CN102160003A - 包含恒力设备的钟表机芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钟表机芯，其包含恒力设备，所述钟表机芯包括螺旋弹簧(18)，以及轮系，轮系具有布置来将主能源(1)连接至螺旋弹簧的第一端的第一运动链(4，5，6，8)，和用于将时基连接至螺旋弹簧的第二端的第二运动链(10，12，13，14，16)。这种机芯的特征在于第一和第二运动链中的一个或另一个包含调节运动体(9)，调节运动体包括通过摩擦彼此连接的第一和第二元件(10，20)，以使得在钟表机芯的常规工作期间，一个元件的旋转驱动另一个元件，并且这些元件中的一个是具有至少一个支承表面(41)的调节元件(20)，布置为能作用于支承表面以借助于摩擦旋转调节元件而不旋转另一个元件(10)，以调节螺旋弹簧的负载状态。

Description

包含恒力设备的钟表机芯

技术领域

本发明涉及一种钟表机芯，其包含包括螺旋弹簧的恒力设备以及轮系，轮系具有布置来将主能源连接至螺旋弹簧的第一端的第一运动链和用于将时基(time base)连接至螺旋弹簧的第二端的第二运动链。

背景技术

上述类型的包含恒力设备的很多钟表机芯很久就有描述。

举例来说，1917年授权的专利US 1,237,216描述了一种钟表机芯，其包含相当大的能量存储的初级主发条，以及较小能量存储的次级主发条，次级主发条具有在其运行范围内一直输送基本上恒定扭矩的优点。因而，次级发条用来将能量供应至时基，而初级发条允许次级发条周期性地重新加载而没有输送扭矩的变化，这种变化会为其负载状态的函数而干扰时基的运行。借助于由机芯轮系驱动的致动机构，能控制次级发条的一端的周期性释放，以允许后者重新加载。

数十年后，这种类型的机芯已经适合用于怀表或腕表中。

这些小尺寸的机芯复杂并且因此组装困难。尤其，对于机芯运行精度而言，非常关键的机械振荡器的震荡幅度难以调节，尤其是因为其取决于次级发条的负载状态。困难的运行调节因而必须由钟匠在组装机芯时进行，尤其是通过调节次级发条的初始负载状态。在后来需要实现这种操作时，在售后服务的框架内，这仍然存在着相同的复杂性。

1899年8月4日授权的专利CH19839已经提出了这个问题并建议了解决方案。其设想在支承次级发条一端的轮中设在多个孔。因而，通过将次级发条的一端布置于一个孔或另一个孔中，就能改变其负载状态。

尽管如此，借助于这种机构来调节次级发条的负载状态仍然是危险的，尤其在机芯运行时。

在20世纪末数十年的忽视后，著名钟表厂商似乎再次对恒力设备产生了一定的兴趣。

因而，例如，专利US 7,293,912B2在2007年11月13日授权给Lange Uhren GmbH公司。然而值得注意的是，这种恒力设备尽管构造复杂，但是却没有提出由此能易于调节次级发条的负载状态的手段。

发明内容

本发明的主要目标是提出一种包含简单构造的恒力设备的钟表机芯，其尽可能地限制与其工作相关联的扰动，这会影响机芯的时基的运行，并且其次级发条的负载状态能以精确且简单的方式调节。

为此，根据本发明的机构满足了上述特征，其特征在于第一和第二运动链中的一个或另一个包含调节运动体(adjustment mobile)，调节运动体包括通过摩擦彼此连接的第一和第二元件，使得在钟表机芯的常规工作期间，一个元件的旋转驱动另一个元件。而且，这些元件中的一个是具有至少一个支承表面的调节元件，布置为能作用于支承表面以借助于摩擦旋转调节元件而不旋转另一个元件，以调节螺旋弹簧的负载状态。

由于本发明的上述特征，即使在机芯运行时，钟匠也能相对容易地作用于机芯以调节螺旋弹簧的负载状态。实际上，与现有技术的已知机构不同，为了调节螺旋弹簧的负载状态无需移除机芯的任何元件。

优选地，本发明的钟表机芯的调节运动体包括：

运动地连接至主能源的主轴，

旋转地固定至这个轴并支承固定至螺旋弹簧的第一端的固定元件的停止轮，

调节元件，其形式为相对于主轴同轴地且以自由旋转的方式安装的轴，并且具有用于螺旋弹簧的第二端的固定元件，

第二元件，其形式为摩擦地安装于调节元件上的驱动轮并运动地连接至时基。

优选地，调节运动体能实现机芯的第三运动体的功能。

另外，有利地机芯包含停止设备，停止设备布置来将停止轮锁闭于预定角度位置，并且经由主轴和停止轮按照预定幅度周期性地释放以允许螺旋弹簧从主能源重新加载。

而且，调节元件优选地具有圆形周边，圆形周边设有形成支承表面的刻痕或锯齿，而机芯还能包含控制运动体，控制运动体邻近调节运动体并且包括能与这个支承表面相配合的带齿小齿轮。

有利地，带齿小齿轮可在与支承表面脱离的第一静止位置和与支承表面啮合的第二调节位置之间平移地移动。

而且，为了简化与螺旋弹簧的负载状态相关的操作，控制运动体优选地设有至少一个适合与工具相配合以旋转带齿小齿轮的槽。

附图说明

本发明的其他特点和优点将在阅读下面对优选实施例的详细描述之上变得更加清楚地显现，所述优选实施例参照附图以非限制示例的方式给出，并且在附图中：

图1示出根据本发明的包含恒力设备的钟表机芯的总体实施例的简化透视图；

图2示出从图1所示钟表机芯上方的简化平面图；

图3示出钟表机芯沿着图2的平面III-III的简化剖面图；

图4示出图3中沿着相同横截平面的结构细节的简化剖面图；并且

图5a和5b分别示出钟表机芯的第一和第二构造沿着图2的平面IV-IV的简化剖面图。

具体实施方式

本发明优选实施例的结构和总体工作方式将结合分别以透视图、平面图和剖面图显示机芯的图1、2和3解释。为了更清楚，仅示出了有助于理解本发明的那些元件。图2的某些元件以局部切除的视图示出以使得重叠在它们上面的其他元件可见。

主要包含常规构成元件的钟表机芯已经在图1至3中示出，尤其是容纳主发条(不可见)和设计来将能量供应至时基(仅示出了擒纵轮2)的机械振荡器的圆筒1。主发条的能量经由包括中心运动体4的工作轮系传输，中心运动体4的小齿轮5与圆筒鼓的齿相啮合，并且其轮6与第三运动体9的小齿轮8啮合。第三运动体的轮10与第一秒针运动体(seconds mobile)13的小齿轮13相啮合，第一秒针运动体13的轮14与擒纵轮16相啮合。

而且，根据本发明的钟表机芯包含设计来将恒力传输至时基的恒力设备，恒力源自其从主发条接收到的力，这个力作为主发条的绕组的函数而相当地变化。

更准确地，恒力设备尤其包括优选地呈螺旋弹簧形式的次级发条18。其第一端(即内端)安装于第三运动体9上，固定至调节元件20，调节元件20的工作将稍后描述，并且其以可自由旋转的方式安装于第三运动体9的轴上并支承第三轮10。螺旋弹簧18的第二端(即外端)经由螺栓23固定至停止轮22，停止轮旋转地固定至第三运动体9的轴。

恒力设备同样地包括第二秒针运动体24，其轮25与第一秒针运动体13的轮14相啮合，举个非限制性的例子，其比率为1/1。第二秒针运动体24的轴支承具有五个突起28的凸轮26，凸轮26旋转地固定至轴。凸轮26每60秒围绕自身旋转一周。

凸轮26与控制盘31的第一叉30相配合，控制盘31可枢转地安装于机芯的框架元件(不可见)上两个端部位置之间。

控制盘31包括布置来与停止轮22的锯齿相配合的第二叉32。第二叉支承两个擒纵叉瓦34和35，它们布置为使得在盘枢转时，一个擒纵叉瓦与停止轮22的锯齿相接触，这个擒纵叉瓦与锯齿脱离，从而释放停止轮，其在这里在另一齿紧靠另一擒纵叉瓦之前执行12度的旋转(因为锯齿具有30个齿，这是非限制性的例子)，所述另一擒纵叉瓦此时定位于停止轮22的锯齿的触及范围内。因此，擒纵叉瓦确保停止轮的交替锁闭，停止轮随后每次从一个擒纵叉瓦转至另一擒纵叉瓦时前进一步。

将说明的是，交替的周期同样能通过选择凸轮26的形状来调节，尤其是其突起28的数目。在所示附图的情况下，凸轮26的每个完整的一圈带来盘31的10次枢转。换言之，停止轮22每6秒释放一次。

下面解释具有恒力设备的钟表机芯的工作(所述钟表机芯已经在前面叙述)。

从螺旋弹簧18具有非零负载状态的原理开始，机械振荡器(例如常规的游丝)处于震荡状态，螺旋弹簧将其一部分机械能经由第三轮10、第一秒针运动体13、擒纵齿轮16和擒纵轮2传输至机械振荡器。

在工作6秒后，盘31在其与凸轮26的配合作用之下枢转，并释放停止轮22，停止轮22固定至第三运动体9的轴，后者由主发条经由中心运动体4保持于张力之下。停止轮22然后执行12度的旋转，如上所述，带着螺栓23并且因此螺旋弹簧18的外端一起(在图2所示的箭头方向上)。螺旋弹簧18因而通过其内端(在停止轮22的释放期间固定)和其外端之间穿过12度的相对位移而每6秒重新加载。

当然，工作轮系的齿轮比优选地选择为使得第三轮10在分开螺旋弹簧18的两个接续负载的6秒期间经过12度的角度，也就是说，这个轮三分钟绕着其自身自转一整圈。由于这些特点，螺旋弹簧18每次积蓄的来自主发条的能量相当于其在前6秒期间传输至机芯的机械震荡器的能量。

这个6秒的数值是示意性的，并且本领域技术人员将毫无困难地将本教导适应于其自身的需要，假定这里要确保设备最佳地工作所需要满足的条件是螺旋弹簧的两端之间的相对位移的范围以使得后者传输至机械震荡器的扭矩基本上恒定。

如本公开的上面所述，对于机芯运行精度非常关键的机械震荡器的震荡幅度难以调节，尤其是因为其取决于其类型为包括恒力设备的机芯中的次级发条的负载状态。根据本发明的机芯因而建议了用于次级发条的负载状态的调节机构，其易于接触和使用，现在将结合图4、5a和5b描述。

图4示出了根据本发明的第三运动体9沿着如图3相同的横截面(也就是沿着图2中的平面III-III)的横截视图。

从图4中更加清楚地显示，如前所述，停止轮22旋转地固定至第三运动体9的轴，与第三小齿轮8形成为一体。支承螺旋弹簧18内端的调节元件20自由地安装于第三运动体9的轴上并且支承第三轮10。

因而，在钟表机芯在螺旋弹簧18的两个连续负载之间的常规工作期间，螺旋弹簧18由其内端作用于调节元件20上，其外端由停止轮22固定，以旋转第三轮10并维持机械震荡器的震荡。

螺旋弹簧18的负载状态能通过在给定时刻改变其两端的相对角度位置来调节。

因此申请人已经得出了在调节元件20和第三轮10之间的连接水平处提供摩擦的思想。这个摩擦的实现方式是调节元件在机芯的常规工作期间驱动第三轮，同时允许调节元件在第三轮由擒纵机构保持固定时自转。

调节元件在图2的视图中的顺时针旋转因而实现了螺旋弹簧18的张力减小，而逆时针旋转实现其张力的增大。

为了便于这个过程，调节元件实现为固定至设有周边锯齿41的平台40的轴的形式，其限定能作用于其上的支承表面以使得调节元件更易于自转。

另外，控制运动体42同样地设在邻近第三运动体9的位置并且包含带齿小齿轮44，带齿小齿轮44布置为与调节元件的锯齿41相配合以旋转后者。

优选地，带齿小齿轮44不是永久地与调节元件相啮合以限制由于钟表机芯的摩擦带来的损耗，这从图5a和5b中更清楚地显现。

控制运动体42枢转地且以自由平移的方式安装于固定在机芯框架47的元件的足部46上，比如举例来说，主平面，足部布置于控制运动体的空心轴内。

另外，螺旋弹簧48布置于控制运动体和框架47的元件之间，所述元件用于将控制运动体固定在与框架间隔开的位置。在这个位置，图5a所示，带齿小齿轮44不与调节元件20的锯齿41相啮合。

当压力在框架的方向上施加于控制运动体42时，弹簧48被压缩并且带齿小齿轮44处于其与之啮合的锯齿41的到达位置，比如图5b所示。控制运动体42在这个位置的旋转就驱动调节元件20的旋转，即螺旋弹簧18的负载状态的改变。

要说明的是，控制运动体42有利地设有槽50，其适用于借助于工具比如螺丝刀的过程，以进一步便于螺旋弹簧18的负载状态、并且因而钟表机芯的机械振荡器的震荡幅度的调节。

而且，根据本发明的钟表机芯还包含安全设备以避免螺旋弹簧18的不期望卸载，尤其在主发条几乎完全用尽至不再具有足够将其重新加载的能量的点。在此情况下，在未采取具体预防措施时，在一旦主发条用尽以致重新加载时继续输送能量以使机械振荡器震荡时，螺旋弹簧实际上可能会彻底用尽。那么可行的是具有通向机芯的通路以用适合于确保机芯较高运行精度的张力来重新卷绕螺旋弹簧18，这是很关键的。为了避免这种情形，设有这种机构的手表的用户必须小心以确保主发条绝不会完全用尽。

作为替代，申请人已经开发了一种能避免这种问题的安全设备。

为此，第三轮10具有具体形式，在图2中穿过调节元件20可见，透明地显示：第三轮的轮毂和轮缘借助于双臂100彼此连接，双臂的作用是确保与调节元件的轴的摩擦连接。从图2和3中很明显，第三轮10的轮缘另外地支承布置于轮缘平面中且具有接受器102的材料附加(material add-on)101，接受器102内布置有螺栓23支承螺旋弹簧18的外端。接受器102形成为具有与螺栓在停止轮22或第三轮10执行12度旋转时行进的路径基本上等于或稍大的角度孔隙。接受器102因而确定止动，其限定螺栓在一个方向和另一方向上的位移。

在机芯的常规工作期间，在螺旋弹簧18刚刚重新加载时螺栓23定位为靠近接受器102的第一边缘，而第三轮10在下面的6秒期间行进，以使得在这6秒后螺栓23定位为靠近接受器102的另一边缘。如果，在下面的加载时刻，主发条不再具有足够的能量来重新加载螺旋弹簧，螺栓23不会在第一边缘的方向上返回并且因而迅速形成定位于其旁边的接受器的边缘的止动件，阻止第三轮的旋转运动，这就实现运动的停止，然后逐渐地，机械振荡器的震荡停止。

由于这些特点，螺旋弹簧18一直保持其初始负载状态，也就是在机芯的工厂设置，从而在减轻对于相应手表的用户的负担，这些用户无需如同现有技术的机芯的情况那样不得不监控主发条的负载状态。

作为替代，同样能让支承螺旋弹簧18外端的螺栓23直接布置于同一对的两个臂100之间，以使得后者形成限制螺栓在一个方向和另一方向上的位移的止动件。在此情况下，这对的两个臂之间的间隔是使得其基本上等于或稍大于螺栓在停止轮22或第三轮10执行12度的旋转时所行进的路径。

前面的描述聚焦于以非限制性示例的方式描述具体实施例，并且本发明不限于刚刚描述的某些特定特征的使用，比如举例来说，构成恒力设备的元件的形式或者甚至其位置。实际上，恒力设备的位置优选地在第三运动体上，申请人已经发现这个位置允许施加至设备的圆筒输出扭矩应力受到限制，同时对机械振荡器的工作具有可以忽略的中断影响。尽管如此，本发明的使用不限于这种布置并且本领域技术人员将能在不脱离本发明范围之下将本教导适应于其自身需要。

螺旋弹簧的两个连续负载的周期性分离同样能在不脱离本发明范围之下改变，以使得所述周期例如等于10、12或甚至20秒。

而且，要说明的是，本发明的原理不限于在描述中指示的位置处使用摩擦。实际上，本发明更一般地涉及一种钟表机芯，其包含

恒力设备，其包括螺旋弹簧，以及

轮系，其具有布置来将主能源连接至螺旋弹簧的第一端的第一运动链，和用于将时基连接至螺旋弹簧的第二端的第二运动链，

第一和第二运动链中的一个或另一个包含调节运动体，调节运动体包括通过摩擦彼此连接的第一和第二元件，以使得在钟表机芯的常规工作期间一个元件的旋转驱动另一个元件，

这些元件中的一个是具有至少一个支承表面的调节元件，所述支承表面布置为使得能作用于其上以借助于摩擦旋转调节元件而不旋转另一个元件，以调节螺旋弹簧的负载状态。

因而能使得第三轮10刚性地连接至调节元件20，那么调节元件20将不再是调节元件，摩擦交替地提供于第一秒针运动体13的轮14和这个运动体的小齿轮12之间。在此情况下，当轮14保持为由擒纵机构固定时，螺旋弹簧的负载状态能通过作用于第一秒针运动体13的小齿轮12上来调节。

类似地，能通过将停止轮22固定至轴并因此固定至中心小齿轮5来将其布置于中心运动体4上。在此情况下，中心轮6能摩擦地安装于轴上并且能被致动，以调节螺旋弹簧18的负载状态。具体的另外轮系同样能提供为替代方案。

就由此能致动调节元件的支承表面而言，本发明也不限于所述具体实施例。当然在不脱离本发明范围之下能想到提供适合与例如直接在调节元件20上的工具相配合的表面。

Claims (14)

1.一种钟表机芯，其包含：

恒力设备，其包括螺旋弹簧(18)，以及

轮系，其具有布置来将主能源(1)连接至所述螺旋弹簧的第一端的第一运动链(4，5，6，8，22)和用于将时基连接至所述螺旋弹簧的第二端的第二运动链(10，12，13，14，16)，

其特征在于：所述第一和第二运动链中的一个或另一个包含调节运动体(9)，所述调节运动体包括通过摩擦彼此连接的第一和第二元件(10，20)，以使得在钟表机芯的常规工作期间一个元件的旋转驱动另一个元件，并且

所述元件中的一个是具有至少一个支承表面(41)的调节元件(20)，布置为能作用于支承表面以借助于所述摩擦旋转所述调节元件而不旋转另一个元件(10)，以调节所述螺旋弹簧的负载状态。

2.根据权利要求1的钟表机芯，其特征在于：所述螺旋弹簧(18)由所述调节运动体(9)支承，其一端固定至所述调节元件(20)。

3.根据权利要求2的钟表机芯，其特征在于：所述调节运动体(9)包括：

运动地连接至所述主能源(1)的主轴(8)，

旋转地固定至所述轴并支承固定至所述螺旋弹簧的所述第一端的固定元件(23)的停止轮(22)，所述调节元件(20)，为相对于所述主轴同轴地且以自由旋转的方式安装的轴，并且具有用于所述螺旋弹簧的第二端的固定元件，

所述第二元件(10)，为摩擦地安装于所述调节元件上的驱动轮，并运动地连接至所述时基。

4.根据权利要求3的钟表机芯，其特征在于：所述调节运动体是第三运动体(9)，所述主轴是以固定的方式支承运动地连接至所述主能源(1)的第三小齿轮(8)的第三轴，并且所述第二元件布置为与第二运动体(12)相啮合的第三轮(10)，第二运动体(12)自身与所述时基相啮合。

5.根据权利要求3或4的钟表机芯，其特征在于：其包含停止设备(24，26，31)，所述停止设备布置来将所述停止轮(22)锁闭于预定角度位置，并且经由所述主轴(8)和所述停止轮、按照预定幅度、周期性地释放停止轮(22)，以允许所述螺旋弹簧(18)从所述主能源(1)重新加载。

6.根据权利要求5的钟表机芯，其特征在于：所述停止设备(24，26，31)布置为每6秒释放所述停止轮(22)。

7.根据权利要求5或6的钟表机芯，其特征在于：所述停止轮(22)具有布置来与控制盘(31)相配合的周边锯齿，所述控制盘(31)能按照其旋转运动由所述轮系的运动体(13，24)驱动的凸轮(26)的相对角度位置，在第一和第二端部位置之间位移，所述停止轮布置为在控制盘从其两个端部位置的一个至另一个的过程期间自由，以转动一预定角度。

8.如前述任一权利要求的钟表机芯，其特征在于：所述调节元件(20)具有圆形周边，圆形周边设有形成所述支承表面的刻痕或锯齿(41)。

9.根据权利要求8的钟表机芯，其特征在于：其还包含控制运动体(42)，所述控制运动体邻近所述调节运动体(9)，并且包括能与所述调节元件(20)的所述支承表面(41)相配合的带齿小齿轮(44)。

10.根据权利要求9的钟表机芯，其特征在于：所述带齿小齿轮(44)可在第一静止位置和第二调节位置之间平移地移动；在第一静止位置，其与所述支承表面(41)脱离；在第一静止位置，其与所述支承表面啮合。

11.根据权利要求10的钟表机芯，其特征在于：所述第一位置是高位置，而所述第二位置是凹陷位置，所述控制运动体(42)还包括布置为在没有任何外部动作时将所述带齿小齿轮(44)保持于其高位置的弹性元件(48)。

12.根据任一权利要求9至11的钟表机芯，其特征在于：所述控制运动体(42)设有至少一个适合与工具相配合的槽(50)，以旋转所述带齿小齿轮(44)。

13.根据任一权利要求3至12的钟表机芯，其特征在于：所述停止轮(22)和所述第二元件(10)中的一个相对于另一个布置，使得所述固定元件(23)限定出限制它们的相对旋转运动的止动。

14.一种设有根据任一权利要求1至13的钟表机芯的钟表。

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