CN1133977A - 带有对中显示装置的钟表弹簧 - Google Patents

Abstract

一种钟表弹簧，它带有用于确定该钟表弹簧是否居中的装置并且带有：一外罩，它限定了一第一中心开孔并具有一径向壁面；一轴套，它以可旋转的方式支承在第一中心开孔内；盘绕的带状电缆；一掣爪，它安装在轴套上；一计数轮，它以可旋转的方式与外罩相连并具有多个啮合齿，这些啮合齿相对计数轮延伸以便以递增的方式与掣爪相接合；一波纹状垫圈，它以摩擦的方式安装成贴着外罩和计数轮；一计数器罩盖，它安装在计数轮上。

Description

带有对中显示装置的钟表弹簧

本发明涉及到一种钟表弹簧(发条)，它通过一扁平的电缆以电学的方式将一固定的外罩与可旋转的轴套连接起来，具体地说，本发明涉及到这样一种设备，它能够指示所说的轴套相对外罩是否对中。

钟表弹簧通常在诸如将它装在汽车方向盘内的气囊与安装在汽车多个部位上的传感器连接起来的应用中使用。

例如，颁发给Bolen的美国专利第5061195号(1991)公开了这样一种类型的钟表弹簧，它能形成汽车转向设备内可相对移动的部件之间的直接电连接。在这种类型的钟表弹簧结构中，用一带状电缆来形成上述的电连接。带状电缆是由夹在两层聚酯薄膜之间的导电材料构成的。该带状电缆以盘绕的方式可活动地包容在钟表弹簧的外罩内。此外，带状电缆的一端与钟表弹簧的固定部件相连，而另一端则与钟表弹簧的可旋转轴套相连。

操作过程中，当轴套旋转时，带状电缆或者缠绕在轴套上或者从轴套上松开。但是，为了能在轴套旋转过程中防止损坏电缆，不允许有显著的拉力在带状电缆缠绕或松开时作用于该电缆。如果轴套沿一个方向过度旋转从而导致有明显的拉力作用于电缆，那么，就会产生卷得太紧的情况。

为了防止有过度的拉力作用于电缆，对轴套来说必须在安装到转向设备时是对中的。轴套的对中能使得轴套在带状电缆过度卷绕之前作同样程度的顺时针和逆时针旋转。

在将钟表弹簧安装到转向装置上时，如果轴套不处于对中的位置，那么，就会在电缆完全绕到轴套上和/或从轴套上松开但转向设备仍继续转动时损坏该电缆。

为了能在将钟表弹簧安装到转向设备时使该钟表弹簧对中，有时要使用外部锁定机构。这些锁定机构使得轴套在安装钟表弹簧之前只有有限的旋转行程。通过直接从钟表弹簧上卸下外部锁定机构并且废弃掉，可以打开外部锁定机构。

同样，正如颁发给Bolen的美国专利第5171157号(1992)那样，有时也使用内部锁定机构以阻止轴套旋转。内部锁定机构总是在未将钟表弹簧安装至转向设备时限制轴套的运动。通常用转向设备所提供的销钉或其它解锁系统来打开内部锁定机构。当从转向设备上卸下钟表弹簧时，该钟表弹簧的内部锁定机构就会重新锁合。

但是，如果从转向设备上卸下轴套以后再重新安装，那么，外部锁定机构和内部锁定机构都无法确保和/或指示何时能使钟表弹簧的轴套对中。

业已提出了多种提供有指示钟表弹簧是否对中的方法的设备。但是，这些设置会增加钟表弹簧在直径上的尺寸和/或需要使用齿轮，这些齿轮由于在轴套旋转时作持续的旋转，因而具有非常有限的使用寿命。

例如，颁发给Shitanoki的美国专利第4789342号(1988)公开了一种位置指示器，它安装在钟表弹簧的一侧。同样，颁发给Zeller等人的美国专利第4821016号(1989)也公开了一种指示器，它带有多个在轴套旋转时旋转的齿轮。

所以，提出了一种对中显示装置，该装置具有：一计数轮，它轴向地支承在外罩的顶部上；以及一设置在轴套上的掣爪，它在轴套转动时与前述计数轮相接合。因此，这种显示装置能使得轴套与外罩部件对中。但是，这种装置不会增加钟表弹簧在直径上的尺寸和/或不需要两个或多个齿轮部件的持续接合。

鉴于以上情况，本发明的一个目的是指示轴套何时在钟表弹簧的外罩内对中。

本发明的另一个目的是在不增加钟表弹簧直径尺寸的情况下进行对中显示。

本发明的又一个目的是提供一种具有高可靠性的对中显示装置。

本发明的再一个目的是指示应使轴套旋转的方向以便使得该轴套在钟表弹簧的外罩内定位于对中的位置。

本发明的还一个目的是指示使轴套定位于对中位置所需的转动次数。

本发明的另外一个目的是减少或消除出现过度卷绕情况的可能性。

本发明提供了一种用于使钟表弹簧对中的设备。为此，在一个实施例中，本发明提供了一钟表弹簧，它带有：一外罩，此外罩具有一外部径向壁面以及一相对该径向壁面垂直延伸的顶部；一轴套，它以可旋转的方式安装在上述外罩上；一带状电缆，它卷绕在轴套上并与外罩和轴套相连；以及，一指示器，它包含在外罩的顶部以及轴套上，此指示器用于以步进的方式指示轴套何时相对外罩对中。

在实施例中，本发明规定：所说的指示器是一计数轮和一掣爪

在实施例中，本发明规定：所说的计数轮以可旋转的方式与外罩的顶部相连，而掣爪则安装在轴套上。

在实施例中，本发明包括摩擦装置，该摩擦装置用于阻止计数轮旋转，除非是该计数轮与掣爪相接合。

在实施例中，本发明规定：所说的摩擦装置是一波纹状垫圈，它被安装成贴着外罩的顶部以及计数轮的底部。

在实施例中，本发明提供了多个啮合齿，这些啮合齿相对计数轮延伸以便以步进的方式与掣爪相接合。

在实施例中，本发明规定，所说的多个啮合齿在数量上等于轴套在带状电缆完全绕到轴套或从轴套上松开之前可能有的最多转数。

在实施例中，本发明规定：将每个啮合齿均标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的次数与方向。

在实施例中，本发明还包括一计数器罩盖，它安装在计数轮上，从而，在任何给定的时刻只会露出不多于两个来自计数轮的啮合齿。

本发明还提供了一种钟表弹簧，它带有用于确定该钟表弹簧是否对中的装置，所说的钟表弹簧包括：一外罩，它限定了一第一中心开孔并且还具有一径向壁面；一轴套，它以可旋转的方式支承在第一中心开孔内；盘绕的导电装置，它具有一第一端部和一第二端部，第一端部与外罩所支承的第一连接器相连，而第二端部则与轴套所支承的第二连接器相连；以及，一指示器，它在不延伸至前述径向壁面的情况下安装在轴套与外罩上，以便指示轴套是否相对外罩对中。

本发明还提供了一种钟表弹簧，它带有用于确定该钟表弹簧是否对中的装置，所说的钟表弹簧包括：一外罩，它限定了一第一中心开孔并且还具有一径向壁面；一轴套，它以可旋转的方式支承在第一中心开孔内；盘绕的导电装置，它具有一第一端部和一第二端部，第一端部与外罩所支承的第一连接器相连，而第二端部则与轴套所支承的第二连接器相连；一掣爪，它安装在轴套上；一计数轮，它以可旋转的方式连接于外罩并带有多个啮合齿，这些啮合齿相对计数轮延伸以便以步进的方式与掣爪相接合，每个啮合齿均被标记成能指示出为使轴套相对外罩对中轴套所应旋转的次数与方向；一波纹状垫圈，它以摩擦的方式安装成贴在外罩和计数轮上；以及，一计数器罩盖，它安装在计数轮上，从而，在任何给定的时刻只会露出不多于两个来自计数轮的啮合齿。

从以下对本发明的示意性最佳实施例的详细说明中可以看出实施本发明的各种装置以及本发明的其它优点和新颖特征。

附图中显示了本发明当前的最佳实施例，各图中相同的标号表示相同的部件，在附图中：

图1是钟表弹簧的侧剖图，该钟表弹簧使用了一对中显示装置；

图2是上述对中显示装置的分解图。

参照附图，特别是参照图1，它显示了钟表弹簧10的侧剖图，此钟表弹簧带有一对中显示装置12。

钟表弹簧10包括一轴套14以及一外罩16。外罩16包括一外部径向壁面18，此壁面以垂直的方式连接于基底20和顶部22。

外罩16的基底20通常呈圆形并带有一位于中心的第一开孔24。同样，外罩16的顶部22通常也呈圆形并带有一位于中心的第二开孔26，第二开孔26的周长与第一开孔24的周长相同。同时，第一开孔24和第二开孔26限定了一第一中心开孔27，它贯穿钟表弹簧10的外罩16。此外，外罩16的基底20、外部径向壁面18以及顶部22共同限定了一包含在外罩内的圆形通道28。

一局部延伸的径向壁面30相对外罩16的外部径向壁面18的一部分向外延伸。延伸的壁面30与外部径向壁面18相间隔，从而在外罩16内形成了一第一连接器容纳腔32。在第一连接器容纳腔32与圆形通道28之间设置有一通路(未显示)。

轴套14可旋转地安装在外罩的第一中心开孔27内。轴套14包括一顶部34、一底部36以及一第二径向壁面38。经由轴套14顶部34延伸至轴套14底部36的第二中心开孔40位于轴套14的中心之内。此外，通向销钉孔44的开口42位于第二径向壁面38的底部36之内，所说的销钉孔44也位于第二径向壁面38之内。

轴套14的第二径向壁面38具有一定的周长，此周长大于第二开孔26和第一开孔24的周长。一底部轨道46位于轴套14的第二径向壁面38与底部36之间。底部轨道46带有一凸缘48，它相对第二径向壁面38的外侧向内垂直地延伸并且与底部轨道的壁面50相邻。相应地，底部轨道的壁面50相对凸缘48垂直地延伸并且前进至轴套14的底部36。底部轨道的壁面50用等于外罩基底20内的第一开孔24周长的圆周包围着轴套14。

同样，一顶部轨道52位于轴套14的第二径向壁面38与顶部34之间。顶部轨道52带有一凸缘54，它相对第二径向壁面38的外侧向内垂直延伸并接合于顶部轨道的壁面56。相应地，顶部轨道的壁面56相对凸缘54垂直地延伸并且前进至轴套14的顶部34。顶部轨道的壁面56用等于外罩顶部22内的第二开孔26周长的圆周包围着轴套14。

如前所述，钟表弹簧的轴套14可旋转地安装在外罩16的第一中心开孔27之内。轴套14的顶部轨道壁面56在第二开孔26内贴着外罩16的顶部22滑动。同样，顶部轨道壁面50在第一开孔24内贴着外罩16的基底20滑动。此外，轴套14的第二径向壁面38在外罩16的通道28内部分地突出。所以，轴套14会锁定在外罩16内，这是因为，第二径向壁面38延伸进通道28内的部分的周长要大于外罩16之第一开孔24和第二开孔26的周长。

一盘绕的带状电缆58位于外罩的通道28内并且包围着轴套14。带状电缆58具有一第一端部和一第二端部。带状电缆58的第一端部穿过设置在第一连接器容纳腔32与通道28之间的通路。该端部以导电的方式与容纳腔32内的第一连接器60相连。第一连接器60延伸至容纳腔32的外部并穿过外罩16的基底20。同样，带状电缆58的第二端部也以导电的方式与第二连接器62相连。第二连接器62部分地安装在轴套14的第二径向壁面38内并且经由轴套14的顶部34突出。

一第一导线束64从第一连接器60延伸至钟表弹簧10的外侧。第一导线束64以导电的方式与第一连接器60相连，从而能将电信号传导至盘绕的带状电缆58并且传导来自该电缆的电信号。同样，一第二导线束62从第二连接器62延伸至钟表弹簧10的外侧。第二导线速66以导电的方式与第二连接器62相连，从而能将电信号传导至盘绕的带状电缆58并且传导来自该电缆的电信号。

一导线导向件68相对轴套14的顶部34延伸。导线导向件68邻接于和二连接器62离开轴套14的位置。导线导向件68在外罩16的顶部22上形成有一定的角度并提供了一通道70，导线束66位于该通道内。

参照图1和图2，对中显示装置12与外罩16的顶部22相连并且相对轴套14延伸。显示装置12相对轴套14延伸的那一部分是一掣爪72。掣爪72垂直地突出于轴套14的顶部导轨壁面52并且带有一第一梢端74。掣爪72的第一梢端74是圆的从而形成了一圆头端部。

为了能使轴套14在钟表弹簧的外罩16内旋转，必须要使得顶部导轨壁面52与掣爪72相连的那部分在外罩16的顶部22上延伸。

参照图2，它显示了从轴套14上拆下的顶部22，一计数器罩着壁面76形成在外罩16的顶部22上。计数器罩盖壁面76通常呈C形，并且，该壁面76与带有一开口78，此开口朝向外罩16之顶部22上的第一开孔24。

一安装柱80相对外罩16的顶部22延伸。安装柱80位于计数器罩盖壁面76所包围区域的中心处。安装柱80通常呈圆柱形，一端与外罩16的顶部22相连，另一端则带有一扁平的头部82。扁平头部82的直径大于安装柱80的直径。

一计数轮84和一波纹形垫圈86嵌在安装柱80上。计数轮84通常呈星轮形并且带有顶部88、底部90、多个啮合齿92以及位于计数轮84中心的安装孔94。计数轮84上啮合齿92的数量取决于包含在钟表弹簧内的带状电缆的数量。在当前的最佳实施例中，带状电缆在安全缠绕到轴套14或从轴套14上松开之前只允许轴套14沿一个方向最多旋转六转。所以，在计数轮84上设置有六个啮合齿，它们对应于可能的最多转动次数。此外，啮合齿92的顶部88沿顺时钟方向顺次分别标有“1 Conuter”、“2 Conuter”、“3 Counter”、“3Clock”、“2 Clock”以及“1 Clock”(图2中未示出啮合齿上的标记)。

如图1所示，在计数轮84的安装孔94内有一凸出部96，它包围着安装孔94的圆周并从计数轮84的底部90延伸至距计数轮84的顶部88约为一半的距离处。计数轮84的凸出部96以可旋转的方式安装成贴在安装柱80的头部82上。此外，安装柱88的头部82凹进计数轮84的安装孔94内，因此，该头部不会在计数轮84的顶部88上延伸。

参照图2，波纹形垫圈86带有一安装孔98，它位于该垫圈的中心，并且，垫圈86带有扭曲的顶部和底部摩擦表面。波纹形垫圈86安装在安装柱80上并且位于外罩16的顶部22与计数轮84的底部90之间。所以，计数轮84只有在因贴合于计数轮84底部90和外罩16顶部22的波纹形垫圈86所提供的摩擦而逆着计数轮84的啮合齿92施力时才会旋转。

一计数器罩盖100安装在计数轮84上并且与计数器壁面76相连。计数器罩盖100通常呈圆形并带有一个扁平的部分102。扁平部分102的位置能使得它在壁面76内的开口78上延伸。所以，在观察外罩16的顶部22时，只能看到一个或两个来自计数轮84的啮合齿92。

在组装钟表弹簧10时，将轴套14放置在对中的位置处，并使掣爪72对着计数器壁面76之开口78的中心。此外，当掣爪70处于上述中心位置时，计数轮84标有“1 Counter”和“1 Clock”的啮合齿跨在该掣爪上。

在组装好的情况下，将钟表弹簧10安装到转向装置上，因此，外罩16会与一不旋转的安装结构(未显示)相连，并且，轴套14与一可旋转的转向件(未显示)相连，而此转向件则穿过轴套14的第二中心开孔40。由于轴套14与转向设备的可旋转的转向件相连，所以，轴套14会随可旋转的转向件旋转。每当轴套14旋转时，轴套14的掣爪就会与计数轮84相接合并且在轴套14每转一次时就使计数轮前进一个齿。所以，通过所说的对中显示装置可以步进地表示出轴套相对外罩的位置。

例如，当轴套14在外罩16内对中时，计数器84标有“1Counter”和“1 Clock”的啮合齿跨在掣爪72上。当轴套14沿箭头104所示的顺时针方向运动时，掣爪72会开始推挤计数器84标有“1 Clock”的啮合齿，因此，计数轮84会沿箭头106所示的逆时针方向运动。当掣爪72继续沿顺时针方向运动时，计数轮84也会继续沿逆时针方向运动，直至最后掣爪72不再与计数轮84相接合，因此，只有一个计数轮84的啮合齿会从计数器罩盖100的下方露出。所以，从计数器罩盖100下方露出的啮合齿显示出标记“1 Counter”。此外，当轴套14沿顺时针方向继续运动约一圈时，掣爪72会再次与露出的计数轮84的啮合齿相接合并推挤该啮合齿。轴套14顺时针的继续运动会使计数轮84沿逆时针方向运动，直至掣爪72不再与计数轮84相接合，因此，标有“2 Conuter”的啮合齿会从计数器罩盖100的下方露出。

当以后从转向设备中拆下钟表弹簧10。对中显示装置12会继续显示出要使轴套14返回至对中位置所需的转动次数和方向。因此，根据计数轮84从计数器罩盖100下方露出的啮合齿所指示的位置，可以确定轴套14是否是对中的或者是否需要调整。

应该认识到，本技术的专家可以看出当前最佳实施例的多种改型和改进形式。例如，轴套上可以有两个掣爪，这两个掣爪彼此成180度，因此，计数轮84可在半圈之内指示出轴套相对钟表弹簧外罩的位置。此外，所说的对中装置还可包括一锁定装置，以便在轴套业已转过预定转数时阻止该轴套旋转。在不脱离本发明精神和范围以及不减少本发明所具有的优点的情况下，可以形成上述改型和改进形式。所以，后附的权利要求包括了上述改型和改进形式。

Claims (21)

1.一种钟表弹簧，它包括：

a)一外罩，它带有一外部径向壁面以及一相对该外部径向壁面垂直延伸的顶部；

b)一轴套，它以可旋转的方式安装在上述外罩上；

c)一带状电缆，它卷绕在轴套上并与外罩和轴套相连；以及

d)用于以步进的方式指示轴套何时相对外罩对中的装置，此装置包含在外罩的顶部以及轴套上。

2.如权利要求1所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的指示装置包括：

a)一计数轮；以及

b)一掣爪

3.如权利要求2所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的计数轮以可旋转的方式与前述顶部相连，而掣爪则安装在轴套上。

4.如权利要求3所述的钟表弹簧，其特征在于，它还包括这样的装置，它用于阻止计数轮旋转，除非是该计数轮与掣爪相接合。

5.如权利要求4所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的阻止装置包括一波纹形垫圈，此垫圈以摩擦的方式安装成贴着前述顶部及计数轮。

6.如权利要求2所述的钟表弹簧，其特征在于，有多个啮合齿相对计数轮延伸，以便以步进的方式与掣爪相接合。

7.如权利要求6所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的轴套只能在带状电缆完全绕到轴套或从该轴套上松开之前旋转最多的转数，并且，所说的多个啮合齿在数量上等于轴套的最多转数。

8.如权利要求6所述的钟表弹簧，其特征在于，将每个啮合齿都标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的方向。

9.如权利要求6所述的钟表弹簧，其特征在于，在于，将每个啮合齿都标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的数量。

10.如权利要求6所述的钟表弹簧，其特征在于，它还包括一计数器罩盖，此罩盖安装在计数轮上，从而，在任何给定的时刻只会露出不多于两个来自计数轮的啮合齿。

11.一种钟表弹簧，它带有用于确定该钟表弹簧是否对中的装置，所说的钟表弹簧包括：

a)一外罩，它限定了一第一中心开孔并且具有一径向壁面；

b)一轴套，它以可旋转的方式支承在第一中心开孔内；

c)盘绕的导电装置，它具有一第一端部和一第二端部，第一端部与外罩所支承的第一连接器相连，而第二端部则与轴套所支承的第二连接器相连；以及

d)用于指示轴套是否相对外罩对中的装置，它在不延伸至前述径向壁面的情况下安装在轴套与外罩上。

12.如权利要求11所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的指示装置包括：

a)一计数轮；以及

b)一掣爪。

13.如权利要求12所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的计数轮以可旋转的方式与前述外罩相连，而掣爪则安装在轴套上。

14.如权利要求13所述的钟表弹簧，其特征在于，它还包括这样的装置，它用于阻止计数轮旋转，除非是该计数轮与掣爪相接合。

15.如权利要求14所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的阻止装置包括一波纹形垫圈，此垫圈以摩擦的方式安装成贴着前述外罩及计数轮。

16.如权利要求12所述的钟表弹簧，其特征在于，有多个啮合齿相对计数轮延伸，以便以步进的方式与掣爪相接合。

17.如权利要求16所述的钟表弹簧，其特征在于，所说的轴套只能在盘绕的导电装置完全绕到轴套或从该轴套上松开之前旋转最多的转数，并且，所说的多个啮合齿在数量上等于轴套的最多转数。

18.如权利要求16所述的钟表弹簧，其特征在于，将每个啮合齿都标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的方向。

19.如权利要求16所述的钟表弹簧，其特征在于，将每个啮合齿都标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的数量。

20.如权利要求16所述的钟表弹簧，其特征在于，它还包括一计数器罩盖，此罩盖安装在计数轮84上，从而，在任何给定的时刻只会露出不多于两个来自计数轮84的啮合齿。

21.一种钟表弹簧，它带有用于确定该钟表弹簧是否对中的装置，所说的钟表弹簧包括：

a)一外罩，它限定了一第一中心开孔并具有一径向壁面；

b)一轴套，它以可旋转的方式支承在第一中心开孔内；

c)盘绕的导电装置，它具有一第一端部和一第二端部，第一端部与外罩所支承的第一连接器相连，而第二端部则与轴套所支承的第二连接器相连，并且，所说的轴套只能在盘绕的导电装置完全绕到轴套或从该轴套上松开之前旋转最多的转数；

d)一掣爪，它安装在轴套上；

e)一计数轮84，它以可旋转的方式连接于外罩并带有多个啮合齿，这些啮合齿相对计数轮延伸以便以步进的方式与掣爪相接合，所说的多个啮合齿在数量上等于轴套的最多转数，并且，每个啮合齿均被标记成能指示出为使轴套相对外罩对中该轴套所应旋转的方向和数量；

f)一波纹状垫圈86，它以摩擦的方式安装成贴在外罩和计数轮上；以及

g)一计数器罩盖，它安装在计数轮上，从而，在任何给定的时刻只会露出不多于两个来自计数轮的啮合齿。

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