CN101271315A - 时计运转装置的平衡器 - Google Patents

Abstract

一种时计运转装置的平衡器，其包括旨在被固定到平衡杆上的毂(1)和至少两个独立的惯性块(3)，每个惯性块(3)通过至少一个臂(2)连接到毂(1)上，由所有的惯性块形成的圆弧的累计角度小于360°，因此减少了传统轮缘的重要部分。该累计角度优选小于或等于90°。

Description

时计运转装置的平衡器

本发明的主题是一种时计运转装置的平衡器(balance forhorological movement)，该平衡器能够达到高质量的性能，即能够在水平位置(Qh)和竖直位置(Qv)中产生比当前的平衡器更高的质量因子。

因此，本发明的第一目的在于实现一种具有可能的最高质量因子Qh和Qv的平衡器。本发明的第二目的在于实现一种具有良好的内在质量因子Qh和Qv的平衡器，该平衡器在这样的意义上被优化，即减小了质量因子Qh和Qv之间的差异，从而降低了平面摆幅(plat-pendu amplitude)差异，并且得到这样的方法，即作为平衡器在空间中的位置的函数，由这样的平衡器所提供的擒纵机构调节器的工作中的能量损失是尽可能小的变量。

根据本发明的时计运转装置的平衡器的区别在于权利要求1中所列的特征。

附图通过举例示意性地图示了根据本发明的平衡器的两种实施方式。

图1是根据本发明的平衡器的第一种实施方式的透视图；

图2是根据本发明的平衡器的第二种实施方式的透视图。

时计运转装置的平衡器的性能的特征在于其在不用位置的振动性能。

在实践中，游丝摆轮系统(sprung-balance system)是指在每个周期或振动中损失最小角度振幅时有效地进行振动。

对此，游丝摆轮系统的振动性能根据在竖直方向上的质量因子Qv和在水平方向上的质量因子Qh来测量。

振幅在300度和200度之间的质量因子Q通过以下公式给出：

$Q=\mathrm{\π}\×\frac{t\·f}{\ln \left(300\right)-\ln \left(200\right)}$

其中，π是常数pi，f是平衡器的振动频率，t是从300°的振幅变成200°的振幅之一所经历的时间。

由于作用在位于其枢轴中的平衡杆上的力依赖于平衡器的空间位置，因此在实践中确定了两个质量因子：

Qh：振动平面为水平时所测得的质量因子，

Qv：振动平面为竖直时所测得的质量因子。

高质量的运转装置通常配备有Qh值约为300级的、Qv值约为200级的游丝摆轮装置。

由于在其竖直位置中平衡杆的轴承中的摩擦比它们在水平位置中的大，因此因子Qv自然比因子Qh差。有时，通过改变平衡杆的枢轴的形状来主动地降低游丝摆轮装置的质量因子Qh，以得到较小的水平/竖直差异。

本发明的目的在于实现一种较高工作质量的平衡器，该平衡器能够有效地产生质量因子Qv和Qh。

为了提高效益，从而提高平衡器的质量因子，必须降低平衡器的所有可移动部件的空气阻力以及因平衡器和螺旋弹簧的重量而产生的枢轴中的接触摩擦。在进行此项工作时，必须将平衡器的重量保持在可接受的值，并保持其惯性或惯性力矩，从而确保给定直径时的最佳振幅，该给定直径与运转装置内可获得的空间相适应，同时避免损失和回弹。

根据本发明的平衡器包括毂1，该毂1设计为固定在平衡杆上，并通过臂2与至少两个惯性块3连接。这些惯性块3是独立的，即不相互接触，但是优选情况下，它们具有相同的大小和形状，并且围绕毂1均匀地分布。图1和图2所示的平衡器包括两个惯性块3，但是在各种变化形式中，平衡器可以包括三个、四个或甚至更多个惯性块3。根据本发明，由所有惯性块形成的圆弧的累计角度比360°小得多，从而与传统的平衡器相比，根据本发明的平衡器的轮缘得以显著地减小或者部分地消除，从而减小了与空气接触的表面面积以及合成的摩擦力。优选情况下，该累计角度小于或等于225°，但是在某些优选的实施方式中(例如图1和图2的实施方式中)，该累计角度为等于或小于90°。

在图1所示的平衡器的第一种实施方式中，平衡器由单一的高密度金属例如铂、金或者它们的合金来实现。在该实施方式中，两个臂2打有孔而且较薄，从而减轻了它们的重量，并且将平衡器的质量集中在离平衡杆尽可能远的位置。该臂具有这样的轮廓，即在平衡器振动时它们提供对于空气的较低阻力。具体地说，臂的前边缘2a、2b不是与平衡器的平面垂直，而是以V或C的形状倾斜，从而在它们的振动期间容许更好的通过空气。

优选情况下，每个惯性块3通过单个臂2与毂1连接，从而每个臂2将其自身的惯性块3保持在其端部处。然而，在各种变化形式中，任何单独的惯性块都可以通过多个臂连接在毂1上，在该情况下，所述臂优选为更薄和/或更大程度地进行打孔。此外，在如图1所示的实施方式中，臂2可以具有可变的几何截面，从而它们可以更宽以接近于毂1，并且更薄以接近于惯性块3。

此外，对臂的几何形状进行优化，从而它们倾向于朝向相等阻力的梁，这使得该臂的厚度和宽度朝它们的端部减小。于是该臂变得从中心朝外侧越来越薄，从而可以得到最小的重量，和沿着臂基本上不变的应力。因此，这些臂具有可变的横截面，其朝中心的横截面大于朝端部的横截面，从而可以降低臂的重量。

平衡器的大部分重量集中在固定于臂的端部处或者与臂制成单独零件的惯性块3上。这些惯性块3包括前部3a、3b，所述前部3a、3b有这样的轮廓，即使它们通过空气最优化。

每个惯性块3包括外围的支座4，在该处可以找到旋进惯性块的固定螺钉5的头部，其可以用于改善平衡器的平衡和设置。

相对于传统的平衡器，根据本发明的平衡器通过消除连续的轮缘(其由单独的惯性块来替代)，以及通过在臂上打孔，使得对于给定的空间要求能具有较小的重量。

相对于传统的平衡器，由于减小了接触面积，而且臂和惯性块具有空气动力学轮廓，因此根据本发明的平衡器能够大大地减小可移动部件的空气阻力。

如图2所示的根据本发明的平衡器的第二种实施方式为双材料平衡器。臂2由轻材料例如钛、铝、镁或者其合金或者甚至由轻的复合材料制成，而且它们也打有孔。惯性块3类似于上述第一种实施方式，通过螺钉、铆钉、包覆成型、粘接或任何其它方法固定于臂2的端部。如第一种实施方式，臂2和惯性块3具有空气动力学轮廓，以减小空气阻力。

利用这种平衡器，在相同的总空间要求的情况下，具有相同的螺旋弹簧的游丝摆轮装置的质量因子Qh值为400至600，Qv值为300至400，这表示已经大大地提高到了几乎两倍的值。

根据本发明的平衡器所提高的该效益(减少了消耗的能量)能够使得在能量储备上或者在工作振幅上或者在两者上都得到大大的提高。

在两种情况下，由于平衡器消耗较少的能量，脉冲的相位便能更少地干扰平衡器振动的规律性，因此这实现了更高的计时精确性，其中在脉冲过程中，用于维持振动的能量被传递到平衡器。

无论是由一种材料或多种材料制成，平衡器总是包括多个(至少两个)均匀地分布在毂1周围的臂，每个臂2都保持独立的惯性块3。优选情况下，所有惯性块都具有相同的质量和形状。

惯性块3当然可以通过多个臂与毂1连接，但是优选情况下，每个惯性块都通过单独的臂与所述毂连接。

Claims (12)

1.一种时计运转装置的平衡器，其特征在于，该平衡器包括旨在被固定到平衡杆上的毂(1)和至少两个独立的惯性块(3)，每个所述惯性块(3)通过至少一个臂(2)连接到毂(1)上，由所有的所述惯性块形成的圆弧的累计角度显著地小于360°，因此减少了传统轮缘的重要部分。

2.根据权利要求1所述的平衡器，其特征在于，由所有的所述惯性块形成的圆弧的累计角度小于或等于225°。

3.根据权利要求2所述的平衡器，其特征在于，由所有的所述惯性块形成的圆弧的累计角度小于或等于90°。

4.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述惯性块(3)被均匀地分布在毂(1)周围，并且都具有相同的大小和相同的形状。

5.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，每个惯性块(3)都通过单个臂(2)连接到毂(1)上，从而每个臂(2)在其端部处保持其自身的惯性块(3)。

6.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述臂打有孔，以减小它们的重量。

7.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述臂的前边缘(2a，2b)具有空气动力学轮廓，因此有利于在所述平衡器的振动过程中它们通过空气。

8.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述惯性块(3)的前部(3a，3b)具有空气动力学轮廓，因此有利于在所述平衡器的振动过程中它们通过空气。

9.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述独立的惯性块(3)与所述臂(2)一起被制成单独的零件，从而所述平衡器由单一材料制成。

10.根据权利要求1至8之一所述的平衡器，其特征在于，所述臂(2)由轻材料例如镁、铝、钛及其合金或轻复合材料制成，而所述惯性块(3)由高密度材料例如铂、金、钼或其合金制成。

11.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，游丝摆轮装置的质量因子Qh为400至600，Qv为300至400。

12.根据前述权利要求之一所述的平衡器，其特征在于，所述臂(2)具有可变的几何横截面，因此它们接近所述毂(1)的横截面较大，接近所述惯性块(3)的横截面较小。

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