CN111103783A - 设有至少一个声辐射膜的报时或音乐手表及制造该膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种报时或音乐手表(1)，其设有由金属材料或无定形金属制成的声辐射膜(2)。膜(2)采取具有特定厚度的壁的环的形式，以通过第一边缘部分(23)连接到表壳中间部件(4)，并通过第二边缘部分(20)连接到固定于表镜(5)的表圈(3)。在表壳中的手表报时机构产生声音后的所述膜振动期间，连接到表镜的表圈能够经由所述膜相对于表壳中间部件移动。所述膜在作用区域中配置有特定厚度的壁，该厚度取决于连接到表镜的表圈的质量，以获得第一振动模式的频率f0，该频率f0根据等式f0＝(1/2π)·(k/m)1/2处于小于或等于4kHz的低频，其中k是取决于膜厚度的所述膜的刚度，m是连接到表镜的表圈的质量。

Description

设有至少一个声辐射膜的报时或音乐手表及制造该膜的方法
技术领域
本发明涉及一种设有声辐射膜的报时或音乐手表。该手表尤其包括表壳，表壳具有后盖和表壳中间部件，并由表镜封闭，以在表镜下方的表盘上显示时间信息。手表在表壳内部还包含报时机构，用于在预定时刻或按需产生声音或音乐。
本发明还涉及一种制造用于报时或音乐手表的声辐射膜的方法。
背景技术
具有用于产生声音或音乐的报时机构的手表是已知的。为此，在表壳内设置报时表的音簧或音乐表的振动板。音簧或振动板条带的振动因而被传递到各种外部部件。这些外部部件尤其是表壳中间部件、表圈、表镜和表壳后盖。这些大的外部部件在所传递的振动的作用下开始向空气中辐射声音。当被音锤撞击的音簧产生声音时或者当振动板的一个或多个振动条带产生声音时，这些外部部件能够将产生的声音辐射到空气中。
然而，在传统的音乐或报时手表中，基于外部部件的复杂的振动-声音转换的声学性能很差。为了改善和提高声音或音符的声级，必须考虑外部部件的几何形状和边界条件。外部部件的构型还取决于手表的美观和运行局限，这可能限制适配的可能性。
因此，为了进一步提高报时机构的振动-声音性能，将一个或多个膜布置成放置在表壳内。所述膜被设计和配置为使得表壳中产生的一个或多个音符得到有效辐射。所产生的音符的频率必须接近一个或多个膜的自然振动模式，以便它们发生谐振。
欧洲专利申请EP 0 028 429 A1公开了一种带有电声闹钟装置的手表。该装置旨在提高声学性能和音质。表镜由支承环保持在表壳中间部件上。该支承环是环形振动膜。在膜的两个边缘之间，具有弯曲的中心区域。中心心轴固定在表镜上，并由激励电磁体驱动以进行振动。该膜可以通过电铸获得。通过由交流电激励的电子设备的动作产生声音，其无法提供与使用机械动作的报时机构产生的声音相同的品质，这构成一个缺陷。
欧洲专利EP 2 409 200 B1和EP 2 738 625 B1公开了一种表壳，其表壳中间部件在一侧被表圈和表镜封闭，在另一侧被表壳后盖封闭。表圈和表镜通过弹性环形金属构件连接，该金属构件的形状类似波纹管，具有至少一个弯曲度在90°和180°之间的环形折叠部，以使连接到波纹管的表镜和表圈具有垂直于或平行于表盘的运动自由度。然而，这些专利强调了膜的特定形状，同时利用它来为表圈提供运动自由度，而不是作为报时机构的辐射元件。由表镜和金属构件形成的组件的固有振荡频率高于所传输信号的频带，以避免声音的任何劣化或失真，这不能有效地辐射所产生的声音。因此，这构成了一个缺陷。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过提供一种设有至少一个声辐射膜的报时或音乐手表来克服现有技术的缺陷，该声辐射膜设置成经由所述膜产生具有低频振动的更佳声辐射的丰富声音，所述膜连接到表壳的表镜或与表镜连接的表圈。
因此，本发明涉及前述的报时或音乐手表，其包括独立权利要求1中限定的特征。
从属权利要求2至13中限定了报时或音乐手表的特定实施例。
所述报时或音乐手表的一个优点在于这样的事实，即，所述膜构造成使得当被至少一个音簧或振动板的至少一个条带产生的声音激励时，存在横波传输。该薄膜一方面与固定到表镜的表圈连接或直接与表镜连接，另一方面与表壳中间部件连接。因此，表圈和表镜一起，或者仅是表镜，变得可移动，并且以与膜相同的振动模式振动，以获得小于4kHz、或1kHz或更小的振动模式，这取决于膜的厚度和/或还取决于其曲率。所述膜关于形成质量的表镜或表圈/表镜组合起弹簧的作用。第一振动模式的频率取决于刚度与质量之比的平方根。此第一振动模式是活塞类型。因此，膜的刚度越低，第一振动模式的频率就越低，这是所希望的。
有利的是，所述膜可以通过电铸工艺制成。它可以制成小于80微米的厚度，例如低至37微米，这使得可以将辐射频率降低至500Hz，同时仍能提供高达约8至10kHz频率的良好声辐射。通过在如此低的频率下工作，能够获得更温暖、更响亮的声音，因为当音乐产生时，辐射模式越多，人耳能听出的响亮声音就越多，并且声音就越清晰。
所述膜可以由金属材料制成，例如5N金。
为此，本发明还涉及一种用于制造至少一个用于报时或音乐手表的声辐射膜的方法，该方法包括独立权利要求14和15中限定的特征。
从属权利要求16中限定了一个特定的制造步骤。
附图说明
在下面的特别是参考附图的描述中，配备有至少一个声辐射膜的报时或音乐手表以及制造该膜的方法的目的、优点和特征将会更加清楚地显现，其中:
图1示出了根据本发明第一实施例的报时或音乐手表的局部剖视图，该手表在表镜和表壳中间部件附近具有膜，
图2a至2c示出了根据本发明的环形膜的几个实施例，其中示出了一侧的截面，
图3示出了根据本发明第二实施例的报时或音乐手表的局部剖视图，该手表在表镜和表壳中间部件附近具有膜，以及
图4a至4e以截面图示意性示出了制造本发明第二实施例的膜的不同步骤。
具体实施方式
在下面的描述中，设有声辐射膜的手表报时机构的所有那些在此技术领域中公知的部件将仅被简要描述。焦点主要在于，在表壳内部产生声音后允许足够的声辐射的表壳内部的膜的布置及其构造。
因此，图1表示机械报时手表或音乐手表1的第一实施例，其包括至少一个声辐射膜2。该声辐射膜2由金属材料或无定形金属制成，并且是具有一定厚度的壁的形式为环的连接件。它可以被认为是一个膜片弹簧。该膜2被布置成通过第一边缘部分23连接到表壳的中间部件4——特别是表壳的中间部件4的上部——并且通过第二边缘部分20连接到表圈3，表圈3经由垫圈12固定到表镜5。根据一个变型，膜2的第二边缘部分20也可以直接连接到表镜5。
应当注意，膜2的第一边缘部分23可以固定到表壳中间部件4的上部，特别是经由互补表圈13固定在环形凹槽内。该互补表圈可以被旋拧在表壳中间部件4的上部，或者通过粘合剂粘合或熔焊或钎焊或压装于其上而固定，使得互补表圈13的下部部分将第一边缘部分固定在表壳中间部件4的环形凹槽内。互补表圈13也可以用作对于包括连接到表镜5和膜2的表圈3的组件的保护装置。
在图1中，报时或音乐手表1还包括报时机构，该报时机构由在此构造中设置在表盘6下方的一定数量的音簧9简单表示。报时机构连接到设置在表盘6和后盖7之间的钟表机芯14，后盖7通过密封垫圈8固定到表壳中间部件4的下部。这些相互间隔开的音簧9每个都可以被特定的音锤(未示出)通常在确定的时间击打，以使每个音簧产生不同的声音，并且这还可以产生曲调。还可以设置一种振动板，该振动板具有不同长度的条带(未示出)，其被具有用于致动条带的构件的圆盘或圆柱体致动，以便产生相应于致动构件的布置的音乐。
如图1至4所示，膜2为环形，其具有弓形或弯曲部分，该弓形或弯曲部分沿垂直于手表平面的方向Z在膜2的作用区域11中指向表镜5。该弓形部分是如图所示的截面为圆形的部分，其延伸出直线部分，限定了直至第一边缘部分23的截头圆锥形部分。根据此第一实施例，膜2的第二边缘部分20由保持环10固定，保持环10例如被压装到表圈3底部的圆柱形外壁上。可以在保持环中设置内环形槽，用于引导膜2的第二边缘部分20的内折叠部。此外，该固定环10可以熔焊或钎焊到表圈3的底部，以确保膜2和表圈3的组件的良好密封。
表圈3还包括表镜5所在的上边缘，表镜5由垫圈12固定到表圈3的上部内壁。表圈3的下部内边缘位于表盘6上方，不与表盘6接触，以允许由膜2保持的表镜5和表圈3的移动性。在表圈3和表盘6之间或者在表圈3和互补表圈13之间，设置有70至100微米的空间，以允许膜2/表圈3组件的移动性。根据需要，在表壳中的手表报时机构产生声音之后的膜2振动期间，表镜5或者连接到表镜5的表圈3可借助于膜2相对于表壳中间部件4移动。连接到膜2的表圈3以与膜2相同的振动模式振动，其显著低于传统的外部手表部件的振动模式。
应当注意，一旦将环形膜固定到连接于表镜5的表圈3上或直接固定到表镜5上，并且固定到表壳中间部件4上，则将报时或音乐手表的表壳的内部密封，同时允许连接到膜2的表圈3或连接到膜2的表镜5的自由运动。
所述膜被构造为具有特定厚度的壁，该厚度取决于连接到表镜5的表圈3的质量，或者仅取决于表镜5的质量，以获得第一振动模式的低频f0。希望具有小于或等于4kHz，优选小于或等于1kHz的低频。为此，考虑等式f0＝(1/2π)·(k/m)1/2，其中k是膜2的刚度，其取决于膜2的厚度，m是连接到表镜5的表圈3的质量或者仅是表镜5的质量。因此，可以通过增加连接到表镜5的表圈3的质量m来降低连接到表圈3的膜2的谐振频率。然而，优选的是减小膜片弹簧2的厚度，以通过减小膜2的刚度k来降低第一振动模式频率f0。因此，在此第一实施例中，通过传递由设置在表盘下方的一个或多个音簧9的振动所产生的横波，实现对膜2的激励。
与表镜5一起连接到表圈3或者仅连接到表镜5的所述膜2能够覆盖使用外部手表部件的情况下的1kHz至10kHz的声辐射带。如果在下文描述的电铸制造过程之后减小膜2的厚度以降低其刚度，则声辐射带甚至可以在500Hz和10kHz之间。
作为非限制性示例，可以提供厚度为2mm、直径约为37.8mm的蓝宝石表镜5，以及由金属例如金制成的表圈3，以便具有约13克的质量。表圈3是环形的，其内径约36mm，外径约41.9mm，厚度约3.55mm。如下文参照图4a至4e所述，可以电铸成型的膜2优选由5N金制成，以匹配期望的谐振频率，因为大多数外部部件也是由金制成的。所述膜的作用区域11可以是表圈3和互补表圈13之间的空间，该空间宽1.2毫米，在方向Z上高2毫米。
图2a至2c示出了根据本发明的环形膜的几个实施例，其中示出了一侧的横截面。在图2a中，膜2具有弓形部分21，其中从第二边缘部分20到连接于第一边缘部分23的直线部分22的圆形部分的角度大于180°。在图2b中，膜2具有弓形部分21，其中从第二边缘部分20到连接于第一边缘部分23的直线部分22的圆形部分的角度基本上等于180°。在图2c中，膜2具有弓形部分21，其中从第二边缘部分20到连接于第一边缘部分23的直线部分22的圆形部分的角度明显小于180°。
膜2在其作用区域中的曲率也能够影响其刚度，从而对于在方向Z上的力的作用下的第一振动模式频率的减小产生影响，这是鉴于膜2所在位置的尺寸的减小。
优选地，所述膜的厚度对于整个膜2基本相同，该厚度例如可以是约80微米的特定厚度，并且可以减小到约37微米的厚度，以便在如上所述具有连接到表镜的表圈的情况下，对于5N金膜将第一振动模式频率降低到500Hz。这具有在低频下工作并获得更温暖、更大声的声音的优点，因为有一些辐射模式在人耳听来是大声的声音，并且在所产生的一组音符形成曲调的情况下，声音会更加分明。
图3示出了根据本发明第二实施例的报时或音乐手表的局部剖视图，该手表具有在表镜和表壳中间部件附近的膜。此第二实施例的唯一区别在于膜2的第二边缘部分20。该第二边缘部分包括跟部20，其用于通过电铸来开始膜的制造。一旦具有第二边缘部分跟部20的膜2制成，则该跟部——其例如是一个环形的金环——能够直接压装在表圈3底部的外圆柱形壁上。因此，这使得可以获得一体式的膜2和固定跟部20。
下面将描述一种制造膜的方法，该膜一旦完成，就安装在报时手表内部。为此，将参考图4a至4e。
在图4a中，提供环形的金属圈20。优选地，该环形圈20可以由5N金制成，但是也可以设想其他金属材料。
在图4b中，将轮廓翻转的(profile-turned)基材30制成为基底以用于通过电铸来制造膜。该基材具有与待制造的膜形状互补的轮廓。该基材必须能够在膜的制造过程结束时溶解而不损坏膜。该基材具有环形腔31，该环形腔31具有所述环形圈的尺寸。
在图4c中，将环形圈20压入基材30的环形腔31中。该环形圈位于腔的入口处，并将作为用于形成膜的起点。
在图4d中，通过使用诸如5N金的金属材料进行电铸，从跟部20开始在互补形状的基材30上来制造膜。根据基材的形状，膜形成为具有其环状的弓形部分21、其直线部分22和第一边缘部分23。第二边缘部分直接连接到跟部20。
最后，在图4e中，基材被溶解，使得仅有膜及其部分20至23保留。也可以通过将膜浸入电铸槽中来精加工零件以实现精制，特别是对其厚度进行精制。随后，可以将膜固定在报时手表中，特别是固定在可动表圈和表壳中间部件之间。
根据刚才给出的描述，本领域技术人员可以在不脱离由权利要求限定的本发明范围的情况下，设计出设有声辐射膜的音乐或报时手表的多种变型。所述膜可以用金以外的金属通过电铸工艺制成。

Claims (17)

1.一种报时或音乐手表(1)，其设有至少一个由金属材料或无定形金属制成的声辐射膜(2)，所述膜(2)采取具有特定厚度的壁的环的形式，以通过第一边缘部分(23)连接到表壳中间部件(4)，并且通过第二边缘部分(20)直接连接到表镜(5)或者连接到固定于表镜(5)的表圈(3)，在表壳中的手表报时机构产生声音后所述膜(2)的振动期间，表镜(5)或连接于表镜(5)的表圈(3)能够经由所述膜(2)相对于表壳中间部件(4)移动，
其特征在于，所述膜(2)构造为在作用区域(11)中具有特定厚度的壁，所述特定厚度取决于连接到表镜(5)的表圈(3)的质量或仅取决于表镜(5)的质量，以获得第一振动模式的频率f0，该频率f0根据等式f0＝(1/2π)·(k/m)1/2处于小于或等于4kHz的低频，其中k是所述膜(2)的刚度，该刚度取决于所述膜的厚度，m是连接于表镜(5)的表圈(3)的质量，或者仅是表镜(5)的质量。
2.根据权利要求1所述的手表(1)，其特征在于，所述膜(2)是环形的，具有从第二边缘部分(20)开始并垂直于手表(1)的平面指向表镜(5)方向的环状的弓形部分(21)，所述弓形部分(21)延伸出直线部分(22)，该直线部分(22)连接到第一边缘部分(23)。
3.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，环状的弓形部分(21)在截面图上是圆的一部分，其在静止时角度大于180°。
4.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，环状的弓形部分(21)在截面图上是圆的一部分，其在静止时角度基本等于180°。
5.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，环状的弓形部分(21)在截面图上是圆的一部分，其在静止时角度小于180°。
6.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，环状的弓形部分(21)和直线部分(22)具有相同的厚度。
7.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，所述直线部分(22)为截头圆锥形。
8.根据权利要求2所述的手表(1)，其特征在于，所述膜(2)在所述第一边缘部分(23)和所述第二边缘部分(20)之间的厚度小于或等于80微米，以便在与所述表圈(3)或表镜(5)相结合的振动模式下获得小于或等于1kHz的第一振动模式的频率f0。
9.根据权利要求8所述的手表(1)，其特征在于，所述膜(2)在所述第一边缘部分(23)和所述第二边缘部分(20)之间的厚度小于或等于40微米，以便在与所述表圈(3)或表镜(5)相结合的振动模式下获得约500Hz的第一振动模式的频率f0。
10.根据权利要求1所述的手表(1)，其特征在于，所述膜通过在结合金制的表圈(3)的情况下电铸5N金而获得。
11.根据权利要求1所述的手表(1)，其特征在于，所述膜(2)的第二边缘部分(20)由固定环(10)固定，所述固定环(10)被压装或焊接在所述表圈(3)的底部的圆柱形外壁上。
12.根据权利要求1所述的手表(1)，其特征在于，所述第二边缘部分包括跟部(20)，所述跟部在电铸成型所述膜(2)的制造过程中获得，所述跟部是环形圈，用于通过压配合将所述膜(2)固定到所述表圈(3)的底部的圆柱形外壁上。
13.根据权利要求1所述的手表(1)，其特征在于，所述手表包括设置在所述表圈(3)上方的互补表圈(13)，所述互补表圈(13)用作保护装置，并且用于将所述膜(2)的第一边缘部分(23)固定到所述表壳中间部件(4)的上部。
14.一种用于制造根据权利要求1所述的报时或音乐手表(1)的膜(2)的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
-提供与待制造的膜(2)形状互补的轮廓翻转的基材(30),
-通过用金属材料或无定形金属进行电铸而在基材(30)上制造所述膜(2)，以及
-溶解所述基材以便仅保留所述膜，所述膜包括获得特定厚度的第一边缘部分(23)、直线部分(22)、弓形部分(21)和第二边缘部分(20)。
15.一种用于制造根据权利要求1所述的报时或音乐手表(1)的膜(2)的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
-提供由金属或无定形金属制成的环形圈(20)，
-提供与待制造的膜(2)形状互补的轮廓翻转的基材(30)，该基材包括具有环形圈(20)形状的环形腔(31)，
-将环形圈(20)压入基材(30)的环形腔(31)中，
-通过用金属材料或无定形金属进行电铸，在基材(30)上从跟部(20)开始制造所述膜(2)，以及
-溶解所述基材，以仅保留具有第一边缘部分(23)、直线部分(22)、弓形部分(21)和第二边缘部分的所述膜，该第二边缘部分具有一体式的跟部(20)，该弓形部分和直线部分具有相同的特定厚度。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，具有或不具有跟部(20)的膜(2)由5N金制成。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，具有或不具有跟部(20)的膜(2)由5N金制成。
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