CN100468466C - 计时机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计时机构，其包括第一计时器(20、22)和第二计时器(21、23)、用于锁止或触发其中一个计时器的控制设备(24)、以及转换设备(25)，其中的转换设备(25)被设计成：该转换设备的动作将触发被锁止的计时器，并锁止先前被触发的计时器。

Description

计时机构

技术领域

本发明涉及一种计时机构，该计时机构可受作用在按钮上的压力控制而测量从给定瞬间开始的计时。

背景技术

例如在由Chs-A.Reymondin等人撰写的著作“Théorie d＇horlogerie”(其出版号为ISBN 2-940025-10-X)的第232页及后页中就公开了一种带有该计时机构的手表。这样的手表一般具有两个按钮，其中一个按钮用于保证计时器的开始或停止，以便于对被测时间执行计时操作，另一个按钮用于对计时器执行归零操作，其中的计时器用于对被测时间执行计数。该测得时间由至少一个表针进行显示，该表针通常被布置在机芯的中央位置，其以秒为单位指示所测的时间。

这样的手表能对某一事件的持续过程进行计时，该事件的进行可能存在中断或不间断地进行。对于某些特定的应用场合，例如用于测量象棋选手的思考时间时，就必须要使用一种特殊的装置、或者使用两个计时器。

发明内容

本发明的一个目的是设计一种计时机构，其能对两个交替进行的事件的持续时间进行测量。该机构将与一种机芯进行配合，该机芯包括：

·一构架，其用于安装机芯的各个部件；

·用于计数当前时间的装置，其包括一能量源、时基元件、以及一走时轮系。

更具体来讲，计时机构包括如下的构件：

·用于对被测时间进行计时的装置；

·联接装置，其用于使被测时间计数装置与当前时间计数装置实现接合或脱离；以及

·用于作动联接装置的装置。

根据本发明，该计时机构的特征在于：

·用于计数被测时间的装置包括第一、第二计时齿轮系，每个齿轮系都将带有一表针，两表针分别用于显示第一被测时间和第二被测时间；

·联接装置包括第一、第二联接离合器，分别用于将走时轮系与第一、第二计时齿轮系相联接；

·作动装置包括：

- 一控制设备，其被设置成可接合或释放某一联接离合器或另一联接离合器；

- 一转换设备，其被设计成：该装置的动作可使接合着的联接离合器释放、使释放开的联接离合器接合上。

为了能从零开始计时，作动装置还包括一初始化设备，该装置被用于对被测时间计数装置的归零操作执行控制。

为了防止计时机构的正常工作由于受到摆弄误动而被中断或破坏，机构的转换设备包括一锁止结构，其被设置成：当其中一个计时齿轮系处于联接状态时，该锁止结构才能动作。

另外，锁止结构与作动装置相配合，从而使初始化设备在其中一个计时齿轮系处于联接状态时无法动作。

附图说明

从下文参照附图所作的描述可清楚地认识到本发明其它的优点和特征，在附图中：

图1表示了一只手表，该手表带有根据本发明的计时机构；

图2表示了所述手表的工作原理；以及

图3到图6表示了根据本发明的计时机构在处于不同状态时的情形，这些不同的状态对应于工作过程中遇到的各个主要步骤。

具体实施方式

在下文的描述中，通常参照时针在表盘上的位置来定义手表各个部件的位置。

图1表示了一只手表10，其包括一表壳12、一表盘14、一用于上发条和设定时间的皇冠形旋钮16、五根表针——其标号为18到23；以及三个按钮——其标号为24到26。

如常规的手表一样，表壳12中容纳并保护着一个机芯，该机芯包括一个能对时间进行测量的机构，下文将对此机构进行介绍。表壳12被一玻璃盖(图中未示出)封闭，玻璃盖罩封了表盘14和表针18到23。

表针18、19在表盘14的中心上转动。它们分别指示当前时间的小时和分钟。表针20、21被布置成与表针18、19同心。它们分别由第一计时器和第二计时器驱动，用于显示第一被测时间和第二被测时间的秒数。表针22和23是偏心布置的，它们与一小表盘(未为该表盘标注图号)相关，该表盘被布置在三点钟位置，表针22和23分别表示了第一被测时间和第二被测时间的分钟数。因而，表针20～23是用于显示被测时间的装置。表针20和22与相应的表针21和23按照它们不同的颜色或形状可成双地识别出来。

按钮24被布置在两点钟位置，其按照一定的逻辑程序控制着对其中某一被测时间的测量工作的开始和结束，下文将参照图2对该逻辑程序进行描述。按钮25与皇冠形旋钮16同轴，其可切换两计时器的工作。按钮26用于将表针20～23归零。

为了便于正确地理解根据本发明的计时机构的工作原理，图2示意性地表示了向其中一个按钮或另一按钮施加压力后所获得的效果。

在该视图中，在计时机构所处各种状态下没有作用的那些按钮未被考虑进去。一般来讲，似乎不论计时机构处于什么样的状态，都能作动按钮24。只有当其中一个计时器处于工作状态时，按钮25才具有作用，而按钮26只能用于执行归零操作，在第一计时器处于停止状态且第二计时器处于停止或处于零位时可对按钮26执行操作。

在该视图中，用粗实线表示的矩形框分别对应于由手表使用者执行的动作P1、P2和P3，这三个动作分别是指对按钮24、25和26的操作。

用细实线描绘的矩形框表示了由该计时机构所涉及的动作而带来的变化。在这些矩形框中，C1和C2分别代表第一、第二计时器，而“启动”、“停止”、“复位”等文字则代表计时器的启动、停止和复位。环绕着大写字母的圆圈代表了计时机构在被操作之后的各种状态，这些状态被列在下表中。

 

状态	第一计时器	第二计时器
			A	处于零位	处于零位
B	正在计时	处于零位
			C	被停止	处于零位
D	被停止	正在计时
			E	被停止	被停止
F	正在计时	被停止

当手表处于状态A时，不对任何时间执行测量，表针20～23均处于零位。在此状态下，执行对按钮24只施加一次压力的操作P1。这将使第一计时器启动，表针20和22开始走动，但表针21和23保持在零位上，这情形对应于计时机构的状态B。在此状态下，如再一次向按钮24施加压力(P1)，则会导致第一计时器停止，因而表针20和22可指示出被测得的时间，该情形对应于机构的状态C。还可以向按钮25(P2)施加一个压力。这将导致两计时器发生切换，即第一计时器停止计时，而第二计时器开始计时，这样，计时机构就处于状态D。

当计时机构处于状态C时，可再一次向按钮24施加压力(P1)，以使得第一计时器再次启动，从而将计时机构置于状态B中，而向按钮26(P3)施加压力则能将表针20和22复位归零，机构恢复到状态A。

如果计时机构处于状态D，向按钮24施加压力(P1)则会使第二计时器停止，第一计时器也被停止，这对应于状态E。另外在状态D中，向按钮25施加压力(P2)将使两计时器再次切换，第一计时器被重新启动，而第二计时器则停止。这样，计时机构就处于了状态F。

如果计时机构处于状态E，则向按钮24施加压力(P1)将会使第二计时器重新启动，这将对应于状态D，而向按钮26施加压力(P3)则会将两计时器归零复位，从而使计时机构恢复到起始状态A。

与状态B类似，当计时机构处于状态F时，按钮24(对应于P1)和25(对应于P2)均可被作动。但在状态F中，被停止的第二计时器指示着被测量的时间，而在状态B中，第二计时器处于零位。

图3到图6表示了能完成这些功能的计时机构。该机构被布置在一板件上，该板件形成了一个构架28，该构架是主机芯的一个部件，其例如还可实现浮桥的功能。构架28位于手表后盖一侧。在图3中，机构的各个部件处于图2所定义的状态A，即处于这样的状态：机构处于停息态，表针20到22均处于零位。图4对应于状态B，图5对应于状态D，图6对应于状态C或D。

在这些附图中，某些部件是重叠着的。根据部件是可看到的、还是被遮挡住的，在该部件与其附图标号之间的连线上增设或不设置一个黑点，该黑点位于连线与部件相连接的那一端上。

另外，用于执行定位、并促使活动部件复位的各个弹簧。为了避免附图的图面过于复杂，用箭头Fi(i是该弹簧所作用的部件的标号)来代表这些弹簧，箭头指示了弹簧所产生的力的方向。箭头的顶端被绘在接触点的附近。如果两个相同的部件相互叠置，则弹簧的标号中就带有一个斜杠，斜杠后方的数字为处于下方位置的部件的标号。

在这些附图中，按钮24到26由它们的端部示意性地代表，按钮的端部被设置在表壳的内侧。

图中未表示出主机芯。与常规的机芯一样，其包括一能量源、一时基元件、以及一走时轮系，其中的走时轮系将动力源与时基件连接起来，因而可对当前时间进行计时。轮系包括一带有心轴的轮对，心轴穿过构架28，并带有两个齿轮301和302，它们的功能将在下文中进行介绍。

构架28包括：

·用于对被测时间执行计时的装置40

·联接装置50

·作动装置60；以及

·初始化设备70，该装置仅在图6中可清楚地看到。

被测时间计数装置40包括两个齿轮421和422，它们具有相同的直径，并带有相同数目的轮齿，两齿轮被布置成与机芯的中心同轴，且被用来分别驱动表针20和21。两齿轮还带有两个同轴的齿轮(图中未示出)，它们被设计成绕构架28的孔洞28a枢转，且分别由齿轮421和422驱动，它们的走行速率为每一分钟或每半分钟前进一步，且两齿轮被设计成这样：使得它们分别所带的表针22和23能在30分钟内走过一圈。被测时间计数装置40的这些齿轮上都设置有心轮(未在图中示出)，用于与初始化设备相配合，以便于对表针执行归零。

联接装置50包括两摆杆521和522，它们被安装成可在构架28上绕同一轴线摆转，该轴线位于两摆杆的中间部位，但位于附图的图面之外。这两摆杆521、522的一个端部上带有一个自由安装的齿轮，两齿轮的标号是在521、522后加上字母a。摆杆的另一端上设置有一个鼻部，它们的标号是在摆杆的标号后加上字母b构成的，如下文将要说明的那样，该鼻部用于与作动装置60进行配合。齿轮521a和521b被布置成分别与齿轮301、302永久性地啮合着，进而能如下文详细介绍的那样、在作动装置的作用下与齿轮421和422相啮合。

在这种结构设置中，齿轮421与在点28a处枢转的两齿轮(图中未示出)中的第一齿轮一起构成了第一被测时间齿轮系，而齿轮422和两个未示出的齿轮中的第二齿轮一起构成了第二被测时间齿轮系。带有齿轮521a的摆杆521构成了第一联接离合器，带有齿轮522a的摆杆522构成了第二联接离合器。

作动装置60是由按钮24、25和26进行控制的。作动装置包括：

- 一开始和停止控制杆61，该控制杆上设置有：

- 一杆体61a，其以位于其中间部位的枢转点28c在构架28上枢转；

- 一控制销61b，其被布置在杆体61a的一端上；

- 一驱动棘爪61c，其被安装成可在杆体61a的另一端上枢转，并由固定在杆体61a上的一个销体61d进行定位；

- 一按钮销61e，其被布置成面对着按钮24；以及

- 一释放销61f。

·重叠着的联接释放杠杆621和622，每一杠杆都包括一杆体，其标号后带有字母a，杠杆绕位于其中间部位的、构架28上的枢转点28d上转动，每一杠杆上都设置有一个棘爪，其标号带有字母b，两棘爪分别用于控制第一、第二计时器的开始和停止，杠杆带有一释放切口部分，其标号带有字母c，杠杆还包括一突指，其标号带有字母d，且延伸到按钮25的附近；

·一切换杠杆64，其包括：

- 一杆体64a，其被安装成绕位于其中间部位的、构架上的枢转点28e转动；

- 一摆臂64b，其铰接在杆体64a上，并带有一销体64c，其被设置成与按钮25和突指621d、622d相配合；

- 一棘爪64d，其被安装成在摇臂64b的自由端上摆转，其由一销体64e进行定位，销体64e也固定在摆臂64b上；

- 一接触指64f，其被布置在杆体64a上，且位于杆体64a的枢转点28e与其端部所带的摇臂64b之间；以及

- 一释放销64g，其被布置在杆体64a上，其位于与带有摇臂64b相反的一端；

·一选择杠杆65，该杠杆是由如下的部件构成的：

- 一杆体65a，其被安装成可绕位于其中间部位的、构架上的枢转点28f转动，且其端部上设置有一个鼻部65b；

- 一摇臂65c，其铰接在杆体65a的另一端上，且其自由端设置有一动作销65d；

·两个同轴的导柱轮(纵轮)661和662，它们被安装成绕构架28上的点28g转动，两导柱轮各带有一棘轮，它们分别与棘爪621b和622b相配合，导柱轮还带有一对导柱，它们分别与鼻部521b和522b相配合(图中未详细地表示这两个导柱轮的结构，因为本领域技术人员对其结构是熟知的)；

·两个配位轮67和68，它们分别在点28h和28j处枢转，且各包括一带有六个齿的星形轮，它们的标号中带有字母a，两配位轮还带有凸轮b，凸轮具有三个凸角c，各凸角之间由凹谷d分隔开，三个凸角在凸轮b的圆周上均匀地分布。

·一凸轮间杠杆69，其包括一杆体69a，其被安装成绕位于其中间部位的、构架28上的点28k枢转，并包括一突指69b，其抵接着凸轮67b，杠杆还包括一用于与销体61f相配合的顶指(index)69c，突指69b和顶指69c位于配位轮的附近，而杠杆69的另一端则靠近配位轮68，该另一端上带有一棘爪69d和一销体69e，棘爪被安装成可进行摆转，而销体69e被固定到杆体69a上，并作为棘爪69d的止动件。

在图6中，初始化设备70是完全可见的。该装置包括一控制杠杆71和一撞锤72，它们被安装成分别可绕构架28上的枢转点281和28m转动。

杠杆71带有一销体71a，其被设置成可由按钮26进行作动。杠杆上设置由一鼻部71b，需要该鼻部与棘爪69d相配合，杠杆上还设置有一摇臂71c，其构成了撞锤72的止动件。

撞锤72是由一锤体72a构成的，在枢转点28m附近，锤体72a上设置有一销体72b和两个重叠的鼻部721c和722c。销体72b用于与摇臂71c进行配合，而鼻部721c和722c则被设置成分别与导柱轮661和662的导柱配合工作。

锤体72a的另一端上带有两个摇臂72d和72e，它们的自由端上都设置了两个重叠的跟状体721d和722d、721e和722e，前者是为摇臂72d设置的，后者是为摇臂72e设置的。这些跟状体与心轮相配合，而心轮则被设置在带有表针20到23的齿轮上。

在上述的机构中，其各个组成部件的停息位置一般是由弹簧的作用限定的，弹簧将各个部件抵持在止动件上。如上文介绍的那样，为了防止图面过于繁杂，仅用箭头来代表这些弹簧。

因而，只要未向按钮24施加压力，则杠杆61就被弹簧F61a的作用保持在图3所示的位置上，从而抵接在一个未在图中示出的止动件上，其中，如上文所述的那样，弹簧由箭头代表。弹簧F61c保持着棘爪61c，使其抵接着销体61d。

杠杆621和622的杆体621a和622a分别被重叠的弹簧F621a和F622a保持定位，从而抵接着一个止动件(图中未示出)，其中，两弹簧在图3中被表示为F621/2a。棘爪621b和622b分别受到弹簧F621/2b的偏置作用，两弹簧具有使棘爪与导柱轮661和662的棘轮保持接触的趋势。

在作用于杆体64a上的弹簧F64a的促动下，切换杠杆64通过其接触指64f抵接着凸轮67b。摇臂64b受弹簧F64b的作用而被顶压到一止动件上，该止动件被固定到构架28上，并由销体28n示意性地代表。一弹簧F64d将棘爪64d定位成抵接着销体64e。

选择杠杆65受到弹簧F65a的偏置作用，弹簧F65a作用到杆体65a上，使得鼻部65b抵接着凸轮68b，而且，一弹簧F65c借助于销体65d将摇臂65c顶向杠杆621或622。

为了使凸轮间杠杆69保持着通过其突指69b抵接着凸轮67c的状态，由一弹簧F69a对其杆体69a施加偏置作用。抵接着销体69e的棘爪69d的位置由弹簧F69d保持。

杠杆71受弹簧F71的控制，该弹簧趋于阻碍由按钮26施加的作用力。

一弹簧F72a被压向杆体72a，从而，如果鼻部和销体72a不再分别由摇臂71c和导柱轮661和662的导柱保持着，则就使跟状体抵接着心轮(图6)。

导柱轮661和662、以及配位轮67和68由一些跳簧进行定位，这些跳簧未被表示在图中。

应当指出的是：上述的作动装置既能完成控制功能，又具有转换功能。因此，其形成了一个控制设备和一个转换设备，其中，控制设备主要是由杠杆61、621、622构成的，而转换设备主要是由切换杠杆64和选择杠杆65构成的。

如果装置处于图3所述的状态A，且向按钮24施加一个压力，则按钮就会抵接着按钮销体61e移动，这将造成控制杠杆61发生枢转。在此运动过程中，销体61b开始与摇臂65c相接触，使摇臂也受到驱动，从而其销体65d会压向杠杆621，杠杆621绕点28d转动。但是，杠杆622仍然保持不动，原因在于其切口部分622c正对着销体65d。

棘爪621b驱动着导柱轮661，使得鼻部521b位于两导柱之间，并使摆杆521移动，直到使齿轮521a与齿轮421相啮合。这样，第一被测时间计时器开始工作。与此同时，棘爪61c与星形轮67a相配合而驱动着配位轮67。

抵接着凸轮67b的切换杠杆64和凸轮间杠杆69也发生倾转而处于图4所示的位置。杠杆64的倾转使销体64c处于按钮25的行程空间内，因而实现了联接离合器的功能，进而能对转换设备施加动作，下文将对此进行描述。各杠杆的这些运动并非立即就产生效果，这些运动只是对各个部件进行排布，使得各个部件能被依次地作动，这些内容将在下文进行介绍。

当向按钮24施加动作时，撞锤72也发生枢转—尽管该撞锤只被表示在图6中。事实上，由于导柱轮661的转动，鼻部721c会被导柱升高。然后，跟状体721d、722d、721e和722e释放计时齿轮系的齿轮—具体而言为齿轮421和422。

应当指出的是，在状态A中，对按钮25的任何作用都不具有任何效果，原因在于无任何部件与该按钮25相配合。但是，向按钮26施加的压力则会使杠杆71枢转。在此状态下，撞锤72处于初始位置，即抵接着计时齿轮系各个齿轮中的心轮。如下文将要描述的那样，杠杆71的这一运动将没有效果。

由于计时机构从状态A转换到图4所示的状态B，所以就可作动按钮24或25。但是，对按钮26的任何动作都不产生效果。撞锤72被从齿轮处移开，且杠杆71离开销体72b，但撞锤72则仍然保持不动，其鼻部722c抵接着导柱轮662的导柱。

按照与上文参照图3所述过程类似的方式，在状态B下，如作动按钮24，则会使得杠杆61运动，这将造成导柱轮661和配位轮67移动一个步级。导柱轮661的转动使得鼻部521b抵接着一个导柱，从而，齿轮521a将再次与齿轮421脱离。

这样，机构就处于状态C，也就是说，第一计时器停止工作，并显示出第一被测时间，而第二计时器则处于零位。在此状态下，机构所处状态与图3相同。但是，状态A与状态C之间存在两点不同。一方面，第一被测时间的计时器不再处于零位，另一方面，撞锤72处于齿轮释放位置，而不是处于初始化位置。但这两点区别并未体现在图3上。

如果使用者按压按钮25，则按钮就将抵接销体64c，这将使得切换杠杆64的摇臂64b在其杆体64a上枢转。

与此同时，销体64c推顶着杠杆621和622，抵接着杠杆的突指621d和622d，使得棘爪621c和622c分别驱动导柱轮661和662，使它们前进一个步级。位于两导柱之间的摆杆521移动而抵接着其中一个导柱，而正在抵接着一个导柱的摆杆522却落入到两导柱之间。随后，齿轮521a与齿轮421脱离，这将中断对第一被测时间的计数，而齿轮522a则与齿轮422联接上，从而开始对第二被测时间执行计数。

利用摇臂64b的运动，棘爪64d推动配位齿轮68而使其前进一个步级。由于选择杠杆65利用其鼻部65b抵接着配位齿轮68，从而使杠杆65倾转而处于这样一个位置：使得销体65d与切口部分621c相对置。

这样计时机构就处于图5所示的状态D。在此状态下，对按钮26的任何作用都不具有任何作用，但在此时，却是导柱轮662阻止撞锤72发生倾转。

在状态D下，还可对按钮24和25施加作用。按照与上述过程类似的方式，向按钮24施加压力将会使得杠杆61转动，这将驱动摇臂65c，从而使摇臂处于这样的位置：其销体65d只控制着杠杆622。杠杆622使导柱轮662转动一个步级，从而使摆杆522抵接着一个导柱轮，进而使齿轮522a与齿轮422脱离开。这样就像对第一计时器执行的操作那样，使第二计时器停止计时，因而使计时机构的状态对应于状态E，在该状态下，图中所示各个部件所处的位置与状态C相同。唯一的区别在于表针21的位置，此状态下表针21显示了一个时间，而在状态C下，表针21指向零位。

如果机构处于图5所示的状态D，则向按钮25施加压力将会再次作动摇臂64b，摇臂将会使两杠杆621和622转动，从而使已被停止的第一计时器再次启动，而第二计时器则被停止，这将对应于状态F。换言之，只要一个计时器转动着，则向按钮25施加压力就会使其停止，同时使另一个计时器开始工作。

对处于状态E的计时机构的控制操作与其处于状态C时的控制操作相同，状态B时的控制与状态F时的控制相同。因而不再对这些情形作更为详细的描述。

从图6可看出，如果计时机构处于状态C或E，则就可以通过向抵接着杠杆71的销体71a的按钮26施加压力来重新对计时器执行初始化。这将使得杠杆71发生转动，从而使摇臂71c不再保持着销体72b。由于两个鼻部721c和722c位于导柱轮661和662的两导柱之间，撞锤72会在弹簧F72的作用下陷落，从而，跟状体721d、721e、722d和722e将驱动凸轮——所述凸轮带着计时齿轮系运动，以对其重新执行初始化。

另外，鼻部71b顶推着棘爪69d，棘爪69d将利用星形轮68a驱动着配位轮68，使得选择杠杆65处于这样的位置：在此位置上，向按钮24施加压力将使得第一被测时间计时器开始工作。

很显然：上述的计时机构仅是一种示例性的实施方式。在不悖离本发明保护范围的前提下，可利用其它改型来实现相同的目的，其中的改型取决于其它的零部件，或者虽然零部件相同，但构造形式不同。

应当指出的是，上述解决方案的耗能小于带有快速回零表针的计时机构，同时还能实现复杂而精确的测量。

Claims (4)

1.计时机构，其用于与一机芯相配合，所述机芯包括:

一构架(28)，其用于安装所述机芯的部件；

当前时间计数装置，其包括一能量源、时基元件、以及一走时轮系，

所述计时机构包括:

被测时间计数装置(40)；

联接装置(50)，其用于使所述被测时间计数装置与所述当前时间计数装置实现接合或脱离；以及

用于作动所述联接装置(50)的装置(60)，

所述计时机构的特征在于:

所述被测时间计数装置(40)包括第一(421)和第二(422)计时齿轮系，每个齿轮系用来携带一表针(20，22；21，23)，所述表针分别保证显示一第一被测时间和一第二被测时间；

所述联接装置(50)包括第一和第二联接离合器(521，522)，用于将所述走时轮系分别与所述第一和第二计时齿轮系相联接；

所述作动装置包括:

-一控制设备(61，621，622)，其被设置成可接合或释放一联接离合器或另一联接离合器(521，522)；以及

-一转换设备(64，65)，其被设置成:所述转换设备的动作使所述接合着的联接离合器释放、且使所述释放开的联接离合器接合上。

2.根据权利要求1所述的计时机构，其特征在于:所述作动装置还包括一初始化设备(70)，所述初始化设备被设置用于对所述被测时间计数装置(40)的归零操作执行控制。

3.根据权利要求2所述的计时机构，其特征在于:所述转换设备(64，65)包括一联接结构(64b、64c、64d)，该联接结构被设置成:当其中一个计时齿轮系(421、422)处于联接状态时，所述转换设备才能被作动。

4.根据权利要求2或3所述的计时机构，其特征在于:所述作动装置(60)包括一锁止结构(662，664)，其被设置成:在其中一个计时齿轮系(421，422)处于联接状态时，所述初始化设备(70)不能被作动。

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