CN104865810B - 能够指示世界上任何地方的日出或日落的钟表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够指示世界上任何地方的日出或日落的钟表，该钟表包括考虑季节变化的日出和日落指示装置(17、23)，所述装置包括复制地球仪的球体(17)以及与该球体同心布置的壳体(23)，所述壳体布置成通过指示地球的明暗界线的位置而将地球仪的黑夜部分与另外的白昼部分划分开。所述球体布置成由机芯驱动以便绕平行于表盘(1)平面定向的第一旋转轴线(X‑X)以每24小时一转的速率旋转，并且所述壳体安装成绕垂直于所述表盘平面的第二轴线(Y‑Y)枢转。所述日出和日落指示装置还包括年凸轮(35)，该凸轮布置成通过机芯以每年一转的速率驱动旋转，所述凸轮具有表示太阳相对于赤道平面倾斜的轮廓。

Description

能够指示世界上任何地方的日出或日落的钟表

技术领域

本发明涉及一种钟表，该钟表包括表盘、钟表机芯和考虑季节变化指示日出和日落的装置，所述装置包括复制/仿制地球仪的球体和与所述球体同心布置的壳体，所述壳体布置成通过指示地球的明暗界线的位置而将地球仪的黑夜部分与另外的白昼部分划分开，所述球体布置成由机芯驱动以便绕对应于地球仪的极轴线的第一旋转轴线(X-X)以每24小时一转的速率旋转，并且所述壳体安装成绕垂直于第一旋转轴线(X-X)且大致在地球仪的中心处与第一旋转轴线相交的第二轴线(Y-Y)枢转。

背景技术

白昼的持续时间为每天日出时太阳的上边缘在东方出现在地平线以上的时刻至日落时该上边缘在西方消失在地平线以下的时刻之间的时间。不论何时，地球表面总是存在被太阳照亮的一半和黑暗的另一半。地球的明暗界线为被照亮的地球部分和黑暗的地球部分之间的分界线。根据几何学来说，地球的明暗界线为环绕地球仪的一个大圆。该大圆在垂直于地球绕太阳的轨道平面(称为黄道面)的平面内延伸。还可注意到，地球的中心处在这两个平面的相交线上。

一般来说，白昼的持续时间在全年中是变化的且取决于纬度。所述变化是由于地球绕自身旋转的轴线相对于黄道面的倾斜所导致。按照定义该倾斜对应于热带地区的纬度，即±23°27′。如普遍已知的，白昼的持续时间在北半球冬至时最短，而在南半球夏至时最短。在昼夜平分点，地球上的任何地方的白昼和黑夜的持续时间是相等的。

已经存在对应于以上前序部分所给出的定义的已知的钟表。在德国实用新型DE7014354(U)的图3中特别公开了一种台钟，该台钟包括一球体，该球体复制地球仪并且安装在竖轴上以在箱式支承件的上方旋转。该支承件的上表面具有与球体的轴同心地布置的环形表盘且具有24小时时圈。提供容纳在支承件内部的钟表机芯以使地球仪在表盘上方以每24小时一转的速率旋转。已知的台钟还包括半球形壳体，该半球形壳体略大于地球仪并且相对于地球仪同心地安装以便包围该地球仪且仅显示地球仪的一半。半球形壳体布置成使得能够在地球仪上区分出被太阳照亮的一半球体和黑暗的另一半球体。半球形壳体同时在地球的两侧上铰接在两个竖竖向柱体上。因此，该半球形壳体可绕与竖直轴相交的水平轴枢转，该竖直轴在其中心处承载该球体。所述壳体还安装有齿条，该齿条布置成与形成一机构的一部分的小齿轮协作，所述机构设置用于控制壳体的倾斜角，使得该倾斜角一年在一个方向上而下一年在另一个方向上覆盖在-23.5°和+23.5°之间的整个数值范围，以复制太阳在赤道上方的倾斜随季节的变化效应。

虽然对于台钟而言是令人满意的，但在前述的现有技术文献中所述的构造不是非常适用于人佩戴的手表。事实上，复制地球仪的球体必须足够大以便使其更容易地至少近似地辨认出世界上的任何位置。然而，表盘和表镜之间的有限的空间意味着所用的球体必须具有小的尺寸。为降低球体所需的高度，当然可以在表盘中设置一个凹槽形式的孔口以容纳该球体。然而，这种类型的配置限制了可视性，因为此时仅放置在上方的半球是可见的(理论上，该半球可以是南半球和北半球。然而，在通常情况下，向上定向的是北极)。一种解决方案是提出两种不同的手表：一种供生活在南半球的人们使用，而另一种供生活在北半球的人们使用。然而，将会给从一个半球到另一个半球的旅行者带来一个问题。

发明内容

本发明的一个目的是克服上面所述的现有技术的缺陷。通过提供根据所附权利要求1所述的钟表能实现此目的。

根据本发明，地球仪在其一侧定位(穿过两极的线平行于表盘平面)。该配置的一个优点是，几乎可看见球体的整个表面，即使该球体容纳在凹槽中且大部分位于表盘水平面以下。事实上，当地球仪被驱动旋转时，不同区域连续经过表盘上方。此外，根据本发明，所述球体可在两极处由两个枢轴保持，这使得该构造更加坚固。不能否认的是，采用这种配置，可能部分地遮住两极的区域。然而，由于两极对应地球上居民最少的纬度，这带来的麻烦较小。

再次根据本发明，提供用于划分黑夜和白昼的壳体绕垂直于表盘的旋转轴线枢转。该配置的一个优点是，地球的明暗界线相对于所述球体而居中地定位。白昼和黑夜的分界线因而获得最优的可见性。根据本发明的在其一侧定位的球体和绕竖向枢转的壳体的组合的另一个值得注意的效果是，地球的明暗界线在表盘上方可见的部分指示太阳升起的地方或太阳落下的地方。由于此特征，可以提供指示太阳升起地方的钟表或指示太阳落下地方的钟表。

附图说明

通过参照附图阅读仅以非限制性示例的方式给出的以下说明，本发明的其它特征和优点将显而易见，其中：

-图1为根据本发明的特定实施例的腕表的平面俯视图。

-图2为图1的手表的示意性截面图。

-图3A为示出其上安装有根据本发明的指示日出和日落的装置的主机板的示意性平面仰视图，壳体显示处于在6月21日(北半球为夏至)这天所占的位置处。

-图3B为类似于图3A的示意图，但所述壳体显示处于在12月21(北半球为冬至)这天所占的位置处。

-图4为更加详细地示出日出或日落指示装置的一部分的局部透视图。

-图5A和5B为图3A的主机板的两个透视图，分别示出日出和日落指示装置的底部和顶部。

-图6A和6B为根据本发明的第二实施例的日出和日落指示装置的分别从侧面和上方观察到的示意性局部截面图。

-图7A和7B为根据本发明的第三实施例的日出和日落指示装置的分别从侧面和上方观察到的示意性局部截面图。

-图8A和8B为根据本发明的第四实施例的日出和日落指示装置的分别从侧面和上方观察到的示意性部分截面图。

具体实施方式

图1和2所示的手表尤其包括整体用总附图标记1标示的主表盘。该主表盘承载有三个小表盘(附图标记7、9和15)以给手表使用者提供多种信息。首先是由分针3和时针5指示的时间，所述分针和时针布置成以常规方式相对于第一小表盘7旋转。所示出的手表还包括其采用两个另外的小表盘9、15进行显示的日历。这里将不会详细描述该日历，因为它并非本发明的主题。简单地说，日历显示(从1至31)(或日期)通过小指针11提供，该小指针11布置成在小表盘9上方旋转，并且另一个小指针13布置成与第三小表盘15协作提供对一年中的月份的指示。

根据本发明，作为本示例的主题的手表还包括考虑季节变化指示地球上的不同位置处的日出和日落的装置。在这方面，图1和2的手表还包括代表地球仪的球体17。可看出的是，球体17安装在一贯穿的心轴19上，该心轴与地球仪的极轴线X-X同心地布置。心轴19平行于表盘的平面而定向，并且它的两端接合在由框架承载的两个轴承(未标示出)中，以便允许该球体绕极轴线X-X旋转。在所示的示例中，该球体容纳在布置于表盘中的12点钟位置处的圆形凹槽21中。还可看出的是，球体的极轴线X-X叠置在手表的12点-6点轴线上。以一种常规的方式，球体的北极向上定向(沿12点钟方向)。

根据本发明，指示地球上的不同位置处的日出和日落的装置还包括壳体23，该壳体与球体17同心地布置且布置成使得能够区分地球仪上的黑夜部分和地球仪上的白昼部分。在所示实施例中，壳体23具有大体中空的半球形，该壳体环绕地球仪的一半。所述壳体可例如由半透明的或透明的材料制成，所述材料优选稍微带点色，以提供一种球体由壳体所遮盖的一部分处于黑暗之中的效果。

根据本发明，壳体23布置成绕垂直于表盘1的平面而定向的旋转轴线Y-Y(该轴线在下文中称为“黄道轴线”)枢转。在所示实施例中，所述壳体承载有两个枢轴，所述两个枢轴在直径上相对的位置处固定在其边缘处。图中还示出位于地球仪两侧上的两个桥形件25a、25b，其中一个桥形件位于表盘1以上而另一个桥形件位于表盘1以下。这两个桥形件(下文称为“明暗界线桥”)承载有两个轴承，与壳体23成一体的两个枢轴插入并保持在所述两个轴承中。图中分别用27a、27b标示出各自通过将壳体的枢轴中的一个安装至相应的桥轴承(25a或25b)中而形成的两个铰链。可看出的是，桥形件25a、25b各自呈穿刺有开口的小的等腰三角形的形状，且其中，顶点中一个承载该轴承。该顶点在表盘中的凹槽21的中心方向上呈悬臂方式延伸，使得所述两个铰链27a、27b在凹槽21的中心处沿黄道轴线对齐。

现在更特别地参照图3a和3b，可看出的是，壳体23还承载有与枢轴中的位于铰链27b上一个枢轴成一体的齿条件31。齿条件31的带齿区段与形成一机构的一部分的第二齿条件33的带齿区段啮合，所述机构将在以下进行描述且提供用于控制壳体绕黄道轴线Y-Y的枢转，以便使该壳体相对于地球仪的极轴线X-X倾斜。所述机构布置成通过使壳体23在一个方向上且随后在另一个方向上的倾斜角覆盖在+23.5°和-23.5°之间的整个数值范围内来复制太阳在赤道上方的倾斜随季节的变化效应。再次参照附图，应理解的是，壳体23的边缘具有两个凹口29a和29b，所述两个凹口在两侧布置在铰链27a和27b的中间位置处。在图4中可清楚地看见凹口29a，且应理解的是，仅在图1中显示的凹口29b与凹口29a对称地布置。凹口29a和29b的作用是当壳体23相对于极轴线X-X倾斜时允许心轴19通过。

根据本发明，所提供的用于控制壳体的枢转的机构包括年凸轮35和凸轮从动件37，该年凸轮布置成通过机芯以每年一转的速率驱动旋转，并且该凸轮从动件布置成与所述年凸轮协作。参照图4和图5A，可看出的是，凸轮35与轮38成一体。如上文所提及的，本示例的手表包括日历。在此示例中，轮38为日历的月份计数轮。轮38因而以每年一转的速率旋转，并通过该轮驱动小指针13，以便在小表盘15中提供月份指示(图1)。从前述部分应理解的是，轮38还以每年一转的速率驱动凸轮35。

图4还示出第二齿条件33与凸轮从动件37成一体。再次参照图3A、3B和4，应理解的是，壳体23通过两个齿条件31和33运动学地连接至凸轮从动件37。凸轮35的轮廓表示太阳相对于赤道平面的倾斜(或者等同于：明暗界线平面相对于地球仪的极轴线的倾斜)。当凸轮轮廓允许凸轮从动件37降至更加靠近凸轮35的旋转轴线时，此运动经由与凸轮从动件成一体的第二齿条件33传递到齿条件31。由于壳体23与齿条件31成一体，该齿条件绕黄道轴线Y-Y枢转，使得所述机构处于如图3A所示的构型。相反，当凸轮轮廓提升凸轮从动件37使得该凸轮从动件从凸轮35的旋转轴线处移开时，壳体23在相反的方向上绕黄道轴线Y-Y枢转使得所述机构处于如图3B所述的构型。

图4还示出齿轮40和另一个齿轮42。齿轮40在地球仪的南极上与心轴19成一体，而齿轮42布置成通过手表的机芯以每24小时一转的速率驱动。如可见的，齿轮40和齿轮42彼此垂直。齿轮42布置成经由锥形齿轮驱动齿轮40。传动比为1。由于此配置，手表机芯可使球体绕自身以每天一转的速率旋转。地球仪的旋转方向选择为使得复制绕自身旋转的地球的实际运动。在这些情形下，地球表面上的不同位置相对于太阳从西方移动至东方。

再次参照图1，可看出的是，在图中，壳体23安置在地球仪的右侧。此外，如已提及的，地球的北极定向成朝向图的上部。因此，可观察到的是，美国的东海岸由壳体23遮盖(换言之，处于黑暗中)，而太阳照亮了远离西海岸的太平洋。由于地球仪的可见表面从西方旋转至东方，美国的西海岸不久将运动至壳体的边缘下方(该边缘在球体上的位置对应于地球的明暗界线的位置)并且也将处于黑暗之中。从前述部分清楚的是，在图1所示的构型中，手表的表盘侧指示了球体中太阳落下的地方。相反，表盘侧不提供任何关于太阳升起的地方指示。

根据本发明的一个变型，可以仅通过将壳体23安装在地球仪的左侧而非右侧而使手表示出球体中太阳升起的地方而非太阳落下的地方。现在参照图2，可以观察到的是，容纳球体17的凹槽21为穿过框架的无底凹槽。此外，表壳具有透明的后盖44，这使得能够从背面观察到地球仪和壳体23。应清晰的是，所示出的手表可在表盘侧指示球体中太阳落下的地方，而可在后盖侧指示球体中太阳升起的地方。

图6A和6B分别为根据本发明的第二实施例的日出和日落指示装置的部分示意性侧视图和俯视图。图6A和6B中所示的指示装置与前述装置的不同之处在于壳体123仅由一个明暗界限桥形件125保持。如在附图中所见，桥形件125位于表盘101上方并且具有相对较薄的环箍的形状，此环箍在地球仪117的赤道上方延伸。所述壳体可以说是从所述环箍处悬挂着。再次参照6A和6B，可看出的是，在所示实施例中，所述壳体的倾斜不是由齿条件控制，而是由直的带齿部件131控制，该带齿部件布置成与小齿轮133协作，该小齿轮运动学地连接至年凸轮。还应清楚的是，由于直的带齿部件布置在表盘水平线以下，因而该带齿部件实际上是不可见的。

图7A和7B分别为根据本发明的第三实施例的日出和日落指示装置的局部示意性侧视图和俯视图。图7A和7B中所示的指示装置与前述装置的不同之处在于壳体223为“悬空/悬浮(flying)”壳体，该壳体由位于表盘201下方的单个明暗界线桥(未示出)承载。再次参照图7A和7B，还可看出的是，在所示实施例中，壳体的倾斜并非由齿条件或直的带齿部件控制而是由齿轮231控制，该齿轮运动学地连接至年凸轮。还应清晰的是，由于齿轮231布置在地球仪下方，因而该齿轮实际上是不可见的。

图8A和8B为根据本发明的第四实施例的日出和日落指示装置的部分示意性侧视图和俯视图。图8A和8B中所示的指示装置与图6A和6B中所示的指示装置的不同之处在于壳体323垂直于地球的明暗界线地截平。如图8A所示，从桥形件325悬出的壳体延伸至表盘301的水平线以下，但刚好停止在地球的旋转轴线319上方。因而，地球的明暗界线不再由一个大圆表示，而是通过与球体317同心的一段圆弧表示，该圆弧所对的圆心角大于120°和小于180°。清楚的是，后一变型允许所需高度的显著降低。

再次参照图8A和8B，还可看出的是，在所示实施例中，壳体的倾斜并非由齿轮控制而是经由链331或带控制。应清晰的是，可对形成本说明书的主题的实施例作出对本领域技术人员而言显而易见的多个变型和/或改进，而不偏离由所附权利要求书所限定的本发明的范围。特别是，借助于示例描述的用于控制日出和日落指示装置的壳体的倾斜的多种方式并非各自限定于本发明的特定实施例。相反，可在每个实施例中实施控制壳体的倾斜的不同方式。此外，地球仪的北极可朝向定向(在六点钟的方向上)。此配置使得手表能够指示球体中太阳升起的地方而非太阳落下的地方，同时使壳体23处于右侧(图1)。

Claims (13)

1.一种钟表，其包括表盘(1；101；201；301)、钟表机芯和考虑季节变化指示日出和日落的装置(17,23；117,123；217,223；317,323)，所述装置包括复制地球仪的球体(17；117；217；317)以及与该球体同心布置的壳体(23；123；223；323)，所述壳体布置成通过指示地球的明暗界线的位置而将地球仪的黑夜部分与另外的白昼部分划分开，所述球体布置成由机芯驱动以便绕对应于地球仪的极轴线的第一旋转轴线(X-X)以每24小时一转的速率旋转，并且所述壳体安装成绕垂直于所述第一旋转轴线(X-X)且大致在地球仪的中心处与所述第一旋转轴线相交的第二轴线(Y-Y)枢转，所述第一旋转轴线(X-X)定向成平行于所述表盘(1；101；201；301)的平面且所述第二轴线(Y-Y)垂直于所述表盘的平面，所述日出和日落指示装置还包括布置成由机芯以每年一转的速率驱动旋转的且具有表示太阳相对于赤道平面的倾斜的轮廓的年凸轮(35)、布置成与所述年凸轮协作的凸轮从动件(37)以及运动学联接机构(31,33；131,133；231,331)，这样使由地球的明暗界线所在的平面与极轴线形成等于太阳相对于赤道平面的倾斜角的角度；其特征在于，所述钟表包括日历机构(11,13,38)，所述日历机构布置成指示日期和月份，并且所述年凸轮(35)运动学地连接至所述日历机构。

2.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，所述钟表为手表。

3.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，在所述表盘(1；101；201；301)的上方，所述地球的明暗界线指示太阳落下的地方。

4.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，在所述表盘(1；101；201；301)的上方，所述地球的明暗界线指示太阳升起的地方。

5.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，与所述球体同心地布置的所述壳体(23)承载有两个枢轴，所述两个枢轴在沿直径相对的位置处设置在第二轴线(Y-Y)上，并且所述两个枢轴分别在所述钟表的第一明暗界线桥(25a)和第二明暗界线桥(25b)上枢转，所述第一明暗界线桥和第二明暗界线桥分别位于所述表盘(1)的上方和下方。

6.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，与所述球体(117；217；317)同心地布置的所述壳体(123；223；323)承载有设置在所述第二轴线(Y-Y)上的一枢轴(127；227；327)，并且所述枢轴与由所述钟表的明暗界线桥(125；325)承载的轴承协作以支承所述壳体。

7.根据权利要求6所述的钟表，其特征在于，所述明暗界线桥位于所述表盘(201)下方，因而所述壳体称作“悬空”壳体。

8.根据权利要求6所述的钟表，其特征在于，所述明暗界线桥位于所述表盘(101；301)上方，因而所述壳体称作“悬挂”壳体。

9.根据权利要求5所述的钟表，其特征在于，所述壳体(23)大致呈半球形，所述壳体的边缘具有两个凹口(29a、29b)，所述两个凹口在沿直径相对的位置布置在所述两个枢轴的中间位置处。

10.根据权利要求7所述的钟表，其特征在于，所述壳体(223)大致呈半球形，所述壳体的边缘具有布置在沿直径相对的位置处的两个凹口(229a、229b)，并且所述枢轴(227)也在所述两个凹口的中间位置处位于所述边缘上。

11.根据权利要求8所述的钟表，其特征在于，所述壳体(323)大致呈垂直于其边缘截头的半球形，所述枢轴(327)在截头端部之间的中间位置处位于所述边缘上，截头边缘形成与所述球体(317)同心的圆弧并且所述圆弧所对的中心角大于120°或小于180°。

12.根据权利要求5所述的钟表，其特征在于，所述明暗界线桥(25a；325)穿有开口以便增大在特定时刻下地球仪的可见表面部分。

13.根据权利要求5所述的钟表，其特征在于，所述明暗界线桥(25；125)由透明材料制成以便增大在特定时刻下所述地球仪的可见表面部分。