CN105700323B - 用于手表的机械上条装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于手表机芯的主发条的自动上条装置，该自动上条装置包括经由轴承(3)固定到支座上的摆锤(1)，所述轴承(3)包括仅沿称为上条方向的单个转动方向驱动传动齿轮系以对主发条上条的外圈(4)，所述上条装置的特征在于，一方面，所述轴承(3)是单向型并且阻挡所述摆锤(1)沿与所述上条方向相反的、称为阻挡方向的方向的转动，并且另一方面，所述上条装置包括用于当所述摆锤在所述轴承上施加大于期望值的转矩时将所述摆锤(1)至少沿所述阻挡方向与所述轴承(3)解除联接的装置(7)。

Description

用于手表的机械上条装置
技术领域
本发明涉及用于驱动钟表机芯的机构的自动上条装置。
背景技术
手表机芯需要驱动装置来向用于提供至少一种时间指示的一组机构供应能量。
在电子表中，这些装置包括为光电显示装置或用于驱动模拟显示组件的一个或多个电动马达提供能量的电池。
在机械表中，它是条盒内的主发条或发条，其在手动致动的上条机构的作用下被上条或通过经由连接到减速齿轮系的(自动)摆锤传递到主发条的使用者的运动被上条。本发明涉及利用摆锤自动上条的手表机芯。
根据与之相关的机构，摆锤可以利用该摆锤产生的能量仅沿一个转动方向或沿两个转动方向对发条上条。
为了利用沿摆锤的两个转动方向的能量，瑞士专利申请No 694025公开了利用与自动锤的滚珠轴承相关的两个单向轴承。该两个轴承头尾相接安装以形成反向器。因此，无论转动方向如何，摆锤都对主发条进行上条。来自摆锤的能量因此总消耗于对发条进行上条中。
发明内容
特别地，本发明旨在用于其摆锤仅沿一个转动方向对发条进行上条的自动上条机构。
已知地，在该类型的机构中，摆锤以失衡状态安装在心轴上并可转动地被引导。当摆锤沿称为上条方向的第一转动方向运动时，摆锤驱动对主发条进行上条的传动齿轮系。当摆锤的运动沿称为自由方向的另一个方向时，摆锤不再作用在发条的传动系上并且自由转动。在没有使用者的运动的情况下，摆锤由于失衡在若干次振荡之后返回其平衡点，这些振荡已经使摆锤在每次沿上条方向运动时对发条进行上条。
摆锤通常通过滚珠轴承悬置在机芯上方，该滚珠轴承包括外圈和内芯或内圈，外圈和内圈之间布置有滚珠轴承保持架，螺钉将内圈固定到机芯。
表的佩戴者的手臂运动可引起摆锤沿两个转动方向中的任一个转动。通过单向上条系统，仅沿摆锤的两个转动方向中的一个回收能量。
当摆锤沿上条方向转动时，确保上条操作的传动齿轮系与轴承的外圈啮合。由于摆锤此时驱动齿轮系，摆锤的转动速度相对于其沿自由方向的转动速度较慢。沿上条方向的滚动噪声因此相对较低。然而，摆锤沿自由方向以较高的速度转动，产生增大的滚动噪声，这对于高端表尤其是不希望的。
因此问题在于减小摆锤沿与上条方向相反的方向运动时的噪声。
因此，本发明的一个主要目的是通过提供一种自动上条装置来克服上述及其它缺点，该自动上条装置即使在冲击的情况下也能够在确保摆锤可靠地操作的同时限制摆锤沿自由方向转动时的噪声。
为此，本发明涉及一种用于手表机芯的主发条的自动上条装置，所述上条装置包括经由至少一个轴承固定到支座上的摆锤，所述轴承包括仅沿称为上条方向的单个转动方向驱动传动齿轮系以对主发条上条的外圈，所述上条装置的特征在于，一方面，所述轴承是单向型并且阻挡所述摆锤沿与所述上条方向相反的、称为阻挡方向的方向的转动，并且另一方面，所述上条装置包括用于当所述摆锤在所述轴承上施加大于期望值的转矩时将所述摆锤至少沿所述阻挡方向与所述轴承解除联接的装置，以允许所述摆锤至少沿所述阻挡方向转动。
由于这些特征，摆锤此时仅沿一个方向(即上条方向)转动，从而与沿自由方向(此时的阻挡方向)的转动相关的任何噪声被消除。然而，如果摆锤沿阻挡方向施加很大的力时，例如在冲击的情况下，可以使摆锤转动以防止高应力损坏轴承。
附图说明
通过阅读以下对示例实施例的说明，本发明的其它特征和优势将变得明显，该说明参照附图以非限制性示例的方式给出，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的机械上条装置的示意图。
图2是根据本发明的第二实施例的机械上条装置的示意图。
图3a和3b分别以主视图和沿图中的线A-A所取的截面图示出图1所示的原理的第一示例应用。
图4a和4b分别以主视图和沿图中的线B-B所取的截面图示出图1所示的原理的第二示例应用。
图5a和5b以主视图和沿图中的线C-C所取的截面图示出图2所示的原理。
图6a和6b以主视图和立体图示出图2所示的原理。
具体实施方式
参照附图，其中示出手表机芯的主发条的自动上条装置所用的摆锤1。
上条装置2包括通过轴承3可转动地固定在例如由手表机芯的主夹板形成的支座上的摆锤1。典型地，摆锤1通过轴承3可转动地悬置在手表机芯的背面上方。轴承3包括外圈4，外圈4沿图中(图1和图2)由箭头Fa表示的、称为上条方向的单个转动方向驱动传动齿轮系或减速齿轮系(未示出)，以将摆锤1的转动运动传递到条盒棘轮(未示出)并对主发条(未示出)上条。轴承3还包括内芯或内圈5，多个滚珠3a设置在置于外圈4和内芯5之间的保持架6中。
根据该上条装置的一个特征，轴承3是单向型并且阻挡摆锤沿与上条方向相反的、称为阻挡方向Fb的方向的转动。此外，该上条装置包括用于当摆锤1在与摆锤1成一体的圈上施加大于期望值的转矩时将摆锤1至少沿阻挡方向Fb与轴承3解除联接、以允许摆锤至少沿阻挡方向转动的装置7。
该配置因此仅允许摆锤1沿上条方向Fa转动。由此摆锤沿阻挡方向运动(之前允许自由转动)时制造的噪声被消除。然而该方案带来了问题，由于摆锤通过表的佩戴者的手臂运动产生转动，当该运动使摆锤沿阻挡方向Fb运动并且由该运动产生的能量太大时，该能量必须被部分消耗，否则存在损坏轴承3的风险。由此，当该能量超过确定的阈值时，摆锤1能够沿阻挡方向Fb运动。
用于将内芯或内圈5经由保持架6与外圈解除联接的装置7避免了这样的损坏，因为超出阈值后，摆锤1积累的能量可以通过内芯5相对于外圈4沿摆锤1的阻挡方向的相对旋转被消耗。
因此，观察到内芯5相对于支座被阻挡转动，滚珠保持架6设计用于允许外圈4在沿上条方向Fa转动时相对于内芯5自由转动，并且阻挡外圈4沿称为阻挡方向(图1和图2中由箭头Fb表示)的相反旋转方向的转动。
阻挡沿阻挡方向的转动意味着外圈4经由滚珠3a与内芯5啮合，且由于内芯5接合到支座，因此摆锤1在该方向上保持不动。
摆锤1仅沿一个方向(图1和图2中的逆时针方向)转动，从而不产生沿另一个方向的噪声。
对于图3至6，上条方向是顺时针旋转方向。
单向轴承可以用于实现阻挡。该轴承的原理在通过引用结合于此的瑞士专利No694025中描述。
在该单向轴承中，保持架6由外周上具有槽口9的环8形成。这些槽口具有比滚珠3a稍大的深度以容纳每个滚珠3a的整个深度。这些槽口9都经由斜坡10在轴承的平面中延伸，斜坡10相对于与环9相切的直线倾斜并朝向环的外周上升，从而(这里在图1和图2中顺时针方向)滚珠3a在两个环之间沿两个旋转方向中的一个形成楔块(canting)。
解除联接的装置7可以安装在内芯5和外圈4之间(图1、3和4)或摆锤1和轴承3(换言之外圈)之间(图2、5和6)。
解除联接的装置用于在冲击的情况下(例如：网球选手发球时产生的力)进行保护以免于猛烈的加速。
转矩的期望值由摩擦力或弹性力确定。
在本发明中，该单向轴承3被改进以包括解除联接的装置7来防止摆锤1受到趋于使摆锤沿阻挡方向Fb转动的强推动(冲击)时的负面影响。
为此，轴承包括解除联接的装置7以在摆锤施加大于期望值的转矩时至少间接地沿阻挡方向将摆锤1与内芯5解除联接。
自动上条装置包括由至少三个同心地安装的环A、B、C形成的“两级”轴承，其中，两个环之间(图1中的A和B以及图2中的B和C)具有允许摆锤仅沿一个方向转动的用于单向转动的连接构造R，并且另两个环之间(图1中的B和C以及图2中的B和A)具有响应于大于期望值的力的解除联接构造W。
该解除联接构造W因此在一个实施例(图3a、3b)中由两个轨道之间的例如为滚珠23a或滚子的滚动元件形成，其中一个轨道具有腔70，另一个轨道具有弹性可变形腔71，以允许滚动元件离开它们的腔并允许沿通常的阻挡方向转动。
在图1的情况下，解除联接的装置7仅沿阻挡方向(逆时针方向)作用。装置7布置在保持架6和内芯5之间。
然而，在图2的情况下，解除联接的装置沿两个转动方向作用。沿阻挡方向利用解除联接的装置7在发条完全被上条时是有用的。该上条装置允许在自动上条的机芯中使用主发条限动件(bridle)以代替滑簧。
图中示出了各种方案。
解除联接的装置7因此包括与两个同心环(图1中的C和B或图2中的A和B)形成机械连接的例如为滚珠的滚动元件，每个环具有用于保持滚动元件的一部分的装置70、71，其中一个环的保持装置71在阻力矩超出期望值时变为不起作用。每个滚珠与两个保持装置70、71协作，其中一个保持装置70属于环中的一个(图3b和4b中的C)，另一个保持装置71属于另一个环(图3b和4b中的B)，使得一个轴承的转动驱动另一个轴承的转动。当其中一个环的保持装置例如通过变形被改变时，滚动元件不再驱动其中一个环(腔71变形)。
图3a和3b示出根据图1的配置的方案的主视图和截面图。
在内芯5和单向轴承3之间，上条装置包括可以在滚珠轴承保持架23中移动的滚珠23a。保持架23由与内芯5一体转动的一个部分230和与轴承3一体转动的另一互补部分231形成。滚珠23a形成保持架的互补的部分230和231之间的机械连接件。该保持架具有形成通道的四个引导面230a、230b、231a、231b。滚珠23a通过槽口60被彼此隔开地保持在保持架中。保持架的一个引导面231b可以侧向移动以将滚珠23a从槽口释放，并从而将保持架的两个部分230、231分开并且允许轴承3相对于内芯5沿阻挡方向可转动地滑动。
为了实现这一点，具有形成通道的四个引导面230a、230b、231a、231b的滚珠轴承保持架23具有可以移动以临时增大通道的截面的一个面231b。面230a和230b形成腔70或保持装置70，并且面231a和231b形成可变形腔71。
根据图3a或3b的方案，移开的引导面231b由弹性带25实现，弹性带25在图3中示出为在联接位置。
未示出解除联接的位置，但是在截面图中弹簧25的左端仅需要向上移动以使滚珠能够滚动。
在图4a或4b中，方案与图3中的方案的不同在于：移开的引导面231b由被称为“金属箔”的弹性带27保持就位的实体部分26(solid part)形成。
应理解，当保持架的部分230和部分231之间的转矩大于由带25或27的弹性作用设定的转矩时，内芯5和轴承3之间的合力迫使滚珠23a越过槽口，使一个引导面231b侧向移动，这允许保持架的部分230和部分231相对彼此可滑动地转动。引导面中的槽口确定了各个单独的位置。
力趋于使可移动的面231b侧向移动。
图5a或5b示出了根据图2的技术方案。
解除联接的装置7包括容纳在位于单向轴承3和摆锤之间的滚珠隔圈30内的一组滚珠31。滚珠31由产生径向推力的弹簧33施压，弹簧33将滚珠31保持在径向腔32中，径向腔32布置在摆锤1的圆柱形内肩部1a或与摆锤1成一体的环的圆柱形内肩部中。
摆锤1试图沿阻挡方向移动所产生的力(大于期望的值)引起滚珠推动弹簧33，这允许滚珠离开腔32，从而允许摆锤独立于轴承3转动。
摆锤由外部轴承50引导转动。
图6类似于图5，再次示出内圈或内芯5、与内圈同心的外圈4及其用于滚珠轴承3a的保持架6。
解除联接的装置7是容置于环形槽中并且安装为与轴承3一起转动的弹簧装置37；该弹簧装置包括至少间接地径向邻接摆锤1的至少一个弹性舌部38，该舌部沿其长度具有径向摩擦表面(面向外)。
弹性舌部在其端部可包括容纳在具有摩擦作用的槽口41内的成形部40。在图6a中，布置了两个相对的舌部38。
在图5和图6的情况中，被施加以形成解除联接构造的力是径向力，而在图3和图4的情况中，该力是垂直于摆锤的旋转平面的力。
因此在单向轴承中结合了紧凑的“联接/解除联接”装置，其中所有部件可比作具有安全机构的单向轴承。

Claims (13)

1.一种用于手表机芯的主发条的自动上条装置，所述自动上条装置包括经由轴承(3)固定到支座上的摆锤(1)，所述轴承(3)包括内芯(5)和仅沿称为上条方向的一个转动方向驱动传动齿轮系以对主发条上条的外圈(4)，所述自动上条装置的特征在于，一方面，所述轴承(3)是单向型并且阻挡所述摆锤(1)沿与所述上条方向相反的、称为阻挡方向的方向的转动，并且另一方面，所述自动上条装置包括用于当所述摆锤在所述轴承上施加大于期望值的转矩时将所述摆锤(1)至少沿所述阻挡方向与所述轴承(3)解除联接的装置(7)。
2.根据权利要求1所述的自动上条装置，其特征在于，解除联接的装置(7)安装在内芯(5)和所述外圈(4)之间，所述摆锤与所述外圈成一体地安装。
3.根据权利要求1所述的自动上条装置，其特征在于，解除联接的装置(7)安装在所述摆锤(1)和所述外圈(4)之间。
4.根据权利要求1所述的自动上条装置，其特征在于，所述期望值由弹性装置和/或摩擦装置设定。
5.根据权利要求1所述的自动上条装置，其特征在于，所述自动上条装置包括由同心地安装的至少三个环(A、B、C)形成的两级轴承，所述至少三个环设置为使得在两个环之间形成仅允许所述摆锤沿所述上条方向转动的用于单向转动的连接构造(R)并且另两个环之间形成响应于大于期望值的力的解除联接构造(W)。
6.根据权利要求2或3所述的自动上条装置，其特征在于，解除联接的装置(7)包括与两个同心环形成机械连接构造的滚动元件(23a、31)，每个环具有用于保持所述滚动元件的一部分的保持装置(70)，并且其中一个环的所述保持装置(71)在阻力矩超过期望值时变为不起作用。
7.根据权利要求6所述的自动上条装置，其特征在于，所述自动上条装置在所述内芯(5)和单向轴承(3)之间包括能够在滚珠轴承保持架(23)中移动的滚珠(23a)，所述滚珠轴承保持架(23)由与所述内芯(5)一体地转动的一个部分(230)和与所述轴承(3)一体地转动的另一部分(231)形成，所述滚珠形成所述滚珠轴承保持架的互补的所述一个部分(230)和另一部分(231)之间的机械连接件，所述滚珠轴承保持架(23)具有形成通道的四个引导面(230a、230b、231a、231b)，所述滚珠(23a)布置在所述通道中，所述滚珠轴承保持架的一个引导面(231b)能够移动以释放所述滚珠(23a)并从而将所述滚珠轴承保持架的两个部分分开，并且允许所述轴承(3)相对于所述内芯(5)沿所述阻挡方向可转动地滑动。
8.根据权利要求7所述的自动上条装置，其特征在于，移开的所述引导面(231b)由弹性带(25)形成。
9.根据权利要求7所述的自动上条装置，其特征在于，移开的所述引导面(231b)由呈“金属箔”形式的弹性带(27)保持就位的实体部分(26)形成。
10.根据权利要求6所述的自动上条装置，其特征在于，解除联接的装置(7)包括容纳在位于单向型的轴承(3)和所述摆锤(1)之间的滚珠隔圈(30)内的一组滚珠(31)，所述滚珠(31)由产生径向推力的弹簧(33)施压，所述弹簧(33)将所述滚珠保持在径向腔(32)中。
11.根据权利要求4所述的自动上条装置，其特征在于，解除联接的装置(7)是容置于环形槽中并且安装为与所述轴承(3)一起转动的弹簧装置(37)，所述弹簧装置(37)包括至少间接地径向邻接所述摆锤的至少一个弹性舌部(38)，所述弹性舌部具有摩擦表面。
12.根据权利要求11所述的自动上条装置，其特征在于，所述弹性舌部(38)在端部包括容纳在具有摩擦作用的槽口(41)内的成形部(40)。
13.一种钟表机芯，其特征在于，所述钟表机芯包括用于钟表机芯的主发条的自动上条装置，所述自动上条装置包括经由轴承(3)固定到支座上的摆锤(1)，所述轴承(3)包括仅沿称为上条方向的一个转动方向驱动传动齿轮系以对主发条上条的外圈(4)，所述自动上条装置的特征在于，一方面，所述轴承(3)是单向型并且阻挡所述摆锤(1)沿与所述上条方向相反的、称为阻挡方向的方向的转动，并且另一方面，所述自动上条装置包括用于当所述摆锤在所述轴承上施加大于期望值的转矩时将所述摆锤(1)至少沿所述阻挡方向与所述轴承(3)解除联接的装置(7)。
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