[发明专利]复合材料制成的主发条的防摩擦

说明书

技术领域

本发明涉及用于机械时计机芯中的驱动元件的涂覆主发条。涂层使得可以减少发条卷匝的摩擦作用并且具有良好的结合力。

背景技术

桶式螺旋主发条是使得可以存储对于手表的运行必需的机械能的元件。通常，其几何尺寸和构成其的材料的机械特性决定了螺旋主发条能够存储的可能能量以及其传输的最大扭矩。发条条带的解绕产生对于手表的运行所需的能量。图1示出了容纳在桶形鼓2中的主发条1的分解视图。发条条带的形状已经演变成称作反S形的形状(见图2以及C-A Reymondin等人的“Théorie d'horlogerie”[钟表学原理]，由瑞士的Fédération des Ecoles Techniques[联邦技术学校]出版，1998)。此特殊形状使得可以产生相对恒定的扭矩，不管发条的卷绕状态如何。当主发条卷绕时由主发条所占的表面面积与在鼓中保持自由的表面面积之间的比例为大约50％时，主发条存储最大的能量。

自古以来，时计制造者就寻求增加主发条的能量存储能力，并从而增大机械手表的动力储备，但却不增加桶的体积也就是块头。努力主要贯注于减小能量损失，尤其是由于摩擦作用造成的那些能量损失。因此已经提出用润滑层涂覆主发条，例如金属或DLC(钻石状石墨)的涂层，以便限制内部摩擦作用。

但是，发条的涂层必须遵守几个限制。一方面，其必须参与减小卷匝之间的摩擦，且另一方面，其必须参与发条材料的整体结合。然而，在卷绕和解绕位置之间，发条的表面面临非常大的变形。在上述涂层的情况下，发条的卷绕和解绕期间此类变形的重复会导致涂层破裂或分层。由于相同的原因，对于弹性特性由共价键或离子键所提供的涂层，例如由陶瓷或钻石制成的涂层，也不能确保涂层与发条令人满意的结合。

发明内容

本发明的主题涉及提供一种用于时计机芯的驱动元件所用的主发条，所述主发条由包括聚合物基质的材料制成，聚合物基质包括纤维，所述主发条包括涂层，涂层包括热固性或热塑性聚合物；该涂层具有至少等于所述纤维的纤维宽度的四分之一的厚度。

本发明的另一个主题涉及提供一种用于时计机芯的驱动元件，其包括所述主发条。

本发明的又另一个主题涉及提供包括该驱动元件的时计。

本发明的又另一个主题涉及一种用于制造主发条的方法，其包括如下步骤：

提供由包括聚合物基质的材料制成的主发条，聚合物基质包括纤维；

用包括聚合物的成分涂覆主发条(1)；

使涂覆主发条的成分的厚度均匀化；并且

使成分聚合物化以便形成涂层。

在一个实施例中，涂覆主发条可以包括将发条浸入成分中的步骤，或者喷涂的步骤，或者气相沉积的步骤。

所提供的主发条使得可以减少发条卷匝的摩擦作用并且涂层具有良好的结合力。

附图说明

说明书中示出了本发明的实施例示例，它们由附图图示，其中：

图1示出了容纳在桶形鼓中的主发条的分解视图；

图2图示了主发条的条带的反S形；以及

图3根据一个实施例示出了主发条的横截面。

部件列表

1 主发条

2 桶形鼓

3 涂层。

具体实施方式

在一个实施例中，主发条1由复合材料制成。术语“复合材料”在这里理解为意味着包括纤维的聚合物基质，例如玻璃纤维或其它纤维。优选地，纤维在聚合物基质中单向地定向。由聚合物材料制成的此类发条与常规金属发条相比可以较少地受到疲劳断裂的影响，并且因而可具有较长的寿命。

此类复合发条的纤维可由碳、玻璃或芳族聚酰胺制成，或者也可具有另一种特性(例如纤维的混合物)，但是在任何情况下，它们的轴向弹性模量优选地在80 GPa到600 GPa之间。纤维通常具有和发条相同的长度并且定位成尽可能平行于发条的主长度。优选地，每根纤维的轴线和发条的轴线之间的角度尽可能接近0°并且不局部地超过5°。纤维典型地具有1 μm到35 μm之间的直径。单个发条可具有有不同直径的纤维，但是优选地，发条的厚度中所使用的直径使得可以并排放置至少十根纤维，以获得具有更好均匀性的主发条。