CN1029430C - 钟表专用齿轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于钟表的齿轮机构。齿轮机构不仅可将其走轮之一向原始位置退回，而且可携带第二走轮，使机构可以减薄，减少执行这两种功能需要的部件的数目。机构有第一及第二走轮，第一走轮构成安装在一个轴上的齿轮，该轴上还安装一个桃形凸轮，凸轮尖部起第二走轮的齿轮啮合装置作用，凸轮利用一个回零杠杆将该第一走轮退回原位。本发明在钟表方面特别有利用价值。

Description

本发明与特别适合钟表使用的齿轮机构有关。

桃形凸轮常用于钟表制造，尤其用于计时器中，因此称为“计时桃”。桃形安装在计时器的计数器的走轮上，使这计数器的指针可在运作开始后，且在计时器停止时，复位到零。

这种结构的一例，在美国专利US-A-3，901，020号中可见。在该案中，秒计数器的桃轮安装在装计时器轮及驱动件的轴上，这些构件在这轴上上下叠放。

图1至4示先有技术中之桃形凸轮结构及其运作方法。

因此从图1可见，桃轮1的形状为有尖部2，和两个相对的边侧圆表面3及4，称为肩部。这桃轮有一个孔5，大致在两肩部3及4之间，其轴线与突轮的总平面垂直，使这桃轮可安装在计数器轮7的轴6上，例如安装在计时器秒计数器或分计数器的轴上。从图2可见，肩3及4也可略带尖形。

图3a至3d为计时计数器典型回零机构的连续阶段的俯视，有一个这种桃形凸轮作辅助。回零机构由一个回零杠杆8运作，回零杠杆的一端有一个倾斜面9，另一端绕一个固定轴10旋转。图中简示的计数器指针固定在计数器轮7的轴6上，用标图号11标志。

计时器运转时，回零杠杆8与计数器轮7有一个间距，如图3a所示，因此这轮可顺时针旋转，并带随着指针11。当用文中未述的装置将计时器停止时，轮7停止，指针11指示从计时器运轮开始后逝去的时间，假定轮7为计时器中唯一的计数器，该未述的装置可以是例如 上述专利说明书所述的。应注意计时器一般设有三个计数器（计时，计分，计秒），都设有与上述相似的桃形轮。

由于图3a中未示的机构的运转，可将回零杠杆8按箭头F的方向旋转，直到倾斜面9与桃轮1的边缘接触。这样使机构的构形如图3b所示。回零杠杆与回零按钮连接，可在按钮上加力，将力向桃轮1传递，由于桃轮1与轴6偏心安装，故可自由旋转（图3c），直到倾斜面9与两肩3及4接触（见图3d）。在这姿态下，指针11恢复其原始位置或基准位置。

在这情况下，桃轮1的唯一功能是将计数器轮7恢复零位。除如上文已述以外，还需将除作为例如第二计数器的计数器轮7外的另一轮驱动，例如将分计数器轮驱动。

图4示先有领域的技术，可将一个秒计数器轮驱动。为此，在桃轮1上方，放置一个驱动件12，伸到凸轮周缘以外，使之可与一个中间轮13啮合，中间轮又和秒计数器轮14啮合，秒计数器轮本身设桃轮15。当将计时器起动时，回零杠杆8不与桃轮1接触，于是可通过驱动装置12作中介，将轮13及14驱动。因此当轮7旋转一周时，驱动件12使轮13及14前进一步。

当将计时器恢复零位时，将轮13在轴向上推出驱动件12的平面（上方位置用虚线表示）。于是回零杠杆8将轮7的秒计数器恢复零位;如上文所述。

在早先的设备中，如在上述专利中，将驱动件12放在桃轮平面以外，以便与轮13啮合，而不干扰回零杠杆8的动作。事实上，假如将这驱动件12直接放在计数器的轮7的上表面上，与桃轮1处同一平面，那么在回零时，在某些情况下，便有可能进入回零杠杆动作的轨迹，可能阻挡回零杠杆。

无论如何，这种设备的由桃轮1，计数器轮7及驱动件12形成的 集体的高度增大。在任何情况下，最好一方面能维持回零功能，另方面能对其他计数器作推动，以减小执行这些功能的元件占据的高度。

上文对先有领域的讨论，适用于钟表使用的齿轮机构，诸如用于计时器。然而本发明不限于这应用范围。相反，还可有利地用于其他用途，如凡有需要将一组可移动的旋转元件恢复原位时。因此，举例而言，可用于其他的计数机构。

因此本发明与有第一旋转轮及第二旋转轮的齿轮机构有关，该第一轮用一个驱动力推动，从原始位置达到最终位置，该第一轮为齿轮，可在上面加该驱动力，该齿轮安装在一个轴上，一个凸轮与该齿轮形成一体，随之旋转，齿轮装置用于与该第二轮啮合，与该第二轮有预定的减速比，该齿轮机构还有装置与该凸轮配合，将该第一轮退回原位。

在本发明中，这些齿轮装置用于与形成该凸轮一部分构形的第二轮啮合。

本发明涉及一种齿轮机构，包括：

一第一旋转轮，它绕第一旋转轴转动;

一第二旋转轮，它绕第二旋转轴转动;

一个凸轮可转动地安装在所述第一旋转轮上，该凸轮基本上是平面形的，并具有桃形外形，和

装置，它与凸轮共同作用使第一旋转轮返回其起始位置，所述凸轮相对第一旋转轴方向具有特殊外形，通过该外形，凸轮可使所述第一旋转轮返回其起始位置，它也可与第二旋转轮旋转啮合而使得第二旋转轮相对于第一旋转轮有一预定转速比而转动。

由于发明的这些特点，及其特定形状的结果，桃轮可执行两种功能，既不仅有传统的回零功能，而且有推动齿轮系中其他构件的功能。因此机构的结构简化，在于减少取得相同效果需要的部件的数目，并 且由于可免除凸轮平面以外的驱动件，故可将厚度减小。这后一特点使本发明用于计时器机构时特别有利，因为尽量减小设备厚度是一个长期的目标。

现通过举例就本发明的一个实施例并通过对照附图的一个无制约性的举例作进一步的叙述，附图如下：

图1及2示说明先有技术及两实施例中桃形凸轮外形的俯视，

图3a至3d示在典型设备中通过桃形凸轮将一个计数器轮回零的两个连续步骤，

图4示先有技术的计时器中齿轮机构一部分的剖视，

图5为本发明凸轮与齿轮机构中其他轮啮合的俯视，

图6示先有技术凸轮与本发明凸轮外形的比较，

图7为齿轮机构一部分与本发明凸轮沿图5中Ⅶ-Ⅶ线的剖视，

图8及9示回零杠杆在本发明凸轮上作用的各种机理，

图10为本发明第二实施例的桃形凸轮尖部的细节。

图7表示应用于计时器机构的本发明齿轮机构。在这情况下，将齿轮机构安装在板20与桥形件22之间。这机构有第一旋转轮24，在这例中构成秒针，有一个第一旋转轴轴26安装在固定于桥形件22上的管28中作旋转。一个齿轮30安装在第一旋转轴26上，可用钟表驱动机构（未示）的驱动力驱动，从而将第一轮24驱动。于是将第一旋转轮从原始位置向最终位置推送。一个凸轮32为桃形，与走轮30为一体，随之旋转。机构还有一个第二旋转轮34，下文中将作解说，按预定的减速比与第一旋转轮24偶接。齿轮机构还有装置36与该凸轮32配合，将第一旋转轮24退回原位。在这特定情况中，这些装置36有一个回零杠杆，在图7未示的位置，铰接到板20上。

图6示传统桃轮1与本发明桃轮32的差异，传统桃轮对称，用虚线表示，本发明桃轮不对称。桃轮32有尖部38和两个肩部40及42。本 发明的桃轮形状不对称，有左半侧44G及右半侧44D，右半侧的弧形与左半侧44G不同。并且还可注意到尖端38与传统桃轮的尖端的形状不同，因为在左边有一条直线边缘46，右侧有一个凹形48。

应注意用语“左”、“右”指的是图6，其中的凸轮32在上述驱动力作用下按时针方向旋转。于是在第一走轮24移动、凹边缘48在一个前方的位置上时，直边46朝向后方。

如图5所示，桃轮32的尖部38与第二旋转轮34的齿啮合，第二旋转轮在这里是一个中间轮。也就是尖部38形成凸轮32的形状的一部分，用作啮合装置，将第二旋转轮34推进。

图7示第二旋转轮，可以轴向移动，在托板50的作用下离开凸轮32的平面，当回零杠杆36在凸轮32上作用时，托板50可以升高。在本发明的实施例中，第二旋转轮34又与第三旋转轮52啮合，第三旋转轮52有轴54，上面固定走轮56与凸轮58。对本发明这些特点的详细叙述，从本申请人的瑞士专利申请第01261/90-7号的说明书中可见。

当将上述机构用于计时器时，举例而言，第一旋转轮24可为秒计数器，而第三旋转轮52可为分计数器。因此两计数器的减速比为60∶1。

现对机构的运转照图5及7进行叙述。

当将驱动力加在走轮30上时，轮30按时针方向（箭头F）旋转，推动指针59（仅图5中可见），指针59与轴26连接。走轮30于是还推动第二旋转轮34旋转。

为便于解说，将第二旋转轮34的齿60中的两个标号为60a及60b。第一旋转轮24每旋转一周，尖部38的前缘48与第二旋转轮34的一个齿60接触，例如图5所示，即齿60a。于是桃轮32的尖部38在（时钟的）逆时针方向上前进半步，达到（虚线所示的）齿60a与60b原始位置之间的位置上。

当第二旋转轮34移动时，第三旋转轮52也旋转，轮56在箭头F方 向上移动半步。此外，这轮56由一个跳杆57定位，跳杆57仅在其端部处于该齿轮56的两齿之间时，才处于稳定状态。当这跳杆57在不稳定状态时，使走轮56在箭头F′的方向上再进半步，以恢复其稳定状态。于是走轮56的旋转又将旋转轮34移动半步。于是齿60a占据齿60b的原始位置。

易言之，可将第一旋转轮24的每一转周，视为涉及将第二旋转轮34旋转两个半步，第一个半步的移动由桃轮32实现，第二个半步的移动通过跳杆57进行。这里应注意凸轮32的尖部38，与齿60的端部精确适应，从而保证齿轮的良好啮合。

旋转轮达到最终位置时（用于计时器时即计量的时间终了时），上述的动作停止，由于指针59指示第一旋转轮24的位置，便可能得到从机构起动开始读数到终点时的时间。

于是可如上文对照图3a至3b的所述，利用回零杠杆36的作用，将第一旋转轮24恢复原位。这里应注意到，可通过顺时针方向以及逆时针方向的旋转，将第一旋转轮24退回原始位置。

图8示在特殊情况下，当回零杠杆36，尤其其尖部62与桃轮32尖部38的凹边48接触时，退回零位的状态。

如假设F₁表示回零杠杆36施加的与凹缘48的表面垂直的力，d₁表示旋转轮24的旋转轴线64与垂直线F₁的距离，于是回零杠杆36在桃轮32上施加的力矩等于F₁×d₁。与此相似，如设F₂表示回零杠杆36施加的与传统桃轮1（如虚线所示）尖部边缘垂直的力，d₂表示轴线64与垂直线F₂的距离，则可见力矩M₂等于F₂×d₂，且M₂小于M₁。

因此桃轮32的尖部38的特殊形状，可改善走轮的恢复原位。可以看出走轮按逆时针方向旋转（即按箭头F″的方向）。

图9示一特定情况，即回零杠杆36与桃轮32的尖部38接触。在这情况下，力矩M₁仅稍大于M₂，但仍对恢复原位有些微小的改善。可见 在这情况下旋转轮24被按时针方向（方向F′）驱动。

在本发明的另一实施例中，桃轮20B的尖部22可有两个凹表面48（见图10）。

Claims (10)

1、一种齿轮机构，包括：

一第一旋转轮(24)，它绕第一旋转轴(26)转动；

一第二旋转轮(34)，它绕第二旋转轴转动；

一个凸轮(32)可转动地安装在所述第一旋转轮上，该凸轮基本上是平面形的，并具有桃形外形，和

装置(36)，它与凸轮(32)共同作用使第一旋转轮返回其起始位置，所述齿轮机构的特征在于，所述凸轮(32)相对第一旋转轴方向具有特殊外形，通过该外形，凸轮可使所述第一旋转轮返回其起始位置，它也可与第二旋转轮旋转啮合而使得第二旋转轮相对于第一旋转轮有一预定转速比而转动。

2、如权利要求1之齿轮机构，其特征在于，所述凸轮（32）包括尖部（38），凸轮的外形这样构成，它可使第一旋转轮（24）不论其处于何种位置都可返回到其起始位置。

3、如权利要求2之齿轮机构，其特征为该凸轮的该尖部至少有一个凹边缘。

4、如权利要求3之齿轮机构，其特征在于，凹缘（48）位于尖部（38）的一侧上，该侧为第一旋转轮在驱动力作用下的转动方向的前侧。

5、如权利要求4之齿轮机构，其特征为该尖部有一个凹缘，和在该第一旋转轮在该驱动力作用下实现的转动方向后侧上的直边。

6、如权利要求1之齿轮机构，其特征为该第二旋转轮（34），按可在该凸轮平面以外轴向活动的方式安装，从而在该第一旋转轮退回其原始位置上时，使第二旋转轮可与凸轮分离。

7、如权利要求1之齿轮机构，其特征为有一个位置指示器，与该第一旋转轮为一体，可随之旋转。

8、如权利要求7之齿轮机构，其特征为该指示器装置为一指针。

9、如权利要求1之轮轮机构，其特征为与该凸轮配合、将该第一旋转轮退回到其原始位置的该装置为一个回零杠杆。

10、一种钟表机构，特别如计时器，有至少一个前述权利要求中任何一项之齿轮机构。

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