CN101268425A - 倾斜的陀飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陀飞轮，其具有一个摆轮，摆轮相对于陀飞轮平台倾斜设置。由于陀飞轮摆轮的摆动，就可以获得更高的精度。

Description

倾斜的陀飞轮

本发明涉及一种陀飞轮或一种陀飞轮模块，如独立权利要求的前序部分所述。

现有技术公开了带有陀飞轮的手表机芯，其中摆轮的旋转轴线与陀飞轮平台的旋转轴线平行或垂直。现有技术还公开了某种陀飞轮，其中摆轮的旋转轴线与平台的旋转轴线成一定角度。这些装置的意图是防止重叠运动引起的摆轮位置误差。一种非常复杂的例子是Walter Prendel在1928年发明的飞行陀飞轮(参见http://www.network54.com)。在这种陀飞轮中，摆轮和擒纵机构相对于陀飞轮平台的旋转轴线倾斜设置。擒纵机构通过多个机械连接件(齿轮副)连接到摆轮上，形成一个神奇的机构，但是这种技术商业上无法实现。

EP1564608公开了一种陀飞轮，其两侧被支撑，摆轮和擒纵机构相对于陀飞轮平台的旋转轴线倾斜设置。为了保证得到最大的摆轮，摆轮的旋转轴线和旋转架的旋转轴线处于一个平面。而且，擒纵机构和摆轮的旋转轴线是平行设置的。为了使得位于陀飞轮平台上的擒纵轮能够旋转，必须将其可操作地连接到固定座上。现在，这时通过采用带有螺旋齿的齿轮实现的。与很容易制造的直齿相比，齿轮的制造需要相对高的费用，而且滚齿很容易出问题。由于表面单位压力，还会出现磨损和破裂的问题。

CH694598公开了一种多轴陀飞轮，其中摆轮是位于一个框架(cage)中，并且绕着三个轴线旋转。这种陀飞轮也有非常复杂的设计，并且对精度的改善不多。

本发明的目的是提供一种改进的、位置优化精度的陀飞轮。本发明的另一个目的是提供一种陀飞轮，其具有改善的坚固性，并且结构简单，易于制造、便于维修。

为了获得更高的精度，摆轮的旋转轴线相对于陀飞轮旋转轴线倾斜一个角度α，这样，摆轮除了进行摆动和重叠同心或偏心旋转运动之外，还要相对于手表机芯进行摆动，这个摆动与在可动部件与不可动部件之间的适当连接件一起能够影响精度。角度a最好是在15°到45°之间。也可以采用其它角度。根据不同实施例，摆轮和陀飞轮平台的旋转轴线相交，即它们处于相同平面内，或者它们也可以不是垂直相交。在非垂直相交的结构中，角度α是投射角(交角)，当从两个旋转轴线之间距离最小的方向上观察的时候，可以看到这个角。

擒纵机构的旋转轴线，特别是擒纵轮和擒纵叉的旋转轴线基本上与陀飞轮平台的旋转轴线平行，因为它们不会特别影响精度。这种结构的另一个优点是比较简单，而且能够最大限度的使用现有的、标准化的部件。

在摆轮和擒纵机构之间倾斜位置的桥接可以通过在擒纵叉和摆轮轴心(balance-staff)之间的机械连接件来实现的。在一个优选实施例中，擒纵叉在朝着摆轮轴心的一侧具有一个叉，摆轮轴心具有一个突出的冲击销，冲击销具有一个球茎形，最好是球形的表面，叉和冲击销在解锁的时候相互啮合。冲击销最好是用红宝石或其它合适的材料制造，能够达到最大程度的无摩擦机械传动。由于上述结构，冲击销很容易补偿擒纵叉的叉由于摆轮轴心的倾斜位置而进行的垂直移动，并且即使摆轮的旋转轴线相对于擒纵叉的旋转轴线倾斜更大的位置(α≥30°)也能达到这个效果。由于使用了球形表面，所以在某些实施例中出现的(相对)摆动也很容易得到补偿。

或者，冲击销可以大致为圆柱形。因此，叉的接合进入表面和接合脱离表面(侧边缘)就可以具有直接向外的曲率，保证了与冲击销的可控啮合。

陀飞轮的一个较好实施例具有一个平台，能绕着平台的轴线旋转，其具有一个带有擒纵轮和擒纵叉的擒纵机构，擒纵轮和擒纵叉都可以绕着擒纵轮轴心和擒纵叉轴心旋转。擒纵轮轴心和擒纵叉轴心基本上与平台轴线平行。而且，摆轮位于平台上，上述摆轮可以绕着摆轮轴心旋转，摆轮轴心与平台轴线成α角。根据不同实施例，擒纵叉具有一个叉，根据摆轮的每次旋转，叉都与具有大致球形锁定面的冲击销暂时啮合。还可以设置一个锁定销，其与一个圆锥形锁定面配合使用，上述锁定面具有一个沿着表面线长度方向延伸的凹槽，能防止擒纵机构的误操作。在一个优选实施例中，表面角度大致等于倾斜角度α。在另一个实施例中，表面角度大致等于倾斜角度α的一半。在一个优选实施例中，摆轮由一个上摆轮轴承和一个下摆轮轴承固定，下摆轮轴承位于主轴承的上方，与陀飞轮平台大致处于同一水平线上。当平台轴线大致穿过一个摆轮轴承的时候，能够获得很好的摆动效果。

本发明将可以通过下面附图所表示的实施例更清楚的表示。

图1表示的是从上方看的飞行陀飞轮的简化示意图；

图2表示的是从下方看图1所示的飞行陀飞轮的简化示意图；

图3表示的是从侧面看图1所示的飞行陀飞轮的简化示意图；

图4表示的是图3中细节E的简化示意图；

图5表示的是从正面看图1所示的飞行陀飞轮的简化示意图；

图6表示的是沿着图5中的DD线的截面图。

图1到6表示的都是一个飞行陀飞轮、或一个陀飞轮模块1的例子。因此，对应的部分使用相同的附图标记。

特别如图1到3和5所示，陀飞轮1基本包括一个陀飞轮平台2，其与一个陀飞轮底座3相对，并且通过一个球轴承(主轴承)4绕着一个平台轴线5旋转安装。一个可以绕着摆轮轴线7旋转的摆轮6位于陀飞轮平台2上。摆轮轴线6被固定在平台2上的上摆轮轴承8和下摆轮轴承9确定。一个摆轮游丝10一端可操作地连接到摆轮6上，另一端连接到摆轮夹板11上，或者游丝连接到一个调整机构12上。摆轮夹板11被平台2对面的支架17支撑。摆轮轴心7与平台轴线5所成的倾斜角度为α。在所示的实施例中，平台轴线5和摆轮轴心7相交或处于一个平面。根据实施例，轴线也可以是彼此非垂直相交。由于摆轮轴承8、9之一布置在接近平台轴线5和摆轮轴心7的交点，使得平台轴线5不会穿过摆轮6的中心，所以可以得到摆动得到的附加偏心力和相应的优点。

如图6所特别清楚表示的，下摆轮轴承9位于滚珠轴承4上方(z方向)。所选择的组件就可以通过平台2中的开口18从后面维修下摆轮轴承8。

平台2具有轴承销13，轴承销在滚珠轴承4的内环14内被驱动，一个锁紧环15用来防止轴承销掉落出来。滚珠轴承4的外环16在平台3内被驱动。

图3表示了位于平台2内摆轮2下方的擒纵机构20。所示的擒纵机构20是一个擒纵叉形擒纵机构，该机构具有一个可绕着擒纵轮轴心22旋转的擒纵轮21和可绕着一个擒纵叉轴心24旋转的擒纵叉23。擒纵轮21通过擒纵轮轴心22可操作地连接到一个擒纵销25上，擒纵销25与一个固定安装到陀飞轮底座3上的内齿齿轮26啮合，擒纵销25与平台5同心设置。当陀飞轮平台2绕着平台轴线5旋转的时候，擒纵销25在齿轮26内部旋转，从而引起擒纵轮21绕着擒纵轮轴心22旋转。

与摆轮2相反，擒纵机构20位于平台2的平面内，这样擒纵轮轴心22和擒纵叉轴心23都与平台轴线5平行。擒纵叉23包括两个擒纵叉下钻25(进入擒纵叉和脱离擒纵叉)，通过擒纵叉下钻，擒纵叉可操作地连接到擒纵轮21上。擒纵叉23还包括一个叉27(参见附图4)，根据每个摆轮6的通过，叉27可以暂时与一个可操作地连接到摆轮6上的冲击销28啮合。在所示的实施例中，在冲击销28与摆轮6的叉27啮合的区域，上述冲击销具有一个大致为球形表面29，其能对叉27进行优化的滚齿(gear hobbing)。在叉27的下面有一个防护销30(参见图4和5)，防护销基本上指向叉27的方向，并防止擒纵叉23过早与冲击销28啮合，或者防止故障。防护销30与一个大致锥形锁定面31相互作用，该表面与摆轮轴心7同心布置，并随着其一起旋转。锁定面31的锥度保证了防护销30靠在锁定面31的表面线上，这样就没有负面的集中载荷。锁定面31在冲击销28区域中被一个凹槽32中断，凹槽与所属锁定面31平行伸展。凹槽32要使得靠在锁定面31上的防护销30与凹槽32啮合。这样，冲击销28的啮合也可以进入叉27中，这样擒纵叉23产生的额外的冲击就被传递给摆轮6上。在所示的实施例中，锥形锁定面31的表面角(在表面线和摆轮轴心之间的角度)等于在摆轮轴心7和平台轴线5之间的角α。在另一个实施例中，表面角可以大致等于α/2，因此锁定销就在接触区域(看不到)具有一个相应的作用表面。

使用上述装置，可以得到相对简单的机构，摆轮轴心7相对平台轴线5倾斜更大。

Claims (8)

1、具有一个平台的陀飞轮，能绕着平台的轴线旋转，其带有一个带有擒纵轮和擒纵叉的擒纵机构，擒纵轮和擒纵叉分别绕着擒纵轮轴心和擒纵叉轴心旋转，上述轴心基本上与平台轴线平行，上述平台还带有一个摆轮，上述摆轮可以绕着摆轮轴心旋转，摆轮轴心与平台轴线成α角。

2、如权利要求1所述的陀飞轮，其特征在于：擒纵叉具有一个叉，根据摆轮的每次旋转，叉都与具有大致球形锁定面的冲击销暂时啮合。

3、根据权利要求2所述的陀飞轮，其特征在于：擒纵叉具有一个锁定销，其与一个锥形锁定面配合使用，上述锁定面具有一个沿着表面线长度方向延伸的凹槽，能防止擒纵机构的误操作。

4、根据权利要求3所述的陀飞轮，其特征在于：表面角度大致等于倾斜角度α。

5、根据权利要求3所述陀飞轮，其特征在于：表面角度大致等于倾斜角度α的一半。

6、根据上述权利要求之一所述的陀飞轮，其特征在于：摆轮由一个上摆轮轴承和一个下摆轮轴承固定，下摆轮轴承位于主轴承的上方，与陀飞轮平台大致处于同一水平线上。

7、根据上述权利要求之一所述的陀飞轮，其特征在于：平台轴线大致穿过摆轮轴承中的一个。

8、根据上述权利要求之一所述的陀飞轮，其特征在于：陀飞轮是飞行陀飞轮，在其一侧仅有一个轴承来保证其与手表机芯的连接。

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