CN104737081A

CN104737081A - 计时器

Info

Publication number: CN104737081A
Application number: CN201380053500.5A
Authority: CN
Inventors: S·佛赛; L·杜潘
Original assignee: Complitime SA
Current assignee: Complitime SA
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-10-14
Also published as: EP2906996B1; EP2906996A1; WO2014060346A1; US9268308B2; CH711316B1; CH707079A1; CN104737081B; CH707079B1; HUE038217T2; HK1213649A1; US20150277381A1

Abstract

本发明涉及一种计时器，所述计时器包括框架、至少一个驱动齿轮(2)和至少一个陀飞轮机构，所述陀飞轮机构包括：围绕第一轴线(A)可转动的第一保持架(4)，并且在所述第一保持架(4)上枢转安装有摆轮(6)以及擒纵齿轮机构，所述擒纵齿轮机构由擒纵轮和擒纵副齿轮构成；围绕第二轴线(B)可移动地转动的并且支撑所述第一保持架(4)的第二保持架(8)；以及围绕第三轴线(C)可移动地转动的第三保持架(10)，所述第三保持架(10)支撑所述第一保持架和所述第二保持架(4，8)并运动地驱动所述第一保持架和所述第二保持架(4，8)；所述第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中的两个轴线相互垂直，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中所余下的轴线与另外两个轴线中的一个(A，B，C)呈不等于0°和90°的角度。

Description

计时器

技术领域

本发明涉及一种机械计时器。其尤其涉及一种包括框架，至少一个驱动轮(例如运转轮系的轮)以及至少一个陀飞轮机构的计时器，其中陀飞轮机构包括：

能够围绕第一轴线转动的第一保持架，在该第一保持架上枢转地安装有摆轮和由擒纵轮和擒纵副齿轮(escapement pinion)构成的移动式擒纵机构；

能够围绕第二轴线转动的并且支撑所述第一保持架的第二保持架；

能够围绕第三轴线转动的第三保持架，所述第三保持架支撑所述第一保持架和第二保持架并且运动地驱动第一保持架和第二保持架。

背景技术

陀飞轮机构是为了矫正计时器摆轮走时偏差而设计的仪器。为此，陀飞轮机构包括枢转地安装在框架上的支撑件(例如在传统的陀飞轮情况下的保持架)，游丝(sprung)摆轮以及擒纵机构(该擒纵机构特别地包括具有齿轮(gear)和副齿轮(pinion)的擒纵轮)，框架通常是由梁和板构成的并枢转地安装在支撑件上的组件。支撑件包括运动地连接到计时器的运转轮系上的齿轮，该齿轮通常连接到第三轮，齿状轮，安装固定在框架上，且与擒纵副齿轮啮合。按照这种方式，每次摆轮处于接收来自擒纵机构的驱动脉冲的这一位置时，由第三轮施加在齿轮传动装置(gearing)上的转矩使支撑件略微转动，摆轮的脉冲由擒纵机构提供，擒纵机构的轮通过使擒纵机构的副齿轮与齿轮啮合而进行转动。通常轮和副齿轮的排布和数量如此设计以使得陀飞轮机构每分钟完成一次旋转。因此，当计时器垂直地放置时，摆轮的静止位置每分钟完成一次旋转，以此矫正了垂直位置上的走时偏差。然而，在水平位置和垂直位置之间的偏差仍然存在。

已经提出各种方案来弥补这个缺陷。

例如，申请EP1,574,916中记载的已知的三轴陀飞轮机构，包括保持架，保持架包括摆轮和根据轴线进行转动的擒纵机构，保持架安装在第二保持架中以便能够围绕另一个轴线进行转动，第二保持架又转而转动地安装在第三保持架中，第三保持架围绕相对于计时器的固定轴线进行转动，这三个轴线相互垂直。三轴陀飞轮由安装在计时器的板上的驱动齿轮驱动，驱动齿轮驱动固定到第三保持架的副齿轮并且引起保持架围绕其轴线进行转动，由此设置在转动时与固定在计时器的板上的表冠轮相啮合的副齿轮，副齿轮使保持架围绕其轴线进行转动，借助表冠轮和固定到第三保持架的第二副齿轮第二保持架将第一保持架设置成围绕其轴线进行转动，并且因此将来自驱动轮的能量传递给由擒纵副齿轮、擒纵轮和放置在第一保持架中的摆轮形成的整个机构上。

这种机构由于存在多个齿冠，特别是在表盘的一侧上存在多个齿冠，而具有体积庞大且不美观的缺陷。

另外已知的WO2005/071498中记载了具有三个相互垂直的轴线的三轴陀飞轮。该陀飞轮通过使用位于其外保持架的圆周上的装置进行径向地枢转。这种机构具有低的抗冲击特性，且因此非常脆弱。

在《第一个三轴陀飞轮》(《The first triple tourbillion》，Richard Good，F.B.H.I.，Horological Journal，April 1983，pages 15-19)中也记载了已知的三轴陀飞轮，所述陀飞轮包括三个相互垂直的轴。然而Richard Good构想的结构需要相对于机构的水平转动轴线的大悬臂梁，这导致了不可忽视的转动惯量。

解决这个问题的一个方案由Thomas Prescher在他的受专利CH696,450所启发的著作《三轴陀飞轮》(Triple Axis Tourbillion)中提出。这个方案由使用配重以抵消悬臂梁构成。然而，配重由保持架驱动，这导致产生了系统必须克服的额外转矩。

因此，已知的三轴陀飞轮机构具有不利的因素，且这些因素与陀飞轮所期望的特性相反，所期望的特性即为：具有尽可能轻的系统以便尽可能限制惯量，以及后者的良好可见性。

发明内容

本发明的一个目的在于通过提供一种包括具有能够减小系统的转动惯量的陀飞轮机构的计时器以弥补这些缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种包括有坚固耐用的陀飞轮机构的计时器，该计时器具有减小的体积以及改善了美观。

为此，根据本发明提供了一种计时器，包括框架、至少一个驱动轮(例如运转轮系的轮)和至少一个陀飞轮机构，所述陀飞轮机构包括：

能够围绕第一轴线转动的第一保持架，并且在所述第一保持架上安装有摆轮和由擒纵轮以及擒纵副齿轮构成的移动式擒纵机构；

能够围绕第三轴线转动的第三保持架，所述第三保持架支撑所述第一保持架和所述第二保持架并运动地驱动所述第一保持架和所述第二保持架。

根据本发明，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线中的两个轴线相互垂直，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线中所余下的轴线与所述第一轴线、第二轴线和第三轴线中的另两个轴线中的一个呈不等于0°和90°的角度。

这个结构使得减小陀飞轮机构的体积以及转动惯量成为可能。

附图说明

以下，提供示例并结合附图对实施例进行描述以便更好地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的陀飞轮机构的透视图；

图2为根据本发明的陀飞轮机构的剖视图；以及

图3为根据本发明的陀飞轮机构的透视图，其中去掉了外保持架。

具体实施方式

在本说明书中，术语“协作(cooperate)”是指两个元件之间的直接运动链接(direct kinematic link)；以及两个元件之间的间接运动链接，其中所述两个元件之间提供有中间轮(intermediate wheel)或中间部件。

参照图1至3，根据本发明，示出的陀飞轮机构(tourbillion mechanism)1安装在计时器的框架上。通常，框架是由梁(bridge)和板(plate)构成的组件，但是当然，框架也可包括用于计时器的机件(organ)的任意支撑元件。

驱动轮2(例如运转轮系的轮，比如第三轮)枢转地安装在框架上。

陀飞轮机构包括围绕第一轴线A可转动的第一保持架4，在第一保持架4上枢转地安装有摆轮6和包括擒纵轮与擒纵副齿轮(未示出)的移动式擒纵机构。这些元件以及第一保持架4的其它元件(锚定件，摆轮的其它驱动装置)对所属技术领域的技术人而言是已知的，这里不再赘述。

陀飞轮机构还包括围绕第二轴线B可转动的第二保持架8，第一保持架4围绕第一轴线A枢转地安装在第二保持架8上。

陀飞轮机构还包括围绕第三轴线C可转动地安装在框架上的第三保持架10，所述第三保持架10支撑第一保持架和第二保持架4和8，并且运动地驱动第一保持架4和第二保持架8。第三保持架10在中心枢接而不是在其外围枢接，这一方面能够减小系统的体积，另一方面能够减小将被施加到系统以导致系统转动的转矩。

根据本发明，第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中的两个轴线相互垂直，第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中所余下的轴线与第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中的另两个轴线中的一个呈不等于0°和90°的角度。

第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中所余下的轴线与第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中的另两个轴线中的一个优选地呈1°至89°范围内的角度，优选地呈46°至89°范围内的角度，更加优选地呈60°至85°范围内的角度。

有利地，第二保持架8的第二轴线B垂直于第三保持架10的第三轴线C，第一保持架4的第一轴线A与第二保持架的第二轴线B呈1°至89°范围内的角度，优选地呈46°至89°范围内的角度，更加优选地呈60°至85°范围内的角度。

更特别地，第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中所余下的轴线(更具体地是轴线A)与第一轴线A、第二轴线B和第三轴线C中的另两个轴线中的一个(更具体地是轴线B)呈1°至89°范围内的角度，优选地呈5°至85°范围内的角度，优选地呈10°至80°范围内的角度，优选地呈30°至80°范围内的角度，更加优选地呈46°至80°范围内的角度，仍然更加优选地呈60°至80°范围内的角度。

根据一个替代实施例，摆轮6围绕第四轴线D枢转地安装，摆轮6的所述第四轴线D与第一保持架4的第一轴线A呈等于为0°的角度。

根据另一替代实施例，摆轮6围绕第四轴线D枢转地安装，摆轮6的所述第四轴D与第一保持架4的第一轴线A呈不等于0°的角度。

有利地，第一固定轮12安装固定在第二保持架8上，所述第一固定轮12与安装在第一保持架4中的擒纵副齿轮协作。

第一保持架4包括沿第一轴线A延伸的第一心轴14，所述第一心轴14枢转地安装在第二保持架8上并且与第一保持架4的第一驱动轮16固定在一起。进一步地，第二固定轮18安装固定在第三保持架10上，第一保持架4的所述第一驱动轮16与第二固定轮18协作，这个协作可以是直接的或间接地。

如果协作是间接地，至少有一个中间轮系(intermediate gear train)20枢转地安装在第二保持架8上，所述中间轮系20运动地将第二固定轮18连接到第一保持架4的第一驱动轮16上。这样，第二固定轮18和中间轮系20构成了锥形齿轮传动装置(conical gearing)。

如图2所示，中间轮系20的转动轴线E可以平行于摆轮6的轴线D。在另一替代实施例中，中间轮系20的转动轴线D相对于摆轮6的所述轴线D可以是倾斜的。

第二保持架8包括沿第二轴线B延伸的第二心轴22，所述第二心轴22枢转地安装在第三保持架10上并且被固定到第二保持架8的第二驱动轮24上。进一步地，第三固定轮26安装固定在框架上，第二保持架8的所述第二驱动轮24与所述第三固定轮26协作。这样，第二保持架8的第二驱动轮24和第三固定轮26构成了锥形齿轮传动装置。当然，根据机构的配置，显然也可以使用其它类型的非锥形齿轮传动装置。

最后，第三保持架10包括沿第三轴线C延伸的第三心轴28，所述第三心轴28枢转地安装在框架上并被固定到与运转轮系的驱动轮2协作的第三保持架10的第三驱动轮30上。

当然，在另一个未示出的替代实施例中，第三保持架可枢转地安装在悬臂梁(cantilever)中，即，其心轴28例如借助于滚珠轴承可枢转地安装在框架的单侧(典型地为下侧)上。在这里所示的替代实施例中，心轴28通过其两端枢转地安装在框架上。

在这里所示的替代实施例中，第三保持架10包括在第三固定轮26上方周转的中心部件10a，和下部件10b，其中下部件10b被布置成使得位于所述下部件10b的端部的第三驱动轮30与运转轮系的驱动轮2相协作。当然，也可以构思相反的配置，其中第三固定轮26的齿可朝着下部件10b的方向，然后中心部件在所述第三固定轮26的下方进行周转。第三保持架10还包括上部件10c，在这里所示的替代实施例中，上部件10c有利地具有固定到中心部件10a的拱架(arch)的形式。拱架是薄的，但是足够的坚硬使得在受到震动期间可维持系统，拱架可使放置在第三保持架10内的第一保持架4和第二保持架8是可见的。第三固定轮26的尺寸如此设置使得第三保持架10的下部件10b，以及第二保持架8和由第二保持架8支撑的元件能够在所述第三固定轮26内进行枢转和周转(circulate)。

根据替代的实施例，第三保持架10的轴线C可相对于运转轮系的一个轮(特别是驱动轮2)的转动轴线平行或倾斜。

当然，运转轮系的驱动轮的转动轴线还可以是垂直于或不垂直于框架，然后相应地安置陀飞轮机构。

当进行运动时，以转动运动的方式驱动运转轮系的驱动轮2以便通过与第三保持架10的第三驱动轮26的啮合而使第一保持架4受到驱动转矩。

事实上，当轮2转动时，借助于第三驱动轮30可以驱动第三保持架10随轮2一起转动。

在这个运动期间，由第三保持架10支撑的第二保持架8的第二驱动轮24能够与第三固定轮26啮合以使第二保持架8转动。

在这个运动期间，由第二保持架8支撑的中间轮系20能够与固定在第三保持架10的第二固定轮18啮合，以便使第一保持架4的第一驱动轮16转动，并因此使第一保持架4转动。

然而，因为擒纵副齿轮与第一固定轮12的齿接合，所以根据传统的擒纵机构的操作，当擒纵机构向摆轮提供驱动脉冲时，驱动转矩只能使第一保持架4产生运动。

根据本发明的结构使得能够制造相对于轴线B的转动惯量减小的陀飞轮机构。事实上，第一保持架4的轴线与第二保持架8的轴线之间所形成的角度不等于90°导致了使得系统朝向陀飞轮机构的重心。考虑本发明的机构的配置，可以看到系统的下部具有更多的重量并且通过使其倾斜(即，通过使轴线A与轴线B之间形成不等于0°和90°的角度)，可以减少相对于轴线B的转动惯量。事实上，在与本发明的计时器类似但其中轴线A和轴线B是垂直的计时器中，相对于轴线B的转动惯量是14.95g.mm²。在根据本发明的计时器中，其中轴线A与轴线B之间呈70°的角度，相对于轴线B的转动惯量是14.25g.mm²，即，相对于轴线B的转动惯量减少了4.68％。这旨在减少对第二保持架8进行转动的阻力，并由此相对于已知的系统(其中轴线都是相互垂直的)更为有利于本系统的操作。与保持架8的转动轴线B垂直于保持架4的轴线A这一情形相比，保持架8围绕其轴线B进行转动更为容易。进一步地，可以使用比现有技术中使用的配重的尺寸小得多的配重，或者甚至可以除去这种配重。

特别是由于中间轮系20的角度E相对于第三保持架10的轴线C倾斜，根据本发明的结构还使得可以制造体积减小的陀飞轮机构。事实上，如果轴线D相对于轴线C是倾斜的，则第二固定轮18的直径可以减小。进一步地，通过使摆轮6的轴线D相对于第一保持架4的轴线A倾斜，通过找到摆轮的尺寸和摆轮与保持架之间的距离这两者的合适折衷，可以进一步减小第一保持架4的尺寸并且由此使整个系统更加的紧凑。

根据本发明的陀飞轮机构是坚固耐用的并且还具有很好的抗冲击性。

当然，本发明并不限于描述的实施例。特别地，可以改变保持架的形状以及擒纵机构的类型，例如棘爪型擒纵机构(detent escapement)。

Claims

1.一种计时器，包括框架、至少一个驱动轮(2)和至少一个陀飞轮机构，所述陀飞轮机构包括：

能够围绕第一轴线(A)转动的第一保持架(4)，并且在所述第一保持架(4)上安装有摆轮(6)和由擒纵轮和擒纵副齿轮构成的移动式擒纵机构；

能够围绕第二轴线(B)转动的并且支撑所述第一保持架(4)的第二保持架(8)；

能够围绕第三轴线(C)转动的第三保持架(10)，所述第三保持架(10)支撑所述第一保持架和所述第二保持架(4，8)并运动地驱动所述第一保持架和所述第二保持架；

其特征在于，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中的两个轴线相互垂直，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中所余下的轴线与第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中另外两个轴线中的一个呈不等于0°和90°的角度。

2.根据权利要求1所述的计时器，其特征在于，所述第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中所余下的轴线与第一轴线、第二轴线和第三轴线(A，B，C)中另外两个轴线中的一个呈1°至89°范围内的角度，优选地呈46°至89°范围内的角度，更加优选地呈60°至85°范围内的角度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，所述第二保持架(8)的所述第二轴线(B)垂直于所述第三保持架(10)的所述第三轴线(C)，并且所述第一保持架(4)的所述第一轴线(A)与所述第二保持架(8)的所述第二轴线(B)呈1°至89°范围内的角度，优选地呈46°至89°范围内的角度，更加优选地呈60°至85°范围内的角度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，所述摆轮(6)围绕第四轴线(D)枢转地安装，所述摆轮(6)的所述第四轴线(D)与所述第一保持架(4)的所述第一轴线(A)呈0°的角度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的计时器，其特征在于，所述摆轮(6)围绕第四轴线(D)枢转地安装，所述摆轮(6)的所述第四轴线(D)与所述第一保持架(4)的所述第一轴线(A)呈不等于0°的角度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，第一固定轮(12)安装固定在所述第二保持架(8)上，所述第一固定轮(12)与所述擒纵副齿轮协作。

7.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，所述第一保持架(4)包括沿所述第一轴线(A)延伸的第一心轴(14)，所述第一心轴(14)枢转地安装在所述第二保持架(8)上并且与所述第一保持架(4)的第一驱动轮(16)固定在一起，且第二固定轮(18)安装固定在所述第三保持架(10)上，所述第一保持架(4)的所述第一驱动轮(16)与所述第二固定轮(18)协作。

8.根据前一项权利要求所述的计时器，其特征在于，中间轮系(20)枢转地安装在所述第二保持架(8)上，所述中间轮系(20)运动地将所述第二固定轮(18)连接至所述第一保持架(4)的所述第一驱动轮(16)上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，所述第二保持架(8)包括沿所述第二轴线(B)延伸的第二心轴(22)，所述第二心轴(22)枢转地安装在所述第三保持架(10)上并固定至所述第二保持架(8)的第二驱动轮(24)上，且第三固定轮(26)安装固定在所述框架上，所述第二保持架(8)的所述第二驱动轮(24)与所述第三固定轮(26)协作。

10.根据前述权利要求中任一项所述的计时器，其特征在于，所述第三保持架(10)包括沿所述第三轴线(C)延伸的第三心轴(28)，所述第三心轴(28)枢转地安装在所述框架上并固定至与所述驱动轮(2)协作的所述第三保持架(10)的第三驱动轮(30)上。