，而在底板Ib中是自由的。如圖5和圖7所示，第二板25a、2 和樞軸桿^a、26b具有帶有兩個平面的圓形中心孔四，軸28具有帶有兩個平面的圓柱形部分，其形狀與中心小孔四互補，以便相對于軸觀成角度地保持板25a、25b，并且因而使它們與所述軸觀成為一體，因此與橋接板Ia和底板Ib成為一體。板25a、25b由金剛石制造。軸觀用能夠塑性變形的材料制造，使得它能夠在板25a、25b中滑動并壓入板25a、25b中。軸觀例如用鋼制造。根據本發明，樞軸桿^a、26b分別接合在板材h、2b的孔3a、3b中，因此板材2a、 2b分別接合在環形周邊凸緣27a、27b中。為此，樞軸桿的直徑分別小于板材2a、 2b的孔3a、3b的直徑。如圖6所示，板材加包括以兩個帶角度的扇形形式從所述板上伸出的的兩個凸塊 30，這兩個凸塊設置成與孔3a同心地彼此相對。板材2b的孔北包括兩個凹槽31，其形狀與凸塊30的形狀互補，并且設置成與孔北同心地彼此相對。凸塊30接合在凹槽31中，使板材h、2b —體地旋轉。當然，板材2a、2b可以通過用與凸塊30互補的如同圖2所示的兩個凸塊代替凹槽 31而被做成一體地旋轉。凸塊也可以用金屬環代替，該金屬環如同圖3的可選實施例所用的金屬環。
圖8和圖9示出本發明的接近圖4至圖7所示的可選實施例的另一個可選實施例， 以相同標記示出通用元件。 在這個可選實施例中，軸35安裝成穿過該第二板25a并且在樞軸桿26a中，軸35 從與樞軸桿26a相對的側上露出，以安放在設置于橋接板Ia上的對應的殼體中。軸35a通過將其一端通過壓入或粘結在橋接板Ia中與橋接板Ia做成一體。同樣，軸35b安裝成穿過第二板25b并且在樞軸桿26b中，軸35從與樞軸桿26b相對的側中露出，以安放在設置于底板Ib上的對應的殼體中。軸35b通過將其一段壓入或粘結于所述底板Ib中與底板Ib 做成一體。形成樞軸的板25a、25b與圖7所示的板是相同的。如圖9所示，每個軸35a、35b 具有帶有兩個平面的圓柱形部分，其形狀與板25a、25b的中心小孔29互補，以便使所述板 25a、25b分別與軸35a、35b成為一體，并且因而使所述板25a、25b分別與橋接板Ia和底板 Ib成為一體。而且，每個軸35a、35b具有垂直于所述軸35a、35b的平面基底36a、36b，其尺寸基本等于樞軸桿26a和26b的尺寸。軸35a、35b接合在板25a、25b的小孔29中，使得樞軸桿26a和26b分別與軸35a、35b的基底36a、36b接觸，以便分別改善板25a、25b的保持。在圖8所示的實施例中，板材2a、2b利用金屬環37a、37b被做成一體旋轉，金屬環 37a、37b如同圖3的可選實施例中所用的金屬環。圖10示出本發明的接近圖4至圖7所示的可選實施例的另一個可選實施例，通用元件用相同的標記示出。在這個可選實施例中，每個樞軸用第二板40a、40b形成。第二板40a、40b包括平面元件和垂直該平面元件并且形成樞軸桿41a、41b的分開的圓柱形元件，樞軸桿41a、41b 分別接合在形成軸承的板材2a、2b的孔3a、3b中。正如在圖4至圖7中所示的可選實施例一樣，軸28設置成安裝穿過第二板40a、 40b并且在樞軸桿41a、41b中，軸28在與樞軸桿41a、41b相對的側上從每個板40a、40b露出，以分別安放在設置于橋接板Ia和底板Ib上的對應的殼體中。第二板40a、40b和樞軸桿41a、41b具有帶有兩個平面的圓形中心孔，軸28具有帶有兩個平面的圓柱形部分，其形狀與中心小孔互補，以便相對于軸28成角度地保持板40a、40b，并且因而使它們與所述軸 28成為一體，因此與橋接板Ia和底板Ib成為一體。在這里提供以供參考的不同實例中，除了支架和通軸(through-hole)之外所有的元件用金剛石制造。當然這些元件可以用硅或其他合適的材料制造，只有不同元件之間的接觸表面用金剛石或具有等同于金剛石的摩擦系數和磨損率的其他材料或材料的混合
物覆蓋。金剛石具有特別低的摩擦系數，因此它甚至不需要潤滑劑。因此，利用通過CVD容易制造的零件，能夠確保樞轉安裝的輪或其他零件的樞轉具有金剛石對金剛石的摩擦。
權利要求
1.一種計時器，其包括支架(la、lb)和利用至少一個樞轉元件(fe、5b)可樞轉地安裝在所述支架(la、lb)上的輪，該樞轉元件(fe、5b)包括軸承和接合在所述軸承中的樞軸，至少該軸承和該樞軸的接觸表面用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料制造， 該輪至少具有一個具有第一孔(3a、!3b)的板材Oa、2b)，其特征在于所述樞轉元件包括具有第二孔(8a、8b ；3a,3b)并且形成軸承的第一板(6a、6b ；2a、2b)，以及具有接合在所述第一孔和第二孔中并且形成所述樞軸的樞軸桿(9a、9b ；17a、17b ；26a、26b ；41a、41b)的第二板(7a,7b ； 16a、16b ；25a,25b ；40a、40b)，所述第一板(6a,6b ；2a,2b)和所述第二板(7a、 7b ；16a、16b ；25a,25b ；40a、40b)制造成一個與所述輪一體，另一個與所述支架(IaUb) 一體。
2.根據權利要求1所述的計時器，其特征在于形成所述樞軸的所述第二板(7a、7b； 16a、16b ；25a、25b)包括平面元件，從該平面元件伸出形成樞軸桿(9a、9b ； 17a、17b ；26a, 26b)的圓柱形元件，這兩個元件是單個的零件。
3.根據權利要求1所述的計時器，其特征在于形成所述樞軸的第二板(40a、40b)包括平面元件和形成樞軸桿Gla、41b)的圓柱形元件，這兩個元件是分開的。
4.根據前面權利要求的任何一項所述的計時器，其特征在于所述第二板0如、2恥； 40a、40b)在與所述樞軸桿Q6a、26b ；41a,41b)相對的側上包括與所述第二板0如、2恥； 40a、40b)以及所述支架(IaUb)制造成一體的軸(28 ；35a,35b) 0
5.根據權利要求4所述的計時器，其特征在于所述軸Q8;35a、35b)安裝成穿過所述第二板(25a,25b ；40a,40b)并且在所述樞軸桿(26a,26b ；41a,41b)中。
6.根據前面權利要求的任何一項所述的計時器，其特征在于具有第一孔(3a、!3b)的板材(2a,2b)和具有第二孔(8a、8b ；3a、3b)第一板(6a、6b ；2a,2b)組合，所述第一孔和所述第二孔組合。
7.根據前面權利要求的任何一項所述的計時器，其特征在于所述輪包括具有第一孔 (3a、3b)并且做成一體旋轉的兩個板材Oa、2b)，每個板材利用所述樞轉元件分別可樞轉地安裝在所述支架中。
8.根據權利要求7所述的計時器，其特征在于所述板材(h、2b)包括圍繞其第一相應的孔(3a,3b)的金屬環(21a、21b ;37a、37b)。
9.根據權利要求7所述的計時器，其特征在于所述板材分別包括互補的裝配裝置 (12aU2b ；30、31)，該裝配裝置(12aU2b ；30,31)設置成協作并且使所述板材(2a,2b) 一體地旋轉。
10.根據權利要求5和7所述的計時器，其特征在于所述軸08)安裝成穿過所述第二板0如、2恥；40a、40b)并且在所述輪的每個板材Oa、2b)的所述樞轉元件的所述樞軸桿 (26a,26b ；41a,41b)中。
11.根據前面權利要求的任何一項所述的計時器，其特征在于至少構成所述軸承和所述樞軸的接觸表面的固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料是金剛石。
全文摘要
本發明涉及一種計時器，其包括支架(1a、1b)和利用至少一個樞轉元件(5a、5b)可樞轉地安裝在所述支架(1a、1b)上的齒輪，該樞轉元件(5a、5b)包括軸承和插入所述軸承中的樞軸，至少該軸承和該樞軸的接觸表面用至少一種固有地具有低摩擦系數和低磨損率的材料制造，該齒輪至少具有一個具有第一孔(3a、3b)的板(2a、2b)。所述樞轉元件包括具有第二孔(8a、8b)并且形成軸承的第一板(6a、6b)，以及具有插入所述第一孔和第二孔中并且形成所述樞軸的小桿(9a、9b)的第二板(7a、7b)，所述第一板(6a、6b)和所述第二板(7a、7b)中的一個與所述齒輪剛性連接，另一個與所述支架(1a、1b)剛性連接。
文檔編號G04B13/02GK102257442SQ200980151896
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月16日 優先權日2008年12月24日
發明者R·格魯貝爾, S·佛賽 申請人:康普利泰公司