CN105607455B - 环形自动摆锤和包括该自动摆锤的钟表 - Google Patents
环形自动摆锤和包括该自动摆锤的钟表 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及环形自动摆锤和包括该自动摆锤的钟表。自动摆锤(3)包括驱动环(5)和重部(7)。驱动环(5)包括具有同轴齿圈(15)的环形传动部(11)和与所述环形传动部同心的第二环形部(13)，所述重部固定到第二环形部。驱动环(5)还包括可弹性变形的多个连接元件(9)，所述连接元件将环形传动部(11)连接到第二环形部(13)。
Description
技术领域
本发明涉及包括驱动环和固定到该驱动环的重部(重区段，heavy sector)的环形自动摆锤(oscillating weight)，该驱动环包括设置有与环同轴的齿圈的环形传动部。本发明还涉及分别包括本发明的环形自动摆锤的钟表机芯和自动上弦钟表。
背景技术
已知装配有环形自动摆锤的自动上弦手表。该自动摆锤容纳在围绕表壳内部的机芯布置的圆形通道中。还将承载滚子(bearing roller)布置在通道旁边以支撑并引导自动摆锤，使自动摆锤在通道内可以自由转动。驱动环例如可以具有内齿圈，自动摆锤的旋转运动通过内齿圈被机械地传递到机芯的发条盒。自动摆锤因此确保主发条的自动上弦。
承载滚子的功能是引导环并尽可能限制摩擦。为此，承载滚子优选被安装在球轴承上。为了向自动摆锤提供稳定的基底，承载滚子的数目必须至少为三个。符合上述描述的环形自动摆锤的已知的问题涉及滚子的相对脆弱特性(考虑到自动摆锤的相当大的惯性)。实际上，在表壳中间部件上受到径向施加的冲击的情况下，自动摆锤的相当大的重量例如可能导致承载滚子的心轴的破裂，或使球轴承运转不畅。此外，在钟表的底盖侧或表盘侧受到冲击的情况下，自动摆锤的轴向运动具有损坏与驱动环啮合的齿轮的风险。
为了至少部分克服上述问题，瑞士专利号701343B1提出将每个承载滚子安装在优选由弹簧加载的杆形成的阻尼件上。阻尼件的作用是抑制自动摆锤随着冲击沿径向的任何无意的运动。然而应理解，上述专利文献提供的方案不能抑制自动摆锤沿轴向的运动。
发明内容
本发明的一个目的是克服刚才已经描述的现有技术的问题。通过提供根据所附权利要求1的环形自动摆锤来实现该目的。
根据本发明，所述重部和驱动环的环形传动部彼此直接或间接连接。此外，通过多个可弹性变形的连接元件实现环形传动部和重部之间的连接。因此应理解，在发生冲击的情况下，无论冲击后自动摆锤的运动是径向还是轴向的，重部都有可能离开其正常轨迹移动到某点处，而不会迫使环形传动部作相同的运动。同轴的齿圈由环形传动部承载，因此应理解，可变形的连接元件的存在一定程度上允许重部与同轴齿圈机械地脱离联接。特别地，当冲击引起重部的突然加速时，可变形的连接元件可以抑制该加速，从而防止驱动环和上弦装置之间的齿轮传动结构被损坏。
根据本发明的一个有利实施例，可弹性变形的连接元件由柔弹性销形成。该特征使得重部有可能相对于环形传动部沿所有方向移动离开其正常轨迹。根据该实施例的一个有利变型，柔性杆的纵向柄轴优选地在与驱动环平行的相同的平面中延伸。该特征的一个优点是，所述杆对向上的轴向力与对向下的轴向力产生相同的返回力。
根据一个有利的实施例，柔性杆具有至少一个叉部。根据该具体实施例的第一变型，柔性杆呈具有单个叉部的大致Y形。根据第二变型，杆在销的中间部的两侧的两个位置形成叉部。换言之，根据第二变型，杆包括两个相对的叉部，这使杆大致呈双Y形。根据后面两个变型中的任一个，杆的叉部还优选地包含在与驱动环平行的平面中，纵向柄轴在该平面中延伸。如以下更详细看到的，分支具有包含在与驱动环平行的平面中的叉部的事实具有以下优点：在力沿环的切向的情况下增大了返回力。
本发明还包括根据权利要求10所述的自动上弦的钟表机芯和根据权利要求11所述的自动上弦的钟表。
附图说明
通过参照附图阅读仅以非限制性示例给出的以下说明，本发明的其它特征和优势将变得明显，其中：
图1是从钟表的底盖侧看到的立体图，示出对应于本发明的一个具体实施例的环形自动摆锤以及设置为与该自动摆锤协作的上弦轮副和三个承载滚子。
图2是沿图1的截面线A-A的截面图。
图3是沿图1的截面线B-B的截面图。
图4A、4B和4C示出本发明的环形自动摆锤的可弹性变形的连接元件的三个实施例。
具体实施方式
图1是根据本发明的第一实施例的环形自动摆锤3的立体图。所示的自动摆锤包括驱动环5和重部7。根据本发明，驱动环包括在环形传动部11和第二环形部13之间延伸的多个可弹性变形的连接元件9。如图所示，重部7由第二环形部承载并与第二环形部成一体，而环形传动部具有同心的内齿圈15。
再次参照图1，可以看出在所示的实施例中，可弹性变形的连接元件9采取平行于驱动环5的平面布置的杆的形式。这些杆各自具有使其呈Y形的叉部，该Y形的上部面对第二环形部13。应注意在所示的实施例中，杆的纵向柄轴沿径向定向，并且叉部的分枝在与驱动环平行的平面中从纵向柄轴分开并与第二环形部13成一体。杆9是柔性的从而可以在有冲击的情况下变形。本领域技术人员应理解，所示出的杆布置为允许第二环形部13沿所有的三个方向(轴向、径向和切向)相对于环形传动部11移动离开其平衡位置。
图1所示的自动摆锤3形成自动上弦钟表的一部分，仅示出自动上弦钟表的一个上弦轮副17和三个承载滚子19。如图1和图2中的截面图所示，上弦轮副17包括与驱动环5的内齿圈15啮合的齿轮。以已知的方式，上弦轮副的功能是将自动摆锤的旋转运动传递到上弦机构(未示出)以对主发条上弦。
承载滚子19优选地配置有球轴承(未示出)。承载滚子的功能是支撑并引导自动摆锤，使其围绕从三个球轴承通过的圆圈自由转动。更具体地参照图3的截面图，可以看出驱动环5的环形传动部11具有环形槽21。槽21配置为与承载滚子19的圆周中的赤道区凸起部23协作。可以看出凸起部23进入槽21中。应理解该配置确保了环形自动摆锤的轴向定位。
如上所述，根据本发明，本示例的自动摆锤3设置为用于抑制冲击。首先，已知当诸如手表的小物体受到冲击时，其经历沿冲击方向的突然加速。在相关的物体是本示例的钟表的情况中，钟表的突然加速通过承载滚子19传递到钟表包含的自动摆锤。由于自动摆锤3的惯性基本上位于重部7中，重部7在自动摆锤的其余部分上施加相当大的惯性力。在该惯性力的方向沿径向(平行于驱动环5的平面并沿自动摆锤的旋转轴线的方向)的情况下，其产生环形部13在驱动环的平面内相对于环形传动部11的运动。应理解，根据本发明，连接元件的变形(在本示例中，杆9或其叉部的弯曲变形)使该运动成为可能，并且该运动有助于抑制冲击，尤其是保护滚子19的球轴承。
在惯性力由重部7沿切向(与驱动环5相切并平行于环的平面的方向)施加的情况下，惯性力趋于使驱动环5的第二环形部13突然转动。应理解，根据本发明，该突然运动可通过杆9的弯曲变形而被抑制。柔性杆防止由内齿圈15施加在上弦轮副上的转矩超过容许值。从而可以避免自动上弦机构的任何损坏。
可以看出，由于赤道区凸起部23和槽21之间的协作，承载滚子19配置为不仅径向地、而且轴向地保持自动摆锤3。承载滚子从而还向自动摆锤传递由施加在钟表的底盖侧或表盘侧的轴向冲击产生的加速。在该情况下，重部沿轴向方向(垂直于驱动环的平面)在自动摆锤的其余部分上施加相当大的惯性力。该力产生第二环形部13相对于环形传动部11的运动。该运动的方向垂直于驱动环5的平面。应理解，如前面那样，通过杆9的弯曲使该运动成为可能，该运动通过抑制钟表受到的冲击来保护承载滚子和上弦轮副。
图4A、4B、4C示出可弹性变形的连接元件的三个实施例的示意图。图4A所示的实施例对应于已经描述的示例。图4B和4C示出另外两个实施例，其中连接元件也由配置为弹性变形的柔性杆形成。现在参照图4B，可以看出所示的柔性杆(以29表示)各自包括中间部、内端和外端。可以看出柔性杆在中间部的两侧朝向每端一分为二。该特征使杆具有双Y形。优选地，双Y形的两个叉部各自包括在与驱动环5平行的平面中。最后，可以看出图4C的实施例的柔性杆39的纵向柄轴不是沿径向方向定向，而是通过第二环形部13的半径的连接点与该半径形成非零的角度。
还应清楚，在不背离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对形成本说明书的主题的实施例进行各种修改和/或改进。特别地，根据一个变型，第二环形部并非围绕环形传动部布置，而是第二环形部可以同心地布置在环形传动部的内部。此外，可弹性变形的连接元件不一定由柔性销形成。实际上，这些连接元件可选地可以由分别与弹簧相关联的杆(数目为三个或更多)形成。
本发明的驱动环可以由包括硅的材料形成，即例如单晶硅、多晶硅、掺杂单晶硅、掺杂多晶硅、掺杂或无掺杂碳化硅、掺杂或无掺杂氮化硅、掺杂或无掺杂氧化硅(如石英或硅石)。可以通过干法或湿法实现该材料的各向异性刻蚀，典型地通过深反应离子刻蚀或DRIE来实现。
或者，本发明的驱动环可以由贵金属或非贵金属形成，典型地通过以德语术语“Galvanoformung&Abformungand”的缩写L.I.G.A.为人所知的电成型技术制成，其中，例如通过电镀用金属将模具充填成一个或多个阶层。当然，可以设想能够形成具有一个或多个阶层的一件式驱动环的任何类型的电成型方法，无论其是否为L.I.G.A.型。
Claims (11)
1.一种用于自动上弦的钟表的环形自动摆锤(3)，所述环形自动摆锤(3)包括驱动环(5)和固定到所述驱动环的重部(7)，所述驱动环(5)包括环形传动部(11)，所述环形传动部(11)设置有用于驱动钟表上弦的同轴齿圈(15)，其中，所述驱动环(5)还包括多个能够弹性变形的连接元件(9；29；39)，所述重部(7)经由所述连接元件连接到所述环形传动部(11)。
2.根据权利要求1所述的环形自动摆锤，其中，所述能够弹性变形的连接元件(9；29；39)由设置为弹性变形的柔性杆形成。
3.根据权利要求2所述的环形自动摆锤，其中，所述柔性杆均具有纵向柄轴，所述纵向柄轴在与所述驱动环(5)共面的平面中延伸。
4.根据权利要求3所述的环形自动摆锤，其中，所述柔性杆包括使所述柔性杆大致呈Y形的叉部，所述叉部包括在与所述驱动环(5)共面的平面中。
5.根据权利要求3所述的环形自动摆锤，其中，所述柔性杆均包括中间部、内端和外端，所述柔性杆在中间部的两侧朝向每端一分为二，所述柔性杆大致呈双Y形，所述双Y形具有两个相对的叉部，每个所述叉部包括在与所述驱动环(5)共面的平面中。
6.根据权利要求3所述的环形自动摆锤，其中，在没有外部应力的情况下，所述柔性杆的纵向柄轴沿径向定向。
7.根据权利要求3所述的环形自动摆锤，其中，所述柔性杆的纵向柄轴是非径向的。
8.根据权利要求2所述的环形自动摆锤，其中，所述驱动环包括与所述环形传动部(11)同心的第二环形部(13)，所述柔性杆与所述环形传动部(11)和所述第二环形部(13)是一体的，并且所述重部(7)被固定到所述第二环形部。
9.根据权利要求8所述的环形自动摆锤，其中，在没有外部应力的情况下，所述第二环形部(13)在与所述环形传动部相同的平面内围绕所述环形传动部(11)同心地延伸。
10.一种自动上弦的钟表机芯，包括自动摆锤(3)和自动上弦机构，所述自动摆锤(3)包括环形传动部(11)和固定到驱动环的重部(7)，所述环形传动部(11)具有用于驱动钟表上弦的同轴齿圈(15)，其中，所述驱动环(5)还包括多个能够弹性变形的连接元件(9；29；39)，所述重部(7)经由所述连接元件连接到所述环形传动部(11)，所述自动上弦机构包括设置为与所述同轴齿圈(15)啮合的上弦轮副(17)，和安装为在钟表的固定的元件上枢转的至少三个承载滚子(19)，所述承载滚子设置为与所述驱动环(5)的所述环形传动部(11)协作，使得所述自动摆锤(3)能够在被所述承载滚子悬挂和引导的情况下自由转动。
11.一种自动上弦的钟表，包括具有自动摆锤(3)和自动上弦机构的钟表机芯，所述自动摆锤(3)包括环形传动部(11)和固定到驱动环的重部(7)，所述环形传动部(11)具有用于驱动钟表上弦的同轴齿圈(15)，其中，所述驱动环(5)还包括多个能够弹性变形的连接元件(9；29；39)，所述重部(7)经由所述连接元件连接到所述环形传动部(11)，所述自动上弦机构包括设置为与所述同轴齿圈(15)啮合的上弦轮副(17)，和安装为在钟表的固定的元件上枢转的至少三个承载滚子(19)，所述承载滚子设置为与所述驱动环(5)的所述环形传动部(11)协作，使得所述自动摆锤(3)能够在被所述承载滚子悬挂和引导的情况下自由转动。
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