CN102692862B - 包括运行时差装置的时计机芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括运行时差装置的时计机芯。时计机芯包括运行时差装置，其具有：管（113），该管被设置成支撑用于太阳时的分针，该分针被同心地安装于用于民用时的分针和时针；由所述机芯以每年一周的速率旋转驱动的时差凸轮（101）；以及校正机构，该校正机构被设置成根据所述时差凸轮的角位置周期性地调节所述用于太阳时的分针相对于所述用于民用时的分针的角位移。

Description

包括运行时差装置的时计机芯

技术领域

本发明涉及用于复杂时计的机芯，其被设置成旋转地驱动用于民用时的时针和分针并且包括运行时差装置（running equation of time device），该运行时差装置被设置成驱动用于太阳时的分针以便与民用时的分针和时针同轴地旋转。

公知的是，真太阳时和民用时之间存在差异，其中真太阳时对应于太阳连续两次经过相同地点的上中天之间的时间间隔，而民用时是所有真太阳日的持续时间在一年上取的平均值。民用时和真太阳时之间的这种差异在2月11日时达+14分钟22秒，在11月4日时达-16分钟23秒，并且在4月15日、6月13日、9月1日和12月25日被抵消。这些值每年很少变化。

背景技术

为了显示出民用时和太阳时之间的差异，一些时计包括所谓的运行时差装置，即该装置中指针总成包括两个同心分针，其中一个指示民用时并且另一个指示太阳时，用于太阳时的分针由时差凸轮控制，该时差凸轮的轮廓由给定瞬时的平太阳时和真太阳时之间的差异来确定。

专利文件CH 689,359具体描述了包括这种运行时差装置的时计机芯。根据该文件，该装置包括时差凸轮，机芯以每年一周的速率来旋转驱动该时差凸轮。该凸轮与杠杆的一端配合，并且杠杆的另一端沿指针的旋转轴线的方向延伸。因此，在转动时，时差凸轮导致杠杆枢转并且这个枢转运动导致杠杆自由端和指针轴线之间的距离变化。杠杆面向指针的一端具有斜面，该斜面被设置成用作凸轮扇面以便将用于太阳时的分针每天设定一次。

运行时差装置还包括管，该管配备有小齿轮并且被设置成支撑用于太阳时的分针。该管同心地可旋转地安装于用于民用时的分针和时针。用于运行时差的校正机构还包括旋转地固定到用于民用时的分针的支撑件。齿条在支撑件上枢转并且齿条的扇形齿轮被设置成啮合于管的小齿轮以支撑用于太阳时的分针。在扇形齿轮的相对侧，齿条的柄包括定位销。应该理解，定位销随着支撑件围绕指针轴线转动。因此，其以用于民用时的分针的速度转动。如果定位销在其运动期间遇到时差杠杆的斜面，则其抵靠于该斜面滑动。斜面施加在销上的反作用力沿指针旋转轴线的方向回推销。因此，销被驱使偏离其圆形轨迹并且这会导致齿条枢转。当其枢转时，齿条拖拽管的小齿轮并且这会导致管摩擦地旋转并且使用于太阳时的分针转动，该用于太阳时的分针将因而沿顺时针方向移位。因为齿条在支撑件上枢转，所以管产生相对于支撑件的旋转并且因而产生相对于用于民用时的分针的旋转。从上文中可以理解，在销抵达杠杆斜面端部的瞬时，定位销和指针的旋转轴线之间的距离确定了用于太阳时的分针的准确位置。

刚刚被描述的机构仅允许沿顺时针方向校正用于太阳时的分针的位置。这就是为什么要提供第二机构来回推指针。这个第二机构包括释放器件，所述释放器件被设置成释放用于太阳时的分针的管。这些释放器件被设置成当为此目的向控制杠杆施加力时释放管，并且当停止施加力时再次锁定管。第二机构还包括致动装置，其被机芯控制以便每24小时向释放器件的控制杠杆施加一次力。响应该力，释放器件释放用于太阳时的分轮以便其相对于用于民用时的分针自由转动。应该指出，这种释放动作不会影响齿条和管的小齿轮之间的啮合。第二机构还包括小弹簧，该小弹簧被安装在支撑件上并且被设置成推动齿条以便沿逆时针方向将小齿轮和管拉回。因此，当释放管时，小弹簧导致齿条枢转，因此使定位销背离指针的旋转轴线运动。由机芯控制的致动装置被设置成在定位销面向斜面的起始处定位的瞬时致动释放器件。因此，在管被释放的时刻，其沿逆时针方向转动直到定位销被斜面阻挡，此时定位销邻抵于该斜面。

因此，应该理解的是，在具有如上所述的运行时差装置的情况下，以两个阶段每24小时校正一次用于太阳时的分针的位置。在第一阶段，用于太阳时的分针沿逆时针方向转动直到其处于落后于太阳时的位置。之后，在第二阶段，用于太阳时的分针沿顺时针方向被带回到时差凸轮所确定的位置。这种装置具有一些不便。一方面，必须具有用于移回指针的第二机构显著地使得结构复杂化。另一方面，用于太阳时的分针的管在任意时刻具有相对于用于民用时的分针摩擦地旋转的能力。这种能力使得在碰撞情况下产生问题。实际上，即使是适度强度的碰撞也会足以改变用于民用时的指针和用于太阳时的指针之间的角度间隙。最终，小弹簧的力必须非常小以致不能使得管摩擦地旋转，同时其又必须足以在被释放时导致管转动。因此，所述设置涉及一些调节困难。

发明内容

因此，本发明的目标是弥补如上所述的现有技术的缺点，并且具体地是使用相同机构沿顺时针方向及沿逆时针方向校正运行时差。本发明通过提供根据所附权利要求1所述的包括运行时差装置的用于时计的机芯来实现这个目标。

根据本发明，框架被运动学地连接到时差凸轮。因此，框架的角位置代表民用时和太阳时之间的差异。此外，框架支撑时差杠杆并且这个杠杆返回抵靠于心轮的周边。因此，以本身公知的方式，杠杆施加在心轮上的力产生试图使得心轮朝向平衡角位置回转的力矩。因为时差杠杆被安装在框架上，所以平衡角位置关联于框架的角位置。因此平衡时心轮的位置代表民用时和太阳时之间的差异。

心轮被固定到管，该管被设置成支撑用于太阳时的分针。因此，只要没有力被施加在锁定器件的控制杠杆上，心轮就由管保持。当在给定瞬时在控制杠杆上施加压力时，这个压力导致管被释放并且之后管随着心轮自由转动。如上所示，之后朝向代表民用时和太阳时之间存在的差异的平衡位置驱动心轮和管。之后，只要锁定器件不再次闭合，心轮和管就保持在平衡位置。之后的某些时刻，控制杆上的压力停止，并且锁定器件再次锁定管。从该时刻开始，用于太阳时的分针和用于民用时的分针被保持在一起并且以每小时一周的速率一同转动。

还应该理解，当锁定器件锁定管时，一方面通过民用时和太阳时之间的时滞且另一方面通过在锁定器件已经锁定管的精确瞬时用于民用时的分针所占据的位置，确定了两个分针之间的角距离。因此，使用这种系统，用于民用时的分针在锁定瞬时必须占据非常精确的位置，以使得之后两个指针之间的角距离正确地对应于民用时和太阳时之间的时滞。因为用于民用时的分针被设置成准确地每小时一次地经过相同位置，所以必须在非常精确的时刻进行对于用于太阳时的分针和用于民用时的分针之间的角度间隙的周期性调节，并且每小时最多进行一次这样的调节。换言之，连续两次调节之间的时间段必须对应于整数个小时。

附图说明

仅借助于所提供的非限制性示例并且参考附图来阅读下述描述，将显而易见到本发明的其他特征和优点，附图中：

图1是本发明的用于复杂时计的机芯的运行时差装置的实施例的示意性平面图（从夹板侧观察）；

图2是图1的运行时差装置的部分立体图；

图3是示出图1和图2的运行时差装置的校正机构的致动装置的示意性部分平面图；

图4是示出图3的致动装置的示意性平面图（从表盘侧观察）；

图5是示出图3和图4的致动装置的部分放大平面图，其处于跳变前瞬时的构造；

图6是类似于图5并且示出跳变期间致动装置的构造的平面图；

图7是图3-6的致动装置的凸轮的示意性放大图，其处于跳变前瞬时的构造。

具体实施方式

本发明的时计机芯优选地包括万年历机构或者具有月日及月的显示的其他类型的日历机构。不过，应该注意到本发明不限制于包括日历的机芯。

本示例的时计机芯包括日历机构。不过，在下文中仅描述了运行时差机构，而没有整体上描述时计机芯。关于日历，仅需要明确的是，以已知方式实现对于月日的显示，即：借助于以每月一周的速率被驱动的31档轮组以及借助于具有1/12的齿轮比的齿轮系，其中31档轮组本身驱动时差凸轮101，该时差凸轮101被设置成一年完成完整的一周。以公知方式，在其圆周的每一点处，时差凸轮的半径表现出一年中给定日期时在民用时和真太阳时之间的差值。

首先参考图1，明显的是，运行时差装置还包括枢转杠杆103。这个杠杆承受弹簧（未示出）的回复作用，该弹簧试图使得形成杠杆的远端的轮廓描记件（profile tracer）104抵靠时差凸轮101的周边。枢转杠杆103旋转地固定于第一扇形齿轮105，该第一扇形齿轮105构成轮系的由时差凸轮101所致动的第一元件。除了第一扇形齿轮之外，轮系还包括齿轮111，该齿轮111被安装成与机芯的指针总成以及第一轮组107和第二轮组109同心地枢转，该第一轮组107由小齿轮和扇形齿轮形成，该第二轮组109也由小齿轮和扇形齿轮形成。第一和第二轮组被插在第一扇形齿轮和齿轮111之间。第一扇形齿轮105啮合于第一轮组107的小齿轮，第一轮组的扇形齿轮啮合于第二轮组109的小齿轮，并且最终第二轮组的扇形齿轮啮合于齿轮111。根据时差凸轮101的尺寸来选择轮系的齿轮比，使得最终由齿轮111的6°旋转来表示一分钟的时差变化。因此，将具体理解的是，轮111的角位置代表民用时和太阳时之间的差异。

现在参考图2，能够从图中看出机芯还包括轮组125，该轮组125具有支撑用于民用时的分针（未示出）的轴126。下文中轮组125将被称为“假分轮（false cannon-pinion）”。运行时差装置还包括管113，其在轴126上自由调节并且支撑用于太阳时的分针（未示出）。还能够看出，锁定夹钳121围绕管113。这个夹钳铰接在枢轴122上，该枢轴122固定在假分轮125的侧部（flanc）上的偏心位置。双重弹簧（double spring）120将锁定夹钳的钳爪压靠于管113的外侧。最后，T形小杠杆124在T形小杠杆的基底水平处在假分轮125的侧部上枢转。小杠杆124被设置成使得施加在T形小杠杆的杆的第一端126上的力导致另一端128在夹钳121的钳爪之间运动并且用作楔子以保持它们分开。将理解的是，当锁定夹钳121的钳爪闭合时，管113被固定到驱动其旋转的假分轮125。因此，只要没有力被施加在小控制杠杆124的端部126上，就不能修改用于太阳时的分针和用于民用时的分针所形成的角度。

运行时差装置还包括被驱动到管113上的心轮119和时差杠杆115，该时差杠杆115的端部被弹簧123返回推抵于心轮的周边。此外，能够从图1中看出，具有附图标记112的径向臂被紧固到齿轮111。图2中明显示出臂112首先径向延伸超出假分轮125的齿，之后向上弯曲，并且最终近似面向心轮119。臂112的端部形成小的偏心支撑件116，并且应该理解带有臂112的齿轮111的功能是旋转框架的功能。图2中还明显示出，小支撑件116同时用作弹簧123的锚定点和时差杠杆115的枢转点。最后，明显的是，时差杠杆115在其端部上承载滚柱117，并且这个滚柱被弹簧123压抵于心轮119的周边。以本质上已知的方式，滚柱117在心轮上施加的力包括切向分量，该切向分量试图使心轮沿其稳定平衡角位置的方向运动，或者换言之，沿滚柱位于心轮的凹口内时所处位置的方向运动。

运行时差装置还包括由机芯驱动的致动装置，这将在下文中被具体描述。

现在将描述形成本示例主题的运行时差装置的运转。如已经示出的，只要没有力被施加在控制杠杆124上，管113和心轮119就被固定到旋转驱动它们的假分轮125。如前所述，致动装置被设置成每3小时压抵于小杠杆124的端部126一次。因此致动装置使得锁定夹钳121的钳爪分开并且释放它们施加在管113上的压力。当被夹钳释放时，管被心轮驱动从而枢转，直到滚柱117落入心轮的凹口内。应该理解在这个精确时刻用于太阳时的分针所占据的位置取决于框架111的角位置并且因而取决于时差凸轮101的位置。稍后某些时刻，致动装置停止在控制杠杆124上按压并且夹钳121的钳爪再次闭合在管113上从而设定之后三个小时两个分针之间的角度。在此方面应该理解，在夹钳121再次闭合在管113上的瞬时，在两个分针之间的角度一方面由时差凸轮的位置确定，并且另一方面由用于民用时的分针在该瞬时所占据的位置确定。因此，对于本发明的运行时差装置的运转而言，在锁定器件再次闭合的瞬时用于民用时的分针所占据的位置是关键的。

现在将参考图3-7描述运行时差校正机构的致动装置。能够从图中看出，致动装置包括后轮（trailing wheel）205、指形件213（图3）、凸轮207（图4）、承载小型滚柱219的杠杆217（图5和图6）、被设置成回推杠杆的小型滚柱以抵靠凸轮的周边的弹簧（未示出）以及最后的翻斗件209，其中指形件213被自由地安装在后轮的轴上，凸轮207也被自由地安装在后轮的轴上不过相对于指形件在相对侧上。

在本示例中，机芯的走针机构（未示出）以每三小时一周的基本恒定速率来驱动后轮205。因此，后轮在下文中将被称为“三小时轮”。不过，应该理解，这个轮可以以不同速率被驱动。实际上，对于正确运转的装置而言，精确地实现每N小时一周就足够了，其中参数“N”能够是大于或等于1的任意整数。还应该理解，驱动后轮的运动链不必须经过走针机构。

能够从图7中看出，凸轮207的形状是双重不对称的。实际上，将其周边与其旋转中心间隔开的距离不是恒定的，还能够看出曲线的最高点（即最远离旋转中心的点）并不位于与曲线的原点（即最靠近旋转中心的点）相反的位置。因此，在曲线最高点结束的半径（给定附图标记u）和在曲线原点结束的半径（给定附图标记v）将曲线包围的区域划分为两个不等扇面。这些扇面中的最大扇面在下文中将被称为略斜扇面223，并且最小扇面将被称为陡斜扇面225。再次参考图3、图5和图6，能够看出三小时轮205的板具有穿过该三小时轮的长圆槽206，该长圆槽206限定一段圆弧，并且还能够看出凸轮207承载被设置成在该长圆槽内滑动的销215。长圆槽的存在允许凸轮相对于三小时轮在扇面内枢转，且其限度由长圆槽的两端限制。

在图5中，销215被示为搁置于抵靠长圆槽206的端部。在这种设置中，三小时轮205借助于销旋转地驱动凸轮207。不过，凸轮的旋转驱使小型滚柱219沿其周边滚动。此外，三小时轮的旋转方向使得小型滚柱在经过略斜扇面223时沿曲线背离旋转中心上升，并且在经过陡斜倾扇面225时被弹簧（未示出）压回从而朝旋转中心的方向下落。因此，当小型滚柱和杠杆217经过陡斜扇面时，弹簧在凸轮207的倾斜周边上施加的力导致凸轮沿与轮系的运动力相同的方向被驱动。因为凸轮相对于三小时轮可自由枢转，因此小型滚柱219从最高点的斜面快速下移到曲线的原点，从而导致凸轮和销215沿运行方向的突然枢转运动。小型滚柱在行进到曲线的原点（处于图6所示的位置）时停止下落。

销215的长度使得其端部延伸出长圆槽206以致其能够推动指形件213。在图5中，指形件213被示为抵靠于销。在这种设置中，凸轮207借助于销旋转地驱动指形件213。在三小时轮205的每次转动时，指形件遇到翻斗件209并且将其抬升。致动装置被设置成使得指形件近似在小型滚柱219开始沿凸轮的倾斜周边下移的瞬时处遇到翻斗件。因此，当被杠杆217推动时，指形件有力地枢转，抬升翻斗件209，并且抵靠翻斗件的凹面快速滑动直到指形件已经经过翻斗件的最大抬升点（如图6所示）。弹簧优选地将被设置成施加尽可能强的压力，以使得凸轮和指形件的枢转运动非常快速。

从图中能够再次看出，当翻斗件209被指形件213抬升时，翻斗件的背部以足够大的力被压抵于小控制杠杆124的端部126，以致导致锁定夹钳121的钳爪分开并且释放管113。为了分开锁定夹钳的钳爪，翻斗件必须使得双重弹簧120弯曲，并且应该理解，由于反作用，翻斗件本身之后被双重弹簧120压抵于指形件213。只要销215推动指形件并且还没有到达翻斗件的最大抬升点，则这种反作用力就没有影响。相反地，只要指形件经过翻斗件的最大抬升点（图6），翻斗件施加在指形件上的反作用力的切向分量就指向旋转方向。之后，因为指形件相对于凸轮和三小时轮可自由转动，因此翻斗件再次下落从而弹出指形件。因此突然中断了翻斗件作用在控制杠杆上的压力，从而允许锁定夹钳在非常精确的瞬时使管停顿。

本领域技术人员将意识到，如上所述的致动装置是所谓的“瞬时”类型的装置。实际上，致动器件压抵于杠杆124所持续的时间段不是由后轮的旋转速度确定的，而是由首先由杠杆217的强力复位弹簧所导致的且之后由双重弹簧120所导致的双重触发效果所确定的。不过，如上所述，致动装置还确定锁定器件释放管113的时刻以及它们将其再次锁定的时刻。因为后轮205转动一周准确地消耗三个小时，所以在锁定器件被致动的瞬时用于民用时的分针的位置总是是相同的。运行时差装置优选地被设置成使得，在锁定器件已经使管自由一段时间后再次锁定该管的瞬时，用于民用时的分针占据“12点”位置。应该注意到，选择“12点”位置或任意其他具体给定位置不意味着任何技术困难，这是因为在组装时两个分针和心轮119能够被推动到其轴上的任意角位置（附图标记113和126）。

还将理解的是，在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围内，本领域的技术人员将显而易见到能够对本说明书所涉及的实施例进行各种改型和/或改进。具体而言，致动装置不必要是瞬时的，而是可以是滞后型装置。在这种情况下，例如指形件213可以随后轮205一同转动。指形件的长度将被确定成使得指形件的轨迹在每次转动时与致动杠杆124的第一端126的轨迹相交。指形件的端部和杠杆124的端部的形状之后将有利地被设计成使得在已经恢复接触之后，指形件和杠杆在没有过渡的情况下立即分开。

Claims (9)

1.一种用于复杂时计的机芯，其被设置成旋转地驱动用于民用时的时针和分针，并且包括运行时差装置，该运行时差装置具有管（113），该管被安装成与所述用于民用时的分针和时针同心地旋转并且被设置成支撑用于太阳时的分针，其中所述时差装置包括时差凸轮（101）和校正机构，该时差凸轮由所述机芯以每年一周的速率旋转地驱动，该校正机构被设置成根据所述时差凸轮的角位置周期性地调节所述用于太阳时的分针相对于所述用于民用时的分针的角位移，其中所述校正机构包括：

锁定器件（120、121、124），其包括控制杠杆（124）并且被设置成互锁所述管（113）和所述用于民用时的分针，其中所述锁定器件被设置成当向所述控制杠杆施加力时释放所述管并且当停止施加所述力时再次锁定所述管；

致动装置（205、207、209、213），其由机芯驱动并且被设置成以与整数个小时对应的规则时间间隔向所述控制杠杆（124）周期性地施加力；

其特征在于，所述校正机构还包括：

被固定到所述管（113）的心轮（119）和被设置成与所述心轮配合的时差杠杆（115）；

运动链（103、104、105、107、109），其将所述时差凸轮（101）的轮廓关联于与指针的轴同心枢转的框架（111、112），其中所述时差杠杆（115）被安装成在所述框架上于偏心位置枢转，并且弹簧（123）也被设置在所述框架上以便使得所述时差杠杆的自由端抵靠所述心轮返回。

2.根据权利要求1所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述锁定器件（120、121、124）包括固定到所述用于民用时的分针的锁定夹钳（121），其中所述锁定夹钳一方面关联于被设置成导致所述夹钳围绕所述管（113）闭合以将所述管固定到所述用于民用时的分针的弹簧（120），并且另一方面关联于所述控制杠杆（124），其中所述控制杠杆被设置成当向所述控制杠杆施加力时导致所述夹钳打开。

3.根据权利要求1所述的用于复杂时计的机芯，特征在于在所述时差凸轮（101）和所述框架（111、112）之间的所述运动链（103、104、105、107、109）包括齿条（103、104、105）和齿轮系（107、109），该齿条的柄（104）被设置成与所述凸轮的轮廓配合，该齿轮系将所述齿条的扇形齿轮（105）连接到所述框架的整体装齿，其中所述装齿与指针的轴同心。

4.根据权利要求1所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述时差杠杆（115）在其端部包括滚柱（117），该滚柱抵靠于所述心轮（119）返回并且被设置成抵靠所述心轮的轮廓滚动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述致动装置（205、207、209、213）被由所述机芯以每N小时一周的速率驱动的后轮（205）致动，其中N是正整数。

6.根据权利要求5所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述致动装置（205、207、209、213）包括由所述后轮（205）驱动并且被设置成致动所述控制杠杆（124）的指形件（213）。

7.根据权利要求6所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述致动装置（205、207、209、213）包括由所述后轮（205）借助于被设置成在长圆槽（206）内滑动的销（215）驱动的凸轮（207）以及被弹簧返回压抵于所述凸轮的周边的小型滚柱（219），并且所述后轮借助于所述凸轮驱动所述指形件（213）。

8.根据权利要求6所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述指形件（213）借助于翻斗件（209）致动所述控制杠杆（124）。

9.根据权利要求5所述的用于复杂时计的机芯，特征在于所述后轮（205）由所述机芯的走针机构以每三小时一周的速率驱动。