CN107463083A - 具有可调节惯性摆轮的钟表机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括机芯(300)的手表(1000)，所述机芯包括钟表摆轮(10)，该钟表摆轮包括弹性地固定到凸缘(1)的、与摆轮轮缘(12)区分开的环(2)，该环可相对于所述凸缘旋转移动以改变由凸缘弹性地承载的惯性块(4)的位置，每个惯性块都能在与钟表摆轮的不同惯性对应的不同的稳定角位置被分度，机芯包括可在联接位置与脱开位置之间移动的操作部件(20)，该操作部件包括用于使轮缘在联接位置固定不动的止挡装置(160)，和用于在联接位置旋转环(2)以改变惯性块(4)的位置的控制装置(80)，手表包括控制所述控制装置(80)的表冠(110)，旋转的联接环(102)通过与外部调节工具(200)的非接触式交互来控制操作部件的联接/脱开。

Description

具有可调节惯性摆轮的钟表机构

技术领域

本发明涉及一种具有可调节惯性的钟表摆轮，所述钟表摆轮包括摆轴，所述摆轴一方面经由至少一个臂承载轮缘，且另一方面承载固定在所述摆轴上并且经由多个第一弹性引导连接装置承载外环的内凸缘，所述第一弹性引导连接装置在垂直于所述摆轴的轴线的平面中(即所述轴线的垂直平面中)被惯性平衡，所述外环与所述轮缘区分开，并且所述摆轮包括多个惯性块。

本发明还涉及一种包括至少一个钟表振荡器机构的机械钟表机芯，所述钟表振荡器机构包括一个这样的摆轮。

本发明还涉及一种手表，该手表包括这样的机芯和控制部件，该控制部件由设置成经由滑动小齿轮控制走针轮系的运动的按压件或表冠组成。

本发明还涉及一种钟表组件，该钟表组件包括这样的手表和设置成允许调节所述摆轮的惯性的调节工具。

本发明涉及具有摆轮振荡器的机械钟表机芯的领域，以及这种振荡器的快慢率(日差，rate)的调节。

背景技术

为了设定机械表的快慢率，通常需要打开表壳并取下机芯，以便随后接近用于设定快慢率的部件：旋转快慢针(index)以改变游丝的刚性，旋转摆轮螺钉以改变惯性，或者其它手段。因而，此操作需要额外的耗时操作。此外，还需要重新检查密封。此外，在将机芯装入表壳的操作期间有时可能会扰乱快慢率。

在已有机构中，必须拆下机芯以接近设定部件，因为结构不容许内部设定。此外，未最大限度地降低在调时期间引入不平衡的风险。

Seiko instruments名下的瑞士专利申请No.709052A2公开了一种由两个部分组成的摆轮，一个部分是刚性的且设置有两个成180°的凸轮，而另一部分由搁靠在凸轮上的两个弹性臂组成，所述弹性臂终止于惯性块。第一轮缘构成实际的摆轮，并且包括引导部，该引导部构造成改变设置成沿引导部滑动的弹性部相对于摆轴的距离，所述弹性部能够在围绕摆轴的径向上弹性变形。第二轮缘包括多个惯性块部分。这两个部分之间的相对旋转通过惯性块的径向行程而引起惯性的变化。一个变型设置有齿部，该齿部允许端部为两个销的特殊工具插入；旋转该工具引起惯性块的精确的切向移位。尽管利用了不存在游隙的优点，但这种调时系统需要拆卸机芯以便工具到达摆轮。这种调时模式不能防止在调时期间出现意外的不平衡：工具在其中一个端部赋予的角向运动造成了由于摩擦而在另一径向相对端部产生低幅度移位的风险。

Sercalo Microtechnology Ltd名下的瑞士专利申请No.708675A1记载了一种一体式“LIGA”金属(光刻、电铸和注塑)或“DRIE”(深反应离子蚀刻)结构，其在内侧固定用菱形部与略带椭圆形外环之间包括多个弹性条形件，这些弹性条形件能通过弹力固定在轮缘的内部。通过借助于镊子旋转弹性外环来开始运动，镊子将条形件移动至更靠近或远离中心，并且改变惯性。然而，不存在集成的调时工具。即使使用可以对于该部分实现非常高的制造精度的硅技术(其中椭圆形环的定位在两个点实现)，也存在出现不平衡的风险。

H.Siegwart名下的瑞士专利申请No.320818A也记载了弹性条形件和搁靠在轮缘内部的弹性支承件。

发明内容

本发明提出研发一种在不必打开表壳并且不会引入任何不平衡的情况下设定机械机芯的快慢率的方案。

所提出的方案优选地利用硅微加工或类似工艺的高精度来最大限度地减少在调时期间引入的任何不平衡，并且尤其提出允许使用集成在机芯内部的调时装置在不必拆卸手表的情况下进行调时的方案。

为此，本发明涉及一种具有可调节惯性的钟表摆轮，所述钟表摆轮包括摆轴，所述摆轴一方面经由至少一个臂承载轮缘，且另一方面承载固定到所述摆轴并且经由多个第一弹性引导连接装置承载外环的内凸缘，所述第一弹性引导连接装置在垂直于所述摆轴的轴线的平面即所述轴线的垂直平面中被惯性平衡，所述外环与所述轮缘区分开，并且所述摆轮包括多个惯性块，所述钟表摆轮的特征在于，所述外环设置成在克服所述第一弹性引导连接装置施加的抵抗转矩而施加的外部转矩的作用下相对于所述内凸缘枢转；每个所述惯性块都至少由所述内凸缘经由至少一个第二弹性连接装置承载，并且能够在通过所述内凸缘或所述惯性块承载的第一分度(定位/标示，indexing)齿部与所述惯性块或所述外环承载的第二分度齿部之间的协作所限定的稳定角位置被分度；并且，所述外环相对于所述内凸缘的任何旋转都会改变所述惯性块的角位置。

更具体地，此摆轮包括摆轴，该摆轴一方面经由至少一个臂承载轮缘，且另一方面承载一体式上轮片(upper plate)，该上轮片包括固定到所述摆轴的内凸缘，以及外环，所述外环由在所述摆轴的轴线的垂直平面中被平衡的多个第一弹性引导连接装置连接。

本发明还涉及一种包括至少一个钟表振荡器机构的机械钟表机芯，所述钟表振荡器机构包括一个这样的摆轮。

本发明还涉及一种手表，该手表包括这样的机芯和预先存在的控制部件，该控制部件包括设置成经由滑动小齿轮控制走针轮系的运动的按压件或表冠。

本发明还涉及一种钟表组件，该钟表组件包括这样的手表和设置成允许调节所述摆轮的惯性的调节工具。

附图说明

在参考示出了两组变型的附图阅读以下详细说明后，本发明的其它特征和优点将显而易见，在附图中：

-图1示出根据本发明的具有可调节惯性的钟表摆轮的示意性截面图，所述钟表摆轮在第一上平面中包括承载外周齿部的外环，该外环相对于与摆轴成一体的内凸缘弹性地安装，并且设置成控制摆轮的惯性块的运动，并且所述钟表摆轮在平行于第一平面的第二下平面中包括支承和保持表面，该表面由摆轮轮缘的外表面或下轮片(lower plate)的齿部组成。该摆轮被示出为面对根据本发明的操作部件，所述操作部件在上平面包括设置成与外周齿部协作的控制齿部，并且在下平面包括互补的支承和保持表面。

-图2是上轮片的示意图，所述上轮片一方面包括在内凸缘与外环之间的履行旋转引导功能的彼此成120°的三个第一弹性连接装置，另一方面包括插入所述连接装置之间的并且彼此也成120°布置的三个惯性块，其各自由第二弹性连接装置(未示出)在一侧悬置。

-图3类似于图2，但两个第一弹性连接装置成180°而非120°的角度，并且仅有两个惯性块。

-图4示出第一变型中的惯性调节机构的一部分的示意性局部俯视图，在所述第一变型中，惯性块包括带齿部段，该带齿部段通过与三个颈部部分连接而被悬置，所述三个颈部部分在两个径向臂区段之间共同限定出关于摆轴的径向线的垂线的对称的等腰三角形，其中一个径向臂区段源自摆轮的内凸缘，而另一个径向臂区段源自外环；内凸缘还承载为了止挡和保持带齿部段的齿而协作的径向伸出的跳簧，该带齿部段包括标记惯性块的角位置的刻度。

-图5是图4的机构的连接装置的简化图示。

-图6示出第二变型(称为凸轮变型)中的惯性调节机构的一部分的示意性局部俯视图，在所述第二变型中，惯性块是包括两个相对的齿的圆盘，其通过垂直于源自摆轮的内凸缘的径向臂的柔性条形件被附接，并且其中外环在与摆轴不同心的路径上承载与惯性块的两个齿协作的两个带齿部段。

-图7示出一个变型中的具有柔性条形件的引导机构的一部分的示意性局部俯视图，在所述变型中，内凸缘承载径向臂，所述径向臂经由各自都具有两个颈部部分的径向弹性条形件承载中间同心部段，该中间同心部段通过各自都具有两个颈部部分的另外两个径向弹性条形件被悬置在外环上。

-图8是图7的机构的连接装置的简化图示。

-图9表示分别根据图5和6的变型的其中惯性调节和引导基本以60°扇区交替的机构的示意性局部俯视图。

-图10示出用于减小弹性复位转矩的径向安装的弹簧的细节的示意性局部俯视图。

-图11在没有弹簧的情况下用实线而在具有弹簧的情况下用虚线示出弹性转矩根据变形角度的变化。

-图12示出具有柔性行星结构的第三变型的示意性俯视图，其中内凸缘直接承载带齿部段，所述带齿部段在需要的情况下可以与摆轴不同心，通过与外环成一体的跳簧在适当位置被分度，并且其中行星惯性块各自都通过大致同心的弹性条形件连接到内凸缘和外环两者。

-图13是示出在线性震动情况下由于图12的行星惯性块中的不平衡引起的转矩会彼此抵消并且不会导致外环的任何自发旋转的图。

-图14示出包括这样的摆轮的钟表机芯的细节的示意性局部俯视图，在界面处、在上平面中、且在外环与控制其旋转的操作部件之间包括设置有轮的杆件，该杆件的本体在与上平面相区分的下平面中是可见的，在所述上平面中操作部件包含的驱动轮与外环包含的外齿部之间发生啮合。

-图15是这种啮合的放大细节图。

-图16示出包括这种钟表机芯的手表的细节的示意性局部俯视图，特别地：控制机构，其包括在界面处且在下平面中的控制图14的杆件的联接环、摆轮的下轮片的齿部和杆件中包含的梳齿，以及在上界面处的外环和控制其旋转的操作部件(这里为轮)。

-图17是具有夹持摆轴的多个弹性条形件的摆轮的上或下轮片的一个变型实施例的细节。

-图18示出第二组变型的一个特定实施例的示意性透视图，其中的摆轮变型是具有中央螺旋部的惯性调节结构，其中通过在三个定心支承件上的摩擦来实现枢转。

-图19示出根据本发明的包括一体式上轮片的游丝摆轮机构的示意性截面图，其中轮缘的锁定在此例中通过轮缘的外径上的摩擦而发生。

-图20示出包括钟表机芯的手表的示意性俯视图，所述钟表机芯具有包括根据本发明的摆轮的游丝摆轮机构，所述摆轮的惯性调节控制机构由表冠控制，以及，还示出与此类型的手表相关联的外部工具的透视图，其设置成穿过表壳以非接触方式控制图16的联接环。

具体实施方式

本发明提出了利用惯性调节装置在不打开表壳的情况下设定机械机芯的快慢率的方案，所述惯性调节装置与特别配备的振荡器和控制装置两者有关，用户可例如经由上条和时间设定柄轴、经由按压件或其它手段从表壳的外部接近控制装置。

如特别在图20中可见的，针对手表1000来描述本发明，手表1000包括机械机芯300，机芯300又包括至少一个振荡器100，振荡器100包括至少一个摆轮机构、特别是游丝摆轮振荡器，该摆轮机构包括摆轮10和至少一个游丝18。

更具体地，根据本发明的惯性调节装置包括用于调节摆轮机构的快慢率的柔性结构。

如在图中、特别是图1至3中所见的，本发明涉及一种具有可调节惯性的钟表摆轮10，其包括经由至少一个臂13承载至少一个轮缘12的摆轴11。该摆轮10包括附接至摆轴11的至少一个内凸缘1，和与轮缘12区分开的至少一个外环2。

根据本发明的多个变型，该外环2可以通过各种方式固定：

-在图4至9和12至16的优选的第一组变型中，外环2直接连接到内凸缘1，它优选地通过多个第一弹性引导连接装置3与内凸缘1形成一体式组件；

-在图18的第二组变型中，内凸缘1直接或间接地承载外环2，并且在内凸缘1与外环2之间具有多个第一弹性引导连接装置3。在图示的变型中，内凸缘1和外环2设置成相对于彼此枢转，共面并且相区分。取决于旋转自由度的幅度，一体式实施例是可行的，并且在这种情况下需要另外的层级(level)。

在任何一种情况下，第一弹性引导连接装置3都在垂直于摆轴11的轴线B的平面中被平衡，使得摆轴11恰好定位在结构的惯性中心以避免不平衡，特别是在内凸缘1和外环2形成同一个一体式结构的一部分的情况下。该外环2设置成在克服由第一弹性引导连接装置3施加的抵抗转矩而施加的外部转矩的作用下相对于内凸缘1枢转。

摆轮10包括多个惯性块4。

在多个变型中：

-在图4至9和12至16的第一组变型中，这些惯性块各自都通过至少一个第二弹性连接装置5固定在内凸缘1上，并且视变型而定也可通过第三弹性连接装置50固定在外环2上，如尤其在图1、4和12中所见的。每个惯性块4都包括位置分度装置6，其设置成在稳定位置与内凸缘1和/或外环2中所包括的互补位置分度装置7协作；

-在图18的第二组变型中，每个惯性块4都由外环2借助于至少一个外部柔性条形件94承载，并且可在通过内凸缘1承载的第一分度齿部91与惯性块4承载的第二分度齿部92之间的协作所限定的稳定角位置被分度。

本发明在其中摆轮包括单个内凸缘1、单个外环2的简单情形中被更具体地说明，并且容易推延至具有多个层级的设计。

根据本发明，外环2相对于内凸缘1的任何旋转都会修改这些惯性块4的角位置。

更具体地，但以非限制性的方式，位置分度装置6和互补位置分度装置7包括齿。也可以设想实现磁性或其它类型的分度。

在这种具有齿的变型中，特别是如图4和6中所见，摆轮10包括多个惯性块4。在所述第一组变型中，每个惯性块4都至少由内凸缘1通过至少一个第二弹性连接装置5承载，并且各自都可在通过内凸缘1或惯性块4承载的第一分度齿部91与第二分度齿部92之间的协作所限定的稳定角位置被分度。该第二分度齿部92在第一分度齿部91由凸缘1承载时由惯性块4或外环2承载，或在第一分度齿部91由惯性块4承载时由外环2承载。在所述第二组变型中，每个惯性块4都由外环2承载。

外环2在外部转矩的作用下相对于内凸缘1的每一次旋转都会改变摆轮10的惯性块4的角位置，所述惯性块各自由内凸缘1通过弹性连接装置5承载并且能在与摆轮10的不同惯性对应的不同的稳定角位置被分度。改变惯性块4的位置的外环2的旋转因此会改变摆轮10的惯性设定。

图1表示根据本发明的钟表摆轮10，其在第一上部平面PS中包括外环2，该外环2承载外周齿部8并且相对于与摆轮10的摆轴11成一体的内凸缘1弹性地安装。摆轮10在平行于第一上部平面PS的第二下部平面PI中包括摆轮的角向支承和保持表面，其由摆轮10的轮缘12的外表面120构成，或者由下轮片14的齿部15构成，或者由类似装置构成；下轮片14由具有固定在摆轴11上的毂部17的下部弹性连接装置16表示。该摆轮10被示出为面向根据本发明的操作部件20，操作部件20在上部平面PS上包括控制装置80，该控制装置80尤其承载设置成与外环2的外周齿部8协作且形式为驱动轮81的控制齿部，并且操作部件20在下部平面PI上包括互补的支承和保持装置150，其设置成尤其通过弹性摩擦支承与轮缘12的外表面120协作或通过锁定接合与下轮片14的齿部15协作。尽管通过上部平面PS和下部平面PI上的齿部的协作是方便的，但它并非限制性的，也可包括摩擦或其它手段。

更特别地，在集成且重新设计的摆轮中实现惯性变化功能，而不是以这样的方式增加惯性变化功能。将下轮片14固定在摆轴11上，而一体式上轮片30在其中心固定在摆轴11上，而且可在其外部旋转。在图17中所示的有利地采用弹性条形件19的形式制造的相对于摆轴11的定心弹簧可抵消由增加的下轮片14或上轮片30所带来的任何自发的不平衡。应当谨慎地使弹性条形件的数目与材料的类型适配。例如，由于单晶硅的刚度是各向异性的，并且例如在截面垂直于(100)晶面的情况下具有90°的方位角周期，因此该数目应当是偶数并且等于或大于4。在各向同性材料的情况下，该数目可以是奇数并且等于或大于3。在插入到摆轴11上之后，这些轮片的中央部优选地通过诸如(但不限于)粘接剂结合或铜焊等手段永久固定在其上。

在一个替代方案中，夹持摆轴11的弹性条形件在惯性调节期间必须施加大于施加在外环2上的最大转矩的摩擦。为此，为了进行惯性调节而采用的操作部件20有利地包括用于限制分配给外环2的转矩的校准装置(calibration device)。

在一个有利实施例中，摆轮10包括一体式的上轮片30，该上轮片30包含内凸缘1、第一弹性引导连接装置3、外环2、惯性块4、第二弹性连接装置5、第一分度齿部91和第二分度齿部92，以及第三弹性连接装置50(在摆轮10包含该第三弹性连接装置的情况下)。

在一个特定实施例中，内凸缘1包括以大于外部转矩的最大值的摩擦转矩同心地夹持摆轴11的多个弹性条形件19。

在另一特定实施例中，内凸缘1通过锡焊、铜焊、粘接剂结合或其它类似方法不可逆地固定在摆轴11上。

在又一实施例中，内凸缘1包括以大于最大外部转矩值的摩擦转矩同心地夹持摆轴11的多个弹性条形件19，并且这些弹性条形件19通过锡焊、铜焊、粘接剂结合或其它类似方法不可逆地固定在摆轴11上。

在一个有利的变型中，为了实现比单纯搁靠在轮缘上更好的在一定角位置的止动，摆轮10包括直接或间接地固定在摆轴11上并且包含外周止挡装置15如齿部等的下轮片14。

在一个有利的变型中，为了精确控制惯性调节，外环2包括在摆轴11的轴线B上定心的外周连续齿部8，并且齿部8的旋转在两个稳定的分度位置之间改变惯性块4的位置。

在一个特定实施例中，内凸缘1与摆轴11成一体。

在一个特定实施例中，摆轮10包含柔性的单层微加工结构，其受益于MEMS技术的高轮廓精度，对于形成如上所述的一体式上轮片30的150微米的厚度而言，定位精度通常为1至2微米。

优选地，为了向系统提供最大精度，这些轮片被微加工(源自在硅上制造的技术)，并且在可能的情况下各自在单个层被微加工(使用掩膜的方法)，如图所示。

这样，可以对已有的摆轮增加这种一体式上轮片32以便为摆轮提供由本发明提供的惯性调节功能，并且不会占据振荡器内部的任何显著空间。

当摆轮10包括下轮片14时，后者也可采用MEMS或类似技术制造。

当然，可设想本领域技术人员已知的任何其它同样精确的、合适的技术，例如激光或水射流切割或其它技术。

图2至11在包括一体式上轮片30的所述优选的但非限制性的实施例中示出根据本发明的柔性惯性调节机构的一些变型。

通常，如在图2和3中所见的，在图示的优选实施例中尤其设置有齿部8的外环2可相对于其如上所述固定在摆轴11上的中央部弹性地枢转。在中央部与外环2之间布置有数量分别为2、3、4、5、...的180°、120°、90°、72°、...的角向部分。它们负责履行两个主要功能，即，例如利用弹性条形件进行引导和例如利用可移动的惯性块进行惯性调节的功能。可以设想这些功能通过角向区段(扇形)交替，或者在可能的情况下相集成。(以上对于定心条形件的数目所提及的)使区段的数目与材料适配的规则在此也适用。

图2和3示出上轮片30的成120°和180°的两个变型，该上轮片30在内凸缘与外环之间包括交替存在的履行旋转引导功能的第一弹性连接装置和插入其间的弹性地悬置的惯性块。

在图4所示的第一变型中，第一分度齿部91由内凸缘1承载并且由径向伸出的内跳簧42构成，而第二分度齿部92由惯性块4承载并且是第一带齿部段43。该惯性块通过与三个第一颈部部分45、21、41的连接而被悬置，这些第一颈部部分共同限定等腰三角形ACC'，该等腰三角形关于源自摆轮10的轴线B的径向线的垂直线对称，并且位于两个径向臂区段之间，其中一个径向臂区段源自内凸缘1，而另一个径向臂区段源自外环2。形式为扇形的惯性块4可在外环2的角向位移期间在由弹性枢轴的三角形C'-A-C移动的作用下在C处弹性地枢转。内跳簧42在保持止动布置中与带齿部段43的齿协作并且允许惯性块4的精确定位。惯性块4上的刻度尺93允许读取其角位置。机械结构的正确尺寸设定导致所有惯性块同步移动到相同凹槽中，存在引起不平衡的风险。一个变型涉及一种包括用于整个结构的单个分度齿条和单个跳簧的机构，并且补偿惯性块用于使重心回到摆轮的旋转中心。

在图6所示的第二变型中，第一分度齿部91由惯性块4承载并且包括至少一个齿46，而第二分度齿部92由外环2承载并且包括具有相对摆轴11的轴线B的单独中心的至少一个第二带齿部段72。在称为凸轮变型的此第二变型中，惯性块4是包括两个相对的齿46的圆盘，该圆盘由垂直于源自内凸缘1的径向臂49的柔性条形件47附接。外环2在与摆轮10的轴线B不同心(这允许改变惯性)的半径RA和RB的路径上承载两个带齿部段72，所述两个带齿部段72与惯性块4的两个齿46协作。惯性改变起因于惯性块4的径向位置的变化，所述径向位置的变化又起因于惯性块与外环2之间经由与半径RB或RA对应的斜坡产生的相对角位置的变化。与第一变型相似，此第二变型包括双向调节范围。应当指出，在中性位置，两种方案中在跳簧与齿条之间都不存在夹紧力/应力，间隙将尽可能小以采用单层法(仅一个光刻掩膜)来微加工槽缝。对于其它角位置，(对于0.10mm的厚度而言5微米左右的)该间隙当然可以减小为0或更小(受压状态)的距离。

图7示出在一个变型中的具有柔性条形件的引导机构，在该变型中，内凸缘1承载径向臂，该径向臂又经由各自都具有两个颈部部分34的径向弹性条形件31承载中间同心部段33，该中间同心部段33由各自都具有两个颈部部分34的两个另外的径向弹性条形件32悬置在外环2上。外环2被悬置于在中央部接合的两个条形件上，固定在中间弯曲部33上，该中间弯曲部33又连接到内凸缘1。这涉及串联布置两个RCC(远程中心顺应性)旋转引导部。原理在图8中说明，图8针对其中四个第二颈部部分34由枢轴K'L'M'N'替代的半结构(semi-structure)示出在第二颈部部分处的铰接连接。清楚可见的是，用于低振幅的瞬时旋转中心在摆轮10的摆轴11的轴线B上。

图9示出分别根据图6和7的变型的其中惯性调节和引导基本以60°扇区交替的机构。惯性改变起因于惯性块4的径向位置的变化，所述径向位置的变化又起因于惯性块与外环2之间经由与半径RB或RA对应的斜坡产生的相对角位置的变化。在源自内凸缘1的径向臂和外环2之间，可以看到成对的上述径向弹性臂31，并且还可看到用于减小弹性复位转矩的径向安装的弹簧。在希望避免施加在外环2上的过大转矩以及使用具有恒定的较低力的分度齿条/跳簧系统的情况下，这些弹簧降低了条形件的固有旋转刚度。由于不可能光刻拉紧弹簧，所以可以使用钩子将在松弛位置制作的弹簧置于张力下：有利地，当摆轮10包括通过LIGA或MEMS或类似方法制造的一体式轮片30时，每个弹簧36都由半弹簧361组成，这些半弹簧361设置有头尾相接布置的钩子362，其在一体式轮片30的制造期间彼此远离，如在图的左部所见，然后仅需钩连起来以形成联接的单元363，从而获得所需的复位力。图11对于没有这些弹簧的情况用实线并且对于具有这些弹簧的情况用虚线示出了弹性转矩CE根据变形角度θ的变化。

在图12所示的第三变型中，第一分度齿部91由内凸缘1承载，并且包括其中心与摆轴11的轴线B相区别的第三带齿部段44，而第二分度齿部92由外环2承载，并且由外部跳簧29构成。更具体地，这里摆轮10包括一体式上轮片30，其是柔性行星结构，该柔性行星结构的行星体是容许惯性调节的不平衡惯性块，这些惯性块借助于弹性条形件连接到内凸缘1和/或外环2。

内凸缘1直接承载与摆轮10的轴线B不同心的带齿部段44，每个带齿部段44都通过与外环2成一体的外部跳簧29进行位置分度，并且其中惯性块4各自都通过彼此大致同心且与摆轴11的轴线B同心的弹性条形件48连接到内凸缘1和外环2两者。

此第三变型像行星运动一样进行作用，其中，两个惯性块4(行星体)在由卷绕在惯性块4周围的弹性臂48保持在一起的内凸缘1和外环2之间滚动。随着旋转角度增大，由于弹性条形件48而引起的弹性复位转矩会变化，尤其是(但不是必然)会增大。因此，为了防止分度系统失控，可以通过外部跳簧29的作用使第三带齿部段44的齿条倾斜以便获得抵消来自条形件48的转矩的保持力。在一个特定实施例中，该保持力是渐变的。应指出，此系统对震动不敏感。事实上，在线性震动的情况下由于图12的惯性块/行星体中的不平衡而引起的转矩会彼此抵消并且不会造成外环2的任何偶然的旋转，如在图13中所见的。对于在运动平面中在任何方向上被偏压的N个惯性块/行星体而言同样如此。外部跳簧29必须克服由弹性条形件48施加的复位转矩，并且非常重要的是将外环2定心以便不引起任何不平衡。

第二组变型的一个特定实施例在图18中示出：这是具有中央螺旋部的惯性调节结构，其中枢转不是弹性的，而是通过在三个定心支承件上的摩擦实现。内凸缘1包括固定在摆轮10的摆轴11上的开槽螺旋部44，而外环2承载三个惯性块4，其各自都借助于外部柔性条形件94被固定。外环2包括三个肩部53，开槽螺旋部44的臂51中所包括的三个支承件52在所述肩部上在与调节范围对应的30°的角向区段上滑动。外环2与开槽螺旋部44——其与惯性块4的齿55协作——之间的相对旋转导致惯性块4的中心对称布置。在一个特定但非限制性的数值应用中，对于具有直径为10.6mm的轮缘12、直径为7.9mm且厚度为150微米的一体式硅质上轮片30以及1.83.10-⁹kg.m²的总惯性的摆轮10而言，与30°的调节幅度对应的惯性调节达到37.4秒/天。开槽螺旋部44的凹槽当然可以调节和减小，特别是为了实现所要求的例如0.5秒/天的分辨率(resolution)。有利地，此机构还包括竖向引导元件(图中未示出)以确保外环2在Z向的保持。外环2的定心支承件52和肩部53有利地以数个微米的游隙隔开。因此，正是惯性块4使外环2在开槽螺旋部44上完美地定心，所述开槽螺旋部自身由柔性条形件19在摆轴11上定心。当外环2被旋转地偏压时，臂51的作用是确保三个惯性块4的齿55同步地落入开槽螺旋部44的凹槽中，以便没有不一致的情况。因此，由条形件经由这些凹槽施加的转矩高于惯性块向凹槽中的落入结束时的摩擦转矩。

本发明还涉及如特别在图20中示出的机械钟表机芯300，其包括至少一个钟表振荡器机构100和操作部件20，所述钟表振荡器机构100包括这种摆轮10，所述操作部件20设置成通过改变摆轮10中所包括的至少一些惯性块4的位置来控制摆轮10的惯性调节。该操作部件20可在联接位置与至少一个脱开位置之间移动。根据本发明，操作部件20包括设置成直接或间接地使轮缘12在联接位置固定不动的止挡装置160，以及至少一个控制装置80，该控制装置尤其带有齿，设置成在联接位置驱动外环2、尤其是外环2中所包括的齿部8旋转，以改变与外环2协作的惯性块4的位置。

本发明还涉及如特别在图20中所示的手表1000，该手表包括这样的机芯300和控制部件，该控制部件由设置成经由滑动小齿轮111控制走针轮系112的运动的表冠110或按压件构成。该走针轮系112包括输入轮115，该输入轮115设置成在操作部件20的联接位置驱动至少一个上述的带齿控制装置80。根据本发明的手表1000包括能够被旋转移动以控制操作部件20的联接或脱开的联接环102，并且联接环102优选地对使用者是隐藏的。

这种布置结构使得可以改造已有的手表，该已有的手表包括已经存在的控制部件诸如表冠、按压件、表圈、拉出件等，以及已经存在的滑动小齿轮和走针轮系。

这里，以包括一体式上轮片30——其外环2包含齿部8——的摆轮10的特定的非限制性例子来描述本发明。

如特别在图16中所示的，通过使该一体式上轮片30相对于摆轮10的轮缘12或者如这里在摆轮10包括下轮片时相对于下轮片14(该下轮片在轮缘12的任何角位置与轮缘12同步，所述轮缘12被事先锁定不能旋转)旋转，可以改变一体式上轮片30的惯性，进而改变摆轮10的惯性。在附图所示的非限制性实施例中，外环2、尤其是该一体式上轮片30的旋转通过操作部件20的控制装置80完成，所述控制装置80的形式特别为与摆轮10相邻的驱动轮81，其由止挡装置160的双稳定杆件150承载。杆件150通过位于包括振荡器100的钟表机芯300的外周的旋转环102的机械动作被侧向地联接/脱开，这使得只要其位于外周上就可以接近振荡器100。

图16示出此联接机构的一部分的一个示例。联接环102经由其中包括的指形件103作用在杆件150的两个斜坡154和155上，以控制杆件150在其旋转方向上的倾侧。用实线描绘的位置表示杆件150处于用于经由杆件150中所包括的梳齿151锁定下轮片14的齿部15的位置，在“ON”位置：摆轮10与手表1000的走针轮系和表冠110啮合。杆件跳簧156为杆件150引入双稳定性。为了改变为图中用虚线示出的解锁位置“OFF”，环102向下旋转并且引起杆件150的倾侧和脱开联接，从而释放摆轮10。

尽管杆件150包括这里用于与下轮片14的下齿部15协作的梳齿151，但应理解，当摆轮10不具有下轮片14时，杆件150也可包括设置成与轮缘12的外表面120协作并且尤其是与其相接触的摩擦表面。

当杆件150被释放时，柔性结构由集成的跳簧(诸如图4的跳簧42或图12的外部跳簧29)保持。该集成的跳簧保持惯性块4，并且施加足够的复位力以便还保持外环2。

优选地，为了对系统提供最大精度，所述轮片被微加工(源自在硅上制造的技术)，并且在可能的情况下各自在单个层被微加工(使用掩膜的方法)，如图所示。通过环102的动作被联接的杆件150从侧面接近摆轮10(ON位置)，并且借助于与附接至摆轮10的下轮片14啮合的其梳齿151在角度上保持摆轮10。驱动轮81因而同步地与上轮片30啮合。

根据本发明的手表1000包括控制部件，该控制部件由按压件、拉出件或类似部件构成，或者如图尤其是图20中所示由表冠110构成，该表冠具有在两个方向上进行可逆调节的优点。通常可在至少两个位置T1和T3之间移动的表冠110的旋转会经由滑动小齿轮111导致走针轮系112、输入轮115、驱动轮81和进而上轮片30的外环2的运动，该外环2可枢转并且改变摆轮10的惯性。

为了确保齿部容易插入，齿部如在图15中所示是尖的。一旦插入，则由于它们的轮廓是直的，或甚至可能稍微负向的/凹入的，由驱动轮81和由杆件150的梳齿151施加在上轮片30和下轮片14上的接触剪切力不会导致产生任何能够移动摆轮10的抗震枢轴的径向力。

走针轮系112可驱动承载指针114的中心轮113，从而使得可以观察所进行的调节。

本发明还涉及一种钟表组件，其包括如图20中所示的这种手表1000以及设置成控制联接环102的旋转的调节工具。

根据本发明有利地，联接环102和特别是如图所示由磁键(magnetic key)组成的调节工具200包括分别表示为101、201的互补磁区，其用于在互补磁区101和201穿过表壳1000协作时在调节工具200的作用下驱动联接环102旋转。在一个特定变型中，环102有利地设置有铁磁性靶101：P、Q、R、S，其被小心地布置并隐藏，以便仅外部磁键200能够在需要时移动和旋转所述环，外部磁键200具有被布置在特定位置P'、Q'、R'、S'并且彼此相对的磁柱201，特别是钕磁体或类似物。大致圆形的(通常为回转形状)纯铁磁性环102的优点是，它对在存在磁体的非期望情况下的外部铁磁性物体和能够引起其枢转的外部磁场不敏感。

图20概括示出用于在不打开手表1000并且不增设按压件的情况下通过改变摆轮10的惯性来调节快慢率的装置。当包括磁柱201的磁键200——一种在手表外部的工具——与手表同轴地被定位(它们的轴线重合)时，包括铁磁性靶101的联接环102由磁键200旋转移动。环102可首先对着磁体被轴向地吸引，然后键200的旋转通过在铁磁性靶101上的磁阻转矩而引起环102的旋转。由于这些靶的角位置对使用者隐藏，所以仅正确的键才会引起该环旋转。目的在于由售后服务人员进行调节以避免在使用者不成功的调节尝试的情况下损坏品牌的声誉。磁键200因此与联接环102协作，其中铁磁性靶101的数目和位置对使用者隐藏，以防止使用者不成功的调节尝试。优选地，磁柱201也在键200上被隐藏。

快慢率调节过程以如下方式进行。首先，借助于磁键200实现的环102的枢转引起杆件150在摆轮10的方向上倾侧，以使杆件150的驱动轮81与布置在摆轮10上的旋转惯性调节装置啮合。因此从OFF位置改变到ON位置。驱动轮81与走针轮系112的中间轮115成一体。其次，通过将表冠110拉至位置T3(时间设定)，表冠110经由滑动小齿轮111和中间轮与分针114和摆轮10的惯性调节装置两者啮合。旋转的表冠110因此可以实现惯性调节，并且也可以经由分针114来读取校正情况，这是非常实用的。一旦已完成调节，则借助于键200使杆件150脱开联接，从而从ON位置改变到OFF位置，然后设定时间并且最终使表冠110返回位置T1。

简言之，本发明可以：

–改变摆轮的惯性，尤其是在通常10-100秒/天或更大的范围内，

-通过在不同稳定位置之间改变惯性块的位置，因为它们始终被钩连在凹槽内部；

-借助于布置在摆轮上的至少一个微加工的、可调节惯性的柔性元件；

-获得用于经由穿过表壳作用在联接环上的磁键将表冠的旋转与惯性的改变相关联的机构。

Claims (17)

1.一种具有可调节惯性的钟表摆轮(10)，所述钟表摆轮包括摆轴(11)，所述摆轴一方面经由至少一个臂(13)承载轮缘(12)，另一方面承载固定到所述摆轴(11)并且经由多个第一弹性引导连接装置(3)承载外环(2)的内凸缘(1)，所述第一弹性引导连接装置在与所述摆轴(11)的轴线(B)垂直的平面中以及所述轴线(B)的垂直平面中被惯性平衡，所述外环(2)与所述轮缘(12)区分开，所述钟表摆轮(10)包括多个惯性块(4)，所述钟表摆轮的特征在于，所述外环(2)设置成在克服所述第一弹性引导连接装置(3)施加的抵抗转矩而施加的外部转矩的作用下相对于所述内凸缘(1)枢转；每个所述惯性块(4)都至少由所述内凸缘(1)经由至少一个第二弹性连接装置(5)承载，并且能够在通过所述内凸缘(1)或所述惯性块(4)承载的第一分度齿部(91)与所述惯性块(4)或所述外环(2)承载的第二分度齿部(92)之间的相应协作所限定的稳定角位置被分度；并且，所述外环(2)相对于所述内凸缘(1)的任何旋转都会改变所述惯性块(4)的角位置。

2.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述第一分度齿部(91)由所述内凸缘(1)承载并且包括内跳簧(42)，所述第二分度齿部(92)由所述惯性块(4)承载并且为第一带齿部段(43)。

3.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述第一分度齿部(91)由所述惯性块(4)承载并且包括至少一个齿(46)，所述第二分度齿部(92)由所述外环(2)承载并且包括至少一个第二带齿部段(72)，所述第二带齿部段(72)的中心区别于所述摆轴(11)的轴线(B)。

4.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述第一分度齿部(91)由所述内凸缘(1)承载并且包括中心区别于所述摆轴(11)的轴线(B)的第三带齿部段(44)，所述第二分度齿部(92)由所述外环(2)承载并且包括外部跳簧(29)。

5.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，每个所述惯性块(4)均由所述外环经由至少一个第三弹性连接装置(50)承载。

6.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述内凸缘(1)包括以大于所述外部转矩的最大值的摩擦转矩同心地夹紧所述摆轴(11)的多个弹性条形件(19)。

7.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述内凸缘(1)不可逆地附接至所述摆轴(11)。

8.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述钟表摆轮(10)包括直接或间接地固定到所述摆轴(11)的下轮片(14)，所述下轮片(14)包含外周止挡装置(15)。

9.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述外环(2)包括在所述摆轴(11)的所述轴线(B)上定心的外周连续齿部(8)，并且所述外周连续齿部(8)的旋转会在两个稳定的分度位置之间改变所述惯性块(4)的位置。

10.根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述钟表摆轮(10)包括一体式上轮片(30)，所述一体式上轮片(30)包含所述内凸缘(1)、所述第一弹性引导连接装置(3)、所述外环(2)、所述惯性块(4)、所述第二弹性连接装置(5)、所述第一分度齿部(91)和所述第二分度齿部(92)。

11.根据权利要求10所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，每个所述惯性块(4)均由所述外环经由至少一个第三弹性连接装置(50)承载，并且所述一体式上轮片(30)还包含所述第三弹性连接装置(50)。

12.根据权利要求10所述的钟表摆轮(10)，其特征在于，所述一体式上轮片(30)是柔性行星结构，该柔性行星结构的行星体是容许惯性调节的所述不平衡惯性块(4)，所述惯性块借助于弹性条形件连接到所述内凸缘(1)和/或所述外环(2)。

13.一种机械钟表机芯(300)，包括至少一个钟表振荡器机构(100)，所述钟表振荡器机构包括根据权利要求1所述的钟表摆轮(10)，所述机械钟表机芯的特征在于，所述机械钟表机芯(300)包括操作部件(20)，所述操作部件设置成通过改变所述钟表摆轮(10)中包含的至少其中一些所述惯性块(4)的位置来控制所述钟表摆轮(10)的惯性调节，所述操作部件(20)能在联接位置与至少一个脱开位置之间移动；所述操作部件(20)包括止挡装置(160)和至少一个控制装置(80)，所述止挡装置设置成直接或间接地使所述轮缘(12)在所述联接位置固定不动，所述控制装置设置成在所述联接位置驱动所述外环(2)旋转，以改变与所述外环(2)协作的所述惯性块(4)的位置。

14.根据权利要求13所述的机械钟表机芯(300)，其特征在于，所述外环(2)的旋转由所述控制装置(80)完成，所述控制装置包括与所述钟表摆轮(10)相邻的驱动轮(81)，所述驱动轮由所述止挡装置(160)中包含的双稳态杆件(150)承载，所述双稳态杆件(150)在侧向通过在所述机械钟表机芯(300)的外周的旋转环(102)的机械动作被联接/脱开联接。

15.一种手表(1000)，包括根据权利要求14所述的机械钟表机芯(300)以及控制部件，所述控制部件包括设置成经由滑动小齿轮(111)控制走针轮系(112)的运动的按压件或表冠(110)，所述手表的特征在于，所述走针轮系(112)包括设置成在所述操作部件(20)的所述联接位置驱动至少一个所述控制装置(80)的输入轮(115)；并且，所述手表(1000)包括能被旋转移动以控制所述操作部件(20)的联接或脱开联接的联接环(102)。

16.一种钟表组件，包括根据权利要求15所述的手表(1000)以及设置成允许所述钟表摆轮(10)的惯性调节的调节工具(200)，其特征在于，所述调节工具(200)设置成控制所述联接环(102)的旋转，并且所述联接环(102)和所述调节工具(200)包括互补的磁区(102；201)，以用于在所述互补的磁区(102；201)穿过所述手表(1000)的表壳协作时在所述调节工具(200)的作用下驱动所述联接环(102)旋转。

17.根据权利要求16所述的钟表组件，其特征在于，所述调节工具(200)是磁键，所述磁键包括磁柱(201)并且设置成与所述联接环(102)协作，所述联接环的磁区(101)是铁磁性靶(101)，所述铁磁性靶的数目和位置对使用者隐藏，以防止使用者不成功的调节尝试。