СБОРОЧНАЯ СИСТЕМА ХРАПОВОГО ЗАМКА
ASSEMBLY SYSTEM FOR RATCHET LOCK

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сборочной системе храпового замка и в частности к сборочной системе подобного типа, позволяющей использовать хрупкие материалы, т.е. не обладающие полезной пластичной деформацией.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Существующие узлы, состоящие из компонентов, изготовленных из хрупкого материала, такого как кремний, обычно крепятся при помощи склеивания. Подобная операция требует исключительно точного нанесения, что делает ее дорогостоящей.
Краткое изложение сущности изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в преодолении всех или части вышеупомянутых недостатков за счет использования системы крепления, которая не увеличивает толщину соответствующих элементов и может использоваться с хрупкими материалами.
Изобретение, таким образом, относится к системе сборки детали в отверстии компонента, отличающейся тем, что она включает в себя систему фиксации детали и компонента относительно друг друга при помощи, по меньшей мере, одного храпового устройства, позволяющего детали и компоненту совместно.
Изобретение, таким образом, предпочтительно позволяет фиксировать два элемента относительно друг друга в одной и той же плоскости, т.е. без увеличения толщины элементов, а также без какой-либо пластической деформации, которая, в зависимости от свойств материалов, может быть потенциально разрушительной.
В соответствии с другими предпочтительными признаками изобретения:
- Упомянутое, по меньшей мере, одно храповое устройство включает в себя упругий рычаг, образующий храповик, который фиксирует узел «паз-шип», предотвращая любое относительное перемещение между компонентом и деталью;
- Рычаг выполнен в компоненте;
- Рычаг также имеет шип, а паз образован в детали;
- Рычаг включает в себя паз, а шип образован в детали;
- Рычаг образует стенку паза, остальная часть паза образована в компоненте, а шип выполнен в детали;
- Рычаг выполнен в детали;
- Рычаг также имеет шип, а паз выполнен в компоненте;
- Рычаг включает в себя паз, а шип выполнен в компоненте;
- Рычаг образует стенку паза, остальная часть паза образована в детали, а шип выполнен в компоненте;
- Деталь является составной частью шпинделя и предназначена для установки с возможностью вращения узла, содержащего деталь и компонент.
Наконец, изобретение относится к часовому изделию, отличающемуся тем, что оно включает в себя сборочную систему по одной из вышеупомянутых модификаций.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества станут очевидны из последующего описания, предлагаемого в качестве не ограничивающего, иллюстративного примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
- На фигурах 1 и 2 показан первый вариант осуществления храпового устройства по изобретению;
- На фигурах 3 и 4 показан второй вариант осуществления храпового устройства по изобретению;
- На фигурах 5 и 6 показан третий вариант осуществления храпового устройства по изобретению;
- На фигурах 7 и 9 показаны возможные модификации по трем вариантам осуществления храпового устройства по изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Как отмечалось выше, изобретение относится к сборочной системе, позволяющей использовать в ней хрупкий материал, т.е. не обладающий пластичной деформацией, такой как монокристальный материал на основе кремния. Сборочная система предназначена для использования в часовой отрасли. Между тем, возможно также ее использование и в других областях, в частности в аэронавтике, ювелирной или автомобильной отраслях.
Потребность в данной сборочной системе для часовой отрасли вызвана увеличением количества используемых хрупких материалов, например, на основе кремния, кварца, корунда и, в частности, керамических материалов. Например, возможно изготавливать пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже комплекты колес, таких как анкерные колеса, частично или полностью на основе хрупких материалов.
Однако даже использование традиционных стальных шпинделей, производство которых хорошо освоено, не всегда становится возможным в сочетании с деталями, не имеющими пластичной деформации. На самом деле, при проведении испытаний не удалось использовать стальные шпиндели совместно с хрупкими деталями, не обладающими пластичной деформацией, которые неизменно разламывались. Например, стало очевидно, что сдвиговая деформация, возникающая при входе металлического шпинделя в отверстие кремниевого компонента, систематически приводила к разлому компонента.
Именно поэтому заявителем предлагается система сборки детали, которая может быть соединена со шпинделем, в отверстии компонента, установленного с возможностью вращения, отличающаяся тем, что она включает в себя систему фиксации детали и компонента относительно друг друга при помощи, по меньшей мере, одного храпового устройства, позволяющего детали и компоненту совместно перемещаться.
Предпочтительно упомянутое, по меньшей мере, одно храповое устройство включает в себя упругий рычаг, образующий храповик, который фиксирует пазошиповой узел, предотвращая любое относительное перемещение между компонентом и деталью. Таким образом, понятно, что ни компонент, ни деталь не подвергаются пластичной нагрузке при их фиксации относительно друг друга.
Система фиксации компонента и детали относительно друг друга станет более понятна при ее рассмотрении со ссылкой на фигуры с 1 по 9, на которых показаны не исчерпывающие варианты осуществления и модификаций изобретения. По первому варианту осуществления, изображенному на фигурах 1 и 2, система 1 фиксации включает в себя храповое устройство 11. Храповое устройство 11 состоит из рычага 13, выполненного в компоненте 3. Рычаг 13 упруго установлен в компоненте 3 со стороны его первого конца 12, таким образом, чтобы он образовывал храповик, как это рассматривается далее. Наконец, на втором свободном конце рычага 13 находится шип 14, который заходит в, по существу, центральное отверстие 18 компонента 3.
Храповое устройство 11 также включает в себя паз 16, выполненный в детали 5 и предназначенный для взаимодействия с шипом 14 рычага 13 с целью фиксации компонента 3 и детали 5 относительно друг друга. На фиг.1 также показано, что у детали 5 имеется углубление 15, которое постепенно расширяется от паза 16 и которое образует кулачок 17 для шипа 14.
Храповое устройство 11 системы 1 для фиксации компонента 3 с деталью 5 приводится в действие следующим образом. Во-первых, изготавливаются компонент 3 и деталь 5. Разумеется, этапы изготовления компонента 3 и детали 5 не обязательно должны выполняться в определенной последовательности и могут даже осуществляться одновременно.
На первом этапе деталь 5 вставляется в отверстие 18 компонента 3 таким образом, чтобы шип 14, поперечно скользя, заходил в углубление 15 детали 5, как это показано на фиг.1. На втором этапе деталь 5 вращательно перемещается относительно компонента 3, таким образом, чтобы шип 14, скользя относительно кулачка 17, постепенно удалялся от детали 5. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока шип 14 не войдет в паз 16 таким образом, чтобы узел, состоящий из паза 16 и шипа 14, фиксировался рычагом 13 храповика, как это показано на фиг.2.
Таким образом, понятно, что шип 14 компонента 3 может перемещаться совместно с пазом 16 детали 5, т.е. при любом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 13. Таким образом, создается сборочная система 19, причем крепежная система 1 не требует какого-либо увеличения толщины элементов, т.е. компонента 3 и детали 5, которая, в частности, позволяет использовать в ней хрупкие элементы.
Разумеется, крепежная система 1 может состоять из нескольких храповых устройств 11, установленных вокруг отверстия 18 компонента 3. Аналогичным образом компонент 3 может образовывать полностью или частично пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже комплекты колес, таких как анкерные колеса. Аналогичным образом деталь 5 может крепиться к шпинделю, оси, либо, в целом, к любому элементу, т.е. быть единым компонентом или несколькими компонентами.
По второму варианту осуществления, изображенному на фигурах 3 и 4, система 21 фиксации между собой компонента 23 и детали 25 включает в себя три храповых устройства 31. Каждое храповое устройство 31 включает в себя рычаг 33, выполненный в компоненте 23. Рычаг 33 упруго установлен в компоненте 23, со стороны его первого конца 32, таким образом, чтобы он образовывал храповик, как это рассматривается далее. Наконец, на втором свободном конце 27 рычага 33 находится паз 36, который заходит, по существу, в центральное отверстие 38 компонента 23.
Каждое храповое устройство 31 также включает в себя шип 34, выполненный в детали 25 и предназначенный для взаимодействия с пазом 36 рычага 33 с целью фиксации компонента 23 с деталью 25. На фиг.3 также показано, что у компонента 23 имеется углубление 35, которое обращено в сторону каждого свободного конца 27 рычага.33, включая паз 36, и которое предназначено для создания зазора, необходимого для упругого перемещения упомянутого рычага. Наконец, для каждого храпового устройства 31 у компонента 23 имеется стопорный элемент 40, предназначенный для центрирования детали 25 в отверстии 38.
Храповое устройство 31 системы 21 для фиксации компонента 23 и детали 25 относительно друг друга приводится в действие следующим образом. Во-первых, изготавливаются компонент 23 и деталь 25. Разумеется, этапы изготовления компонента 23 и детали 25 не обязательно должны выполняться в определенной последовательности и даже могут осуществляться одновременно.
На первом этапе деталь 25 вставляется в отверстие 38 компонента 23 таким образом, чтобы шип 34 скользил, по существу вдоль стопорного элемента 40 детали 23, как это показано на фиг.1. На втором этапе деталь 25 вращательно перемещается относительно компонента 23, таким образом, чтобы шип 34, скользя относительно рычага 33, постепенно перемещал свободный конец 27 рычага 33 от детали 25. Понятно, что во время подобного относительного перемещения свободный конец 27 рычага 33, включая паз 36, постепенно перемещается в направлении углубления 35. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока паз 36 не закроет шип 34 таким образом, чтобы узел, состоящий из паза 36 и шипа 34, фиксировался храповым рычагом 33, как это показано на фиг.4.
Таким образом, понятно, что шип 34 детали 25 может перемещаться совместно с пазом 36 компонента 23, т.е. при любом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 33. Таким образом, создается сборочная система 39, причем крепежная система 21 не требует какого-либо увеличения толщины элементов, т.е. компонента 23 и детали 25, которая в частности позволяет использовать в ней хрупкие элементы.
Разумеется, крепежная система 21 может состоять из большего или меньшего количества храповых устройств 31, расположенных вокруг отверстия 38 компонента 23. Аналогичным образом компонент 23 может образовывать полностью или частично пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже комплекты колес, таких как анкерные колеса. Аналогичным образом деталь 25 может крепиться к шпинделю, оси, либо, в целом, к любому элементу, т.е. быть единым компонентом или несколькими компонентами.
По третьему варианту осуществления, изображенному на фигурах 5 и 6, система 41 фиксации компонента 43 и детали 45 относительно друг друга включает в себя три храповых устройства 51. Каждое храповое устройство 51 включает в себя храповый рычаг 53, выполненный в компоненте 43. Рычаг 53 упруго установлен в компоненте 43, со стороны его первого конца 52, таким образом, чтобы он образовывал храповик, как это рассматривается далее. Наконец, на втором свободном конце рычага имеется фланец 47, образующий стенку паза 56, которая заходит в, по существу, центральное отверстие 58 компонента 43. Кроме этого для каждого храпового устройства 51 у компонента 43 имеется стопорный элемент 60, который центрирует деталь 45 в отверстии 58, а также совместно с фланцем 47 образует остальную часть паза 56.
Каждое храповое устройство 51 также включает в себя шип 54, выполненный в детали 45 и предназначенный для взаимодействия с пазом 56, образованным стопорным элементом 60 и фланцем 47, с целью крепления компонента 43 к детали 45. На фиг.5 также показано, что у компонента 43 имеется углубление 55, которое обращено в сторону каждого фланца 47 рычага 53 и которое предназначено для создания зазора, необходимого для упругого перемещения упомянутого рычага.
Храповое устройство 51 системы 41 для фиксации компонента 43 и детали 45 относительно друг друга приводится в действие следующим образом. Во-первых, изготавливаются компонент 43 и деталь 45. Разумеется, этапы изготовления компонента 43 и детали 45 не обязательно должны выполняться в определенной последовательности и даже могут осуществляться одновременно.
На первом этапе деталь 45 вставляется в отверстие 58 компонента 53, как это показано на фиг.1. На втором этапе деталь 45 вращательно перемещается относительно компонента 43, таким образом, чтобы верхняя часть шипа 54, скользя относительно рычага 53, постепенно перемещала фланец 47 рычага 53 от детали 45. Понятно, что во время подобного относительного перемещения фланец 47 рычага 53 постепенно перемещается в направлении углубления 55. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока фланец 47 поперечно не зафиксирует шип 54 таким образом, чтобы шип 54 упруго фиксировался в узле, состоящем из стопорного элемента 60 и фланца 47, образуя паз 56 при помощи рычага 53, как это показано на фиг.6.
Таким образом, понятно, что шип 54 детали 45 может перемещаться совместно с пазом 56 компонента 53, т.е. при любом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 53. Таким образом, создается сборочная система 59, причем крепежная система 41 не требует какого-либо увеличения толщины элементов, т.е. компонента 43 и детали 45, и которая, в частности позволяет использовать в ней хрупкие элементы.
Разумеется, крепежная система 41 может состоять из большего или меньшего количества храповых устройств 51, установленных вокруг отверстия 58 компонента 43. Аналогичным образом компонент 43 может образовывать полностью или частично пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже комплекты колес, таких как анкерные колеса. Аналогичным образом деталь 45 может крепиться к шпинделю, оси, либо, в целом, к любому элементу, т.е. быть единым компонентом или несколькими компонентами.
В трех вариантах осуществления, показанных на фигурах с 1 по 6, используется одинаковый рычаг 13, 33, 53, который упруго установлен в компоненте 3, 23, 43. Однако, очевидно, что изобретение не ограничено данным признаком. Так на фигурах с 7 по 9 показаны модификации трех вышеупомянутых вариантов осуществления, причем рычаги 13′, 33′, 53′ упруго установлены на детали 5′, 25′, 45′.
По одной из модификаций первого варианта осуществления, изображенной на фиг.7. крепежная система 1′ включает в себя, по меньшей мере, одно храповое устройство 11′ с имеющимся у него рычагом 13′, который упруго установлен со стороны первого конца 12′ детали 5′, образуя храповик. Кроме этого рычаг 13′ включает в себя шип 14′, расположенный у его второго, свободного конца. Храповое устройство 11′ также включает в себя паз 16′, образованный в компоненте 3′ и предназначенный для взаимодействия с шипом 14′ рычага 13′ с целью фиксации компонента 3′ и детали 5′ относительно друг друга в обратной последовательности тому, как это выполнено в первом варианте осуществления.
Таким образом, на первом этапе деталь 5′ вставляется в отверстие 18′ компонента 3′ таким образом, чтобы шип 14′, скользя поперечно, входил в углубление 15′ компонента 3′. На втором этапе деталь 5′ вращательно перемещается относительно компонента 3′ таким образом, чтобы шип 14′, скользя относительно кулачка 17′, постепенно перемещался от компонента 3′. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока шип 14′ не войдет в паз 16′ таким образом, чтобы узел, состоящий из паза 16′ и шипа 14′, фиксировался храповым рычагом 13′, как это показано на фиг.7.
Вариант по фиг.7 соответственно иллюстрирует сборочную систему 19′, причем шип 14′ детали 5′ перемещается совместно с пазом 16′ компонента 3′, т.е. при каждом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 13′, которая имеет такие же преимущества, применяемость и альтернативные компоновки, как и по первому варианту осуществления.
По одной из модификаций второго варианта осуществления, изображенной на фиг.8, крепежная система 21′ включает в себя, по меньшей мере, одно храповое устройство 31′ с имеющимся у него рычагом 33′, который упруго установлен со стороны первого конца 32′ детали 25′, образуя храповик. Кроме этого рычаг 33′ включает в себя паз 36′, расположенный у его второго, свободного конца 27′. Храповое устройство 31′ также включает в себя шип 34′, образованный в компоненте 23′ и предназначенный для взаимодействия с пазом 36′ рычага 33′ с целью фиксации компонента 23′ и детали 25′ относительно друг друга в обратной последовательности тому, как это выполнено во втором варианте осуществления. Наконец, для каждого храпового устройства 31′ у компонента 25′ имеется стопорный элемент 40′, предназначенный для центрирования детали 25′ в отверстии 38′.
Таким образом, на первом этапе деталь 25′ вставляется в отверстие 38′ компонента 23′. На втором этапе деталь 25′ вращательно перемещается относительно компонента 23′ таким образом, чтобы шип 34′, скользя относительно рычага 33′, постепенно перемещал свободный конец 27′ в сторону от компонента 23′, ближе к углублению 35′. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока паз 36′ не войдет в шип 34′ таким образом, чтобы узел, состоящий из паза 36′ и шипа 34′, фиксировался храповым рычагом 33′, как это показано на фиг.8.
Вариант по фиг.8 соответственно иллюстрирует сборочную систему 39′, причем шип 34′ компонента 23′ перемещается совместно с пазом 36′ детали 25′, т.е. при каждом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 33′, которая имеет такие же преимущества, применяемость и альтернативные компоновки, как и по второму варианту осуществления.
По третьему варианту осуществления, изображенному на фиг.9, система 41′ фиксации компонента 43′ и детали 45′ относительно друг друга включает в себя, по меньшей мере, одно храповое устройство 51′ с имеющимся у него рычагом 53′, который упруго установлен со стороны первого конца 52′ детали 45′, образуя храповик. Кроме этого, второй свободный конец рычага 53′ включает в себя фланец 47′, образующий стенку паза 56′, причем стопорный элемент 60′ образован на детали 45′. Предпочтительно, также как и в третьем варианте осуществления, стопорный элемент 60′ также используется для центрирования детали 45′ в отверстии 58′.
Храповое устройство 51′ также включает в себя шип 54′, образованный в компоненте 43′ и предназначенный для взаимодействия с пазом 56′, образованным стопорным элементом 60′ и фланцем 47′, с целью фиксации компонента 43′ и детали 45′ относительно друг друга в обратной последовательности тому, как это выполнено в третьем варианте осуществления. Кроме этого в детали 45′ имеется углубление 55′, которое расположено оппозитно фланцу 47′ рычага 53′ таким образом, чтобы создавался зазор для упругого перемещения упомянутого рычага.
Таким образом, на первом этапе деталь 45′ вставляется в отверстие 58′ компонента 53′. На втором этапе деталь 45′ вращательно перемещается относительно компонента 43′ таким образом, чтобы шип 54′, скользя относительно рычага 53′, постепенно перемещал фланец 47′ в сторону от компонента 43′, ближе к углублению 55′. Относительное перемещение продолжается до тех пор, пока фланец 47′ не сместится, поперечно фиксируя шип 54′ таким образом, чтобы шип 54′ упруго фиксировался в узле, состоящем из стопорного элемента 60′ и фланца 47′, образуя паз 56′, при помощи храпового рычага 53′, как это показано на фиг.9.
Модификация по фиг.9 иллюстрирует сборочную систему 59′, причем шип 54′ компонента 43′ перемещается совместно с пазом 56′ детали 55′, т.е. при каждом перемещении, под воздействием прижимной силы, создаваемой за счет упругого возврата храпового рычага 53′, которая имеет такие же преимущества, применяемость и альтернативные компоновки, как и по третьему варианту осуществления.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничено изображенными примерами и допускает различные изменения и модификации, понятные специалистам в данной области техники. В частности, в качестве примера следует отметить, что по всем вариантам осуществления и/или их модификациям компонент 3, 3′, 23, 23′, 43, 43′ и/или деталь 5, 5′, 25, 25′, 45, 45′ могут быть изготовлены с использованием технологии LIGA, т.е. фотолитографии пресс-формы, а затем заполнения пресс-формы гальванопластикой или процесса фотолитографии с использованием маски, а затем травлением проделанных отверстий в маске.
Компонент 3, 3′, 23, 23′, 43, 43′ и/или деталь 5, 5′, 25, 25′, 45, 45′ могут быть изготовлены из различных материалов, например из металла, металлического сплава, неметаллических материалов или даже из любого оксида, нитрида или карбида.
Вполне допустимо, чтобы компонент 3, 3′, 23, 23′, 43, 43′ и/или деталь 5, 5′, 25, 25′, 45, 45′ включали в себя, по меньшей мере, два уровня разной конструкции для приобретения дополнительной функциональности, например заплечик для аксиальной фиксации сборочной системы 19, 19′, 39, 39′, 59, 59′.
По первому варианту осуществления и его модификации, показанных на фигурах 1, 2 и 7, не обязательно использовать углубление 15, 15′, образующее кулачок 17, 17′. Вместо этого можно использовать лишь паз 16, 16′ на детали 5 и компоненте 3′, соответственно.
Наконец, после ознакомления с вариантами осуществления и их модификациями станет понятно, что в зависимости от области применения, не выходя за объем изобретения, сборочная система 19, 19′, 39, 39′, 59, 59′ может иметь разные размеры или формы, это, в частности, относится к рычагу 13, 13′, 33, 33′, 53, 53′, шипу 14, 14′, 34, 34′, 54, 54′ и/или пазу 16, 16′, 36, 36′, 56, 56′.