CN102375402A - 计时器 - Google Patents

Abstract

这个计时器装配有直接推进擒纵机构，其包括用于锁定装配有两个锁定棘爪(2a、2b)、叉(2c)和保护销(2d)的擒纵轮的锁定杆(2)。保护销被安装成在所述叉上绕着与锁定杆(2)的枢转轴平行的轴枢转。它包括设计来与固定到所述框架的驱动装置接合的位移装置(2d₁，2d₂，2d₃)，以便于放大由于锁定杆(2)从它的两个位置的一个经过到另一个导致的保护销(2d)的角位移。本发明还应用到间接推进擒纵机构的棘爪组件的保护销。

Description

计时器

技术领域

本发明涉及一种装配有直接推进擒纵机构的计时器，包括框架，其上枢转地安装擒纵轮，用于锁定装配有两个锁定棘爪、具有叉、并且具有保护销的擒纵轮的锁定杆，装配有支撑推进棘爪、脱离销及允许保护销穿过的擒纵爪的双辊子的螺旋-平衡振荡器；定位所述推进棘爪以便与擒纵轮的齿的轨迹交叉，定位所述脱离销以便在平衡件的每个振荡半周期与叉接合，以释放所述锁定杆，以允许它在用于锁定擒纵轮的齿的两个位置之间倾斜，并且允许力在平衡件每个振荡周期从擒纵轮的齿传递到推进棘爪。本发明还涉及一种基于相同发明概念的装配有间接推进擒纵机构的计时器。

背景技术

在所有瑞士棘爪组件擒纵机构情况中常规使用的固定保护销有效地实现阻止棘爪组件在为之设计的冲击情况中翻转的功能。并且依靠保护销，瑞士棘爪组件擒纵机构的成功很大程度上归于它，由于它的安全性，擒纵机构实际上使用在所有腕表中。

遗憾的是，虽然偏爱瑞士棘爪组件，但是保护销已经明显不利于大部分其他擒纵系统，主要是因为这些系统的特征的结构(尺寸)的几何形状和/或操作限制。与其他类型擒纵机构、尤其直接推进擒纵机构(例如罗宾擒纵机构)一起使用保护销的唯一方法是增加锁定杆的倾斜角，这会导致效率方面的下降，因而它实际上抵消了这些擒纵机构的优点。

罗宾擒纵机构是结合了擒纵爪擒纵机构的优点(高效率及在擒纵轮与平衡件之间直接传递能量)和棘爪组件擒纵机构的优点(较好的操作安全性)的擒纵机构。因此它是使用装配有两个止动棘爪并且其在两个极限止动位置之间倾斜的锁定杆的直接推进擒纵机构。与瑞士棘爪组件擒纵机构不同，推进由擒纵轮直接传递到平衡件，并且所述杆仅用来在推进阶段之外停止擒纵轮。

罗宾擒纵机构在腕表中的结合难以实现，因为不可能有效地使用固定的保护销。通常是靠近锁定杆的叉埋头的固定零件的保护销，其与固定到平衡件的双辊子的小止动辊子结合，来在有冲击时防止锁定杆翻转。具体而言，没有将锁定杆保持在它的止动位置的弹簧，这是用于擒纵爪擒纵机构的情况。这种翻转在表运行时具有致命的后果，因为锁定杆不期望的释放会将其置于它的第二极限位置，从该位置它不再会被固定到平衡件上的销释放，这样会导致表停止。与瑞士棘爪组件的倾斜角(通常为15°)相比，保护销的尺寸和使用强加给锁定杆倾斜角，而对于当前的罗宾擒纵机构来说通常为3-4°。

已经提及，15°的倾斜角将显著地限制罗宾擒纵机构的效率并且将使它失去它的价值本质。一种解决方案显然是找到另一种方法来保护擒纵机构抵抗冲击，但是据我们所知没有像保护销这样简单并且有效的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于防止锁定杆或棘爪组件当它们的倾斜角很低，特别是小于5°时翻转的解决方案，如直接推进擒纵(比如尤其是罗宾擒纵机构)的锁定杆的情况，但因为其也可以是间接推进擒纵机构的情况，例如在特定结构中的瑞士棘爪组件擒纵机构，其中棘爪组件具有明显比通常棘爪组件的倾斜角小的倾斜角。

因此，本发明的主题是根据权利要求1声称的装配有直接推进擒纵机构的计时器，以及基于相同发明概念的根据权利要求2声称的装配有间接推进擒纵机构的计时器。

根据本发明，被安装成枢转的保护销使其能够放大它的角位移，不需要修改锁定杆或棘爪组件的角位移，即使当锁定杆或棘爪组件本身的倾斜角极其微小，通常小于5°时，这也增加了抵抗翻转的安全性。

使得能够解决提出的问题的解决方案也是确保可靠性的极其简单的设计。

附图说明

附图示意性地并且作为实例地示出了作为本发明主题的计时器的擒纵机构的两种实施例和变形范围。

图1为表示根据现有技术的固定保护销的操作原理的平面图；

图2为表示根据本发明的枢转保护销的操作原理的平面图；

图3为应用到直接推进擒纵机构上的第一实施例的平面图；

图4和5为图3的两种变型的平面图；

图6为应用到间接推进擒纵机构上的第二实施例的平面图。

具体实施方式

图1为根据标题“Les échappements”(“擒纵机构”)(C.Huguenin，S.Guye，M.Gauchat，Technicun 

Le Locle，1965)的工作而画的并且示出了保护销根据固定到平衡件心轴上的小辊子的直径的效率。

如从图1中可以推断，保护销提供的安全性相反地增加了小平衡辊子的半径。特别能够注意到，当辊子的直径关于给定倾斜角α减少时，其端部相应于保护销与辊子的接触点的弦的偏量f增加。位置H因此是最不受欢迎的，因为保护销与小辊子实现的接触越靠近中心线，绷紧的风险变得越大。

当设计保护销时，要设置的其中一个第一参数是偏量f的值，该值必须根据零件尺寸将其正确地确定给制造技术和/或给公差。对于保护销的给定长度并且对应于在图1中的点D，以及用于棘爪组件和平衡件的小辊子的标准尺寸，防止在保护销与这个相同辊子之间的摩擦的唯一方法是使得棘爪组件的相当大总倾斜角(α)典型地为16°。这个值与瑞士棘爪组件(Swiss pallet assembly)擒纵机构的操作/尺寸最佳一致。

另一方面，在罗宾擒纵机构的情况中不再相同。罗宾擒纵机构的特征在于，它的锁定杆具有比瑞士棘爪组件的倾斜角小4到5倍之间的倾斜角。实际上，因为力直接从擒纵轮的齿传递到平衡件(更紧凑的系统)的棘爪，并且锁定杆的棘爪不传递力而是仅被用来交替地锁定擒纵轮的齿，因此对于轮的间隙，行进的距离(角度)基本上被减少。从擒纵机构的效率和螺旋平衡振荡器的等时性的观点来看，该小倾斜角因此表示某种优点，但是，与此同时，使得固定的保护销实际上不能用。具体而言，由于小的倾斜角(≈α/4)，具有长度D的保护销将实现与小辊子接触，这使得它需要减少它的长度，因此减少了偏量f以及最终在冲击的情况下减少了擒纵机构的安全性。结果，保护罗宾擒纵机构的固定保护销的使用因为擒纵机构的部件及它们的枢转间隙的制造公差而变得非常困难。

为了解决这个问题，本发明推荐通过使保护销绕着固定到锁定杆上并且与锁定杆的枢转轴平行的轴枢转，将锁定杆的倾斜和保护销的倾斜分开。

在枢转的保护销之后的概念起于需要具有显著的倾斜角，以便获得保护销的正确操作，同时保持罗宾擒纵机构的杆的小倾斜角。实现该目的的唯一方法是通过在保护销的枢转与锁定杆的倾斜之间产生动态连接来安装枢转保护销。因而，保护销包括优选地定位在距离它的枢转轴距离s的位移装置，距离s小于这些位移装置与锁定杆的枢转轴之间的距离r，这些距离是在杆的极限位置之一测量的，并且形成为与固定到计时器框架上的驱动装置接合。这种布置使其能够放大由锁定杆从它的两个位置的一个移动到另一个产生的保护销的角位移。

这种解决方案将因此给锁定杆提供大约2°-4°幅度的倾斜角，而保护销将倾斜通过12°-19°的角度，该角度足够大，以确保抵抗锁定杆翻转的良好安全性。上面提到的角度值当然将取决于结构并且因此被给定为指示。

产生且测试的解决方案由图3示出，其中罗宾擒纵机构已经示出为安装在计时器的框架(未示出)上。该擒纵机构包括擒纵轮1、被安装成绕着在计时器的框架上的枢转轴3枢转的擒纵轮1的锁定杆2、以及固定到螺旋平衡振荡器(未示出)的枢转心轴5上的双辊子4。

锁定杆2包括设计成交替地穿过擒纵轮1的齿的轨迹的两个锁定棘爪2a、2b，设计成与固定到双辊子4的最大辊子4a上的销4c一起工作的叉2c。安装保护销2d以在锁定杆2的叉2c上绕着具有与该杆2的枢转轴3平行的轴的枢转凸榫2e枢转。保护销包括尾部2d₁，其形成保护销的位移的装置并且安装在形成保护销2d的驱动装置的两个限位支座6a、6b之间。

固定到平衡件的枢转心轴5的双辊子4也支撑推进棘爪4d，其在平衡件的每个振荡周期直接接收来自擒纵轮的齿的一次推进。双辊子4的小辊子4b通常具有擒纵爪4e，其当锁定杆2由接合在叉2c的叉齿之间的销4c驱动时，与销4c径向地成直线以允许保护销通过。

枢转的保护销2d的尺寸特别简单并且单独的三角法关系足以确定需要的所有参数。为了清楚地理解该公式，应该参考图2，其表示在锁定杆的其中一个极限位置下具有可移动保护销的擒纵机构的主要几何参数。

β对应枢转保护销2d相对于连接锁定杆2的枢转中心3和平衡件的枢转中心5的中心线的倾斜角。α对应锁定杆相对于该同一中心线的倾斜角(并且对应保护销的倾斜角，当后者固定时)。余弦定理允许我们写出下面的关系：

l²＝s²+r²+2·sr·cos(β)    (1)

这个可以解出距离(r)：

$r=\frac{-2\·s\·\cos \left(\mathrm{\β}\right)\±\sqrt{{(2\·s\·\cos \left(\mathrm{\β}\right))}^2-4\·(s^2-l^2)}}{2}---\left(2\right)$

根据用于枢转保护销2d的正确操作需要的角度β及保护销2e的枢转点和杆3的枢转点之间的长度l，能够确定限位支座6a、6b在中心线上的位置r。特别地，s表示在杆的其中一个极限位置测量的、保护销的枢转点与轮-平衡件中心线和保护销尾部的交叉点之间的距离。距离l和s也通过关系式l/sin(β)＝s/sin(α)联系。还应该注意到，对于给定的倾斜角β，限位支座6a、6b的间距d仅取决于保护销2d的尾部2d₁的宽度p。

为了测试可移动保护销，已经在测试装置上建立与图3所示相似的装置，其包括螺旋平衡振荡器、罗宾擒纵机构、齿轮系以及发条，以便模拟接近在时钟机构运动中使用的条件。保护销2d和限位支座6a、6b已经利用LIGA技术用Ni制造。保护销的枢转凸榫用20AP钢制造。

对于可移动保护销的第一种评估，我们比较在安装可移动保护销之前和之后在不同位置中平衡件的幅度。第一种结果根据发条的线圈转数在下面示出。该幅度分别是两个水平位置和四个垂直位置的平均值。

由于可移动保护销的存在，在完整线圈(12转数)方面，损失稍微小于10°，并且随着发条的线圈的转数减少。可移动保护销的效果因此随着幅度下降，这是理想的，因为它处于低的振荡幅度，幅度损失对于运行作业是重要的。我们也注意到在各个垂直位置之间的幅度中有微小差别。通过大约3天的自动运行，没有发生停止并且测试装置没有问题地旋转。这是具有装配有相同发条和相同振荡器的瑞士棘爪-组件擒纵机构运行的情况。

在这个阶段，样机零件的表面状态不是最佳的，材料配对没有被最佳化，还没有使用润滑油，并且某些尺寸稍微超出了公差。尽管这样，即使在多次严重冲击后，也没有发现锁定杆的翻转。结果因此显示出具有枢转保护销的擒纵机构满意地运作。

然而可以作出某些改进以提高枢转保护销的运行。在它们之中，能够提及的是保护销的枢转的改进，以便减少摩擦。能够想象，利用液体润滑油、具有低摩擦系数的摩擦学涂层、或者利用埋进安装的可移动保护销或者粘合在安装的可移动保护销上的红宝石轴承，以在固定到叉上的枢转凸榫上枢转。

能够想象到的另一种可能性是通过LIGA方法使得Ni在红宝石轴承周围增厚来产生保护销。这个制造方法使得能够防止粘合或使得轴承装埋的问题。

可移动保护销的效果的其他评估已经被实施并且已经显示出，上面相关的第一测试表示特别不受欢迎的情况。随后的测试没有使其能够演示可移动保护销在幅度方面的效果，尤其通过对振动的详细调节。

图4表示图3的变型，其中保护销的尾部制造为叉2d₂的形式，限位支座6a、6b由接合在叉2d₂的叉齿之间的固定销栓6取代。这个销栓6的位置可以是可调节的，例如通过将销栓6与偏心件关联来调节，以使其能够修正保护销的倾斜角。这个解决方案相对于支座6a、6b将减少需要的空间。

为了降低摩擦和保持保护销2d的倾斜角的精细调节的可能性，能够使用由红宝石制造为擒纵机构-棘爪形式的支座6a、6b。这些棘爪可以安装在滑动器中使其能够实现两个支座6a、6b的简单并且不同的调节，如图2中的双箭头所示，以使其能够更容易调节擒纵机构并校正可能的制造缺陷。

图5表示图3的第二变型，其中保护销2d的尾部2d₃包括与固定到计时器框架上的齿条7接合的齿。其作用与支座的作用相同。

由图6示出的实施例涉及瑞士棘爪组件擒纵类型的间接推进擒纵机构。保护销2d的倾斜由固定到框架的两个销栓6′a、6′b保证。在示出的实施例中，棘爪组件的倾斜角是6°，其基本上小于在常规瑞士棘爪组件擒纵机构中的角度。利用枢转保护销系统2d，保护销的倾斜角是15°。这些角度是相对于轮-平衡件中心线计算的。

Claims (8)

1.一种装配有直接推进擒纵机构的计时器，其包括框架，在所述框架上枢转地安装有擒纵轮(1)，用于锁定所述擒纵轮的锁定杆(2)，其装配有两个锁定棘爪(2a、2b)、叉(2c)和保护销(2d)，装配有双辊子(4)的螺旋-平衡振荡器，上述双辊子支撑推进棘爪(4d)、脱离销(4c)和允许所述保护销(2d)穿过的棘爪(4e)；定位所述推进棘爪(4d)，以与擒纵轮(1)的齿的轨迹交叉，定位所述脱离销(4c)，以在平衡的每个振荡半周期与所述叉(2c)接合，以释放所述锁定杆(2)，允许其在用于锁定所述擒纵轮(1)的齿的两个位置之间倾斜，并且在平衡的每个振荡周期允许力从擒纵轮的齿传递到所述推进棘爪，其中，所述保护销被安装成在所述叉上绕着与所述锁定杆(2)的枢转轴平行的轴枢转，并且其中所述保护销包括位移装置(2d₁，2d₂，2d₃)，其设计成与固定到所述框架上的驱动装置接合，以放大由于所述锁定杆(2)从它的两个位置中的一个经过到另一个所导致的所述保护销(2d)的角位移。

2.一种装配有间接推进擒纵机构的计时器，其包括框架，在其上枢转地安装擒纵轮，装配有两个棘爪、叉及保护销的棘爪组件，装配有支撑脱离销和用于允许所述保护销穿过的棘爪的双辊子的螺旋-平衡振荡器；定位所述脱离销，以在平衡的每个振荡半周期与所述叉接合，以在用于锁定所述擒纵轮的齿的两个位置之间移动所述棘爪组件，其中所述保护销被绕着与所述棘爪组件的枢转轴平行的轴枢转地安装在所述叉上，并且其中它包括位移装置，其设计成与固定到所述框架的驱动装置接合，以便于放大由于所述棘爪组件从它的两个位置的一个经过到另一个所导致的所述保护销的角位移。

3.如权利要求1和2中的任意一项所述的计时器，其中所述位移装置定位在离所述保护销的枢转轴的距离比在这些位移装置分别与所述锁定杆的、所述棘爪组件的枢转轴之间的、在它们的极限位置之一所测量的距离小的距离。

4.如前述权利要求任意一项所述的计时器，其中所述保护销(2d)被安装成通过红宝石轴承枢转。

5.如前述权利要求任意一项所述的计时器，其中固定到所述框架上的驱动装置包括两个支座(6a、6b)，每个支座可调节地安装。

6.如权利要求1到4任意一项所述的计时器，其中所述保护销(2d)被固定到与固定到所述框架上的齿条(7)接合的成齿部。

7.如权利要求1、2、3和4任意一项所述的计时器，其中用于移动所述保护销的所述位移装置包括叉(2d₂)，固定到所述框架上的销(6)接合在所述叉的叉齿之间。

8.如权利要求7所述的计时器，其中所述销(6)与用于调节它的位置的部件关联。

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