CN113495474B - 设有包括锚状件的擒纵机构的机械钟表机芯 - Google Patents
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Abstract
钟表机芯包括机械谐振器(2)和擒纵机构(12),擒纵机构包括具有多个齿(42)的擒纵轮(16)和由杆(20)和两个臂(24,26)形成的锚状件(14),两个臂相应地具有两个机械擒纵叉瓦(28,29),当锚状件进行往复运动时,两个机械擒纵叉瓦可能根据擒纵轮的角位置与任一齿接触。为了避免在锚状件的摆动期间在擒纵轮位于不利的角位置时对擒纵机构造成损坏,锚状件被布置成:该锚状件在其摆动期间能够在受到弹性变形时弯曲。锚状件在两个机械擒纵叉瓦的每一个和锚状件的叉头(18)之间具有弹性能力,使得它能够在所述弹性变形期间弹性地吸收机械谐振器在钟表机芯的正常运行期间能具有的最大机械能。
Description
技术领域
本发明涉及包括设有锚状件(anchor)的擒纵机构的钟表机芯,该锚状件一方面与擒纵轮配合,另一方面与机械谐振器配合,该锚状件的旋转轴线与机械谐振器的旋转轴线不同。
特别地,本发明涉及一种钟表机芯,该钟表机芯设置有擒纵机构,该擒纵机构包括擒纵轮和锚状件之间的磁耦合系统。如同瑞士锚的情况,锚状件具有与机械谐振器的周期性运动同步但不同的交替/往复运动。磁性擒纵机构被限定为设置有磁体的擒纵机构,该磁体部分布置在锚状件上,且部分布置在擒纵轮上,从而在锚状件和擒纵轮之间形成磁耦合。
背景技术
带有瑞士锚的擒纵机构已为人所知很长时间。在正常运行中,擒纵轮的齿以限定的方式与锚状件的两个擒纵叉瓦配合,使得擒纵轮能够步进式旋转,该旋转与机械谐振器——即通常的游丝摆轮——的振荡同步。当提供给擒纵轮的力偶或力矩由于发条的退卷而减小时,由擒纵机构产生并传输到谐振器的维持脉冲的强度逐渐减小,使得当随着所述力矩变得低于阈值时而擒纵轮最终停止时,谐振器中存储的能量相对较低。因此,根据擒纵轮的停止角位置,擒纵轮的齿或擒纵叉瓦在擒纵叉瓦和齿之间的潜在终止冲击期间被损坏的风险相对较低,但不排除。在钟表机芯配备有用于擒纵轮的恒力驱动系统的情况下,这种情况更成问题,因为谐振器在擒纵轮及其驱动件停止之前的整个擒纵功能期间保持基本相同的机械能。因此,钟表机芯完成时发生意外事件的风险会增加。
发明内容
发明人已经观察到,在包括混合的、磁性的和机械的擒纵机构的钟表机芯的情况下,上述问题成为主要缺点。事实上,已经发现,在混合擒纵机构的情况下,即擒纵机构在锚状件和擒纵轮之间设置有磁耦合系统的情况下,锚状件和擒纵轮之间的终止冲击(termination shock)的风险显著增加,当擒纵轮空转时,利用磁势能斜坡使得可以在擒纵轮的步进式旋转的每一步中但在该步结束时产生磁脉冲之前在擒纵机构中积累磁势能,因此擒纵轮包括齿,所述齿设置成在擒纵轮的至少一个运行阶段(例如在钟表机芯的启动和/或正常运行期间)与锚状件的机械擒纵叉瓦配合,以在每一步吸收来自擒纵轮的动能,并且可能地限定擒纵轮的停止角位置,如将在本发明的详细描述中解释的那样。事实上,这种类型的擒纵机构存在擒纵轮在谐振器仍然具有标称机械能时停在危险的角位置的风险。首先,在提供给擒纵轮的力矩大于或等于某个较低的阈值的情况下,维护脉冲是具有恒定值的磁脉冲。然后,一旦所述力矩低于所述下限值,擒纵轮就不能再正确地攀爬下一个磁势能斜坡,使得擒纵轮不会停止在下一个正常的停止角位置,而是基本上位于磁势能斜坡的底部或沿着该磁势能斜坡。自此,由于机械谐振器在这种情况下正常振荡,因为它先前已经接收到具有基本恒定强度(标称强度)的磁脉冲,如果在锚状件的下一次摆动期间机械擒纵叉瓦与齿相对,则可能发生严重的冲击,并损坏擒纵轮或锚状件,甚至机械谐振器。因此,由发明人揭示的这个更广泛的技术问题需要适当的技术解决方案。
总的来说,本发明涉及一种钟表机芯,该钟表机芯包括机械谐振器,特别是游丝摆轮,以及连接到该机械谐振器的擒纵机构,该擒纵机构由擒纵轮和锚状件形成,该擒纵轮包括多个突出部分,特别是齿,该锚状件设有叉头和两个机械擒纵叉瓦,该叉头被设计成与机械谐振器的销配合,该两个机械擒纵叉瓦被设计成至少在钟表机芯的特定运行阶段与多个齿配合。这种钟表机芯被设置成使得,当擒纵轮定位在分别对应于多个突出部分的多个角位置中的其中任一角位置θ时,在锚状件从其两个休止位置中的第一休止位置向第二休止位置的方向摆动期间,在所述锚状件能到达与机械谐振器成一体的销从第二休止位置侧脱开的脱开角位置之前,锚状件的两个机械擒纵叉瓦中的一个抵靠这些突出部分中的一个。根据本发明,锚状件被布置成:在所述机械擒纵叉瓦抵靠所述突出部分且机械谐振器被锚状件制动时,在受到因接合在叉头中的机械谐振器的销施加在该叉头的两个角状部之一上的力的作用而引起的弹性变形的情况下,该锚状件能够在锚状件的摆动期间在锚状件的平行于其叉头的总平面内弯曲。此外,该锚状件在两个机械擒纵叉瓦中的每一个与叉头之间具有弹性能力,使得其能够在所述弹性变形期间以弹性能量的形式吸收机械谐振器在钟表机芯的正常运行期间可具有的最大机械能。
在一个主要实施例中,擒纵机构包括使擒纵轮和锚状件磁耦合的磁系统,该磁系统被布置成在钟表机芯的正常运行期间产生磁脉冲,该磁脉冲具有基本恒定的能量,以通过该机械谐振器的销和锚状件的叉头之间的相互作用来维持机械谐振器的振荡。
在一个特定的变型中,所述磁脉冲在两个机械擒纵叉瓦处产生,这两个机械擒纵叉瓦分别支撑构成两个磁性擒纵叉瓦的两个磁体。在钟表机芯的正常运行期间,锚状件被设置成能够将由每个磁脉冲产生的磁力矩基本上传递到其叉头,以维持机械谐振器的振荡。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述,附图以示例而非限制的方式给出,其中图1A至1F部分地示出了根据本发明的主要实施例的处于擒纵轮停止在特定角位置之后出现的多个连续位置处的钟表机芯。
具体实施方式
借助于附图,描述了根据本发明的钟表机芯的主要实施例,该钟表机芯是机械类型的,并且包括机械谐振器2,其中仅示出了轴4、具有凹口的小圆盘6和销10。钟表机芯包括与机械谐振器相关联的擒纵机构12,小圆盘和销是形成该擒纵机构的元件。擒纵机构12还包括擒纵轮16和锚状件14,锚状件14是独立于机械谐振器的元件,并且锚状件的单个旋转轴线不同于该机械谐振器的旋转轴线。
锚状件14一方面由杆20且另一方面由两个臂24和26形成,杆20终止于叉头18和叉头钉8,叉头18包括两个角状部19a和19b,臂24和26的自由端分别形成两个机械擒纵叉瓦28和29。两个机械擒纵叉瓦分别支撑两个磁体30和32,磁体30和32形成锚状件14的两个磁性擒纵叉瓦。机械谐振器2联接到锚状件,使得当机械谐振器正常振荡时,该锚状件在由两个限位钉21和22限定的两个休止位置之间经受与机械谐振器的振荡同步的往复运动,其中锚状件在相继的时间间隔期间交替地保持在两个休止位置。
擒纵轮16包括布置在盘34上的周期性磁化结构36,盘34优选由非磁性材料制成(不传导磁场,从而使擒纵轮不会对外部磁场敏感,如果该盘由铁磁材料制成,外部磁场会在所述擒纵轮上施加显著的力矩)。结构36具有整圈呈圆弧的磁化部分38,其为两个磁性擒纵叉瓦30和32限定了磁势能上升斜坡,每个磁性擒纵叉瓦的轴向磁化极性与周期性磁化结构的轴向磁化极性相反,从而在磁性擒纵叉瓦和磁化结构之间产生磁排斥。每个磁化部分具有单调递增的宽度。特别地,磁化部分38的宽度在其整个有用长度上以线性方式随中心角度而增加。根据一个有利的变型,周期性磁化结构36被布置成使得其外周是圆形的,该磁化结构圆弧中的磁化部分具有相同的构造,并且被布置在围绕擒纵轮的旋转轴的一个圆上。
通常地,每个磁势能上升斜坡被设置成使得,当锚状件处于其两个休止位置中的给定休止位置时,两个磁性擒纵叉瓦中的每一个都可以爬上该磁势能上升斜坡,并且提供给擒纵轮的力矩基本上等于标称力矩(设有在恒力下驱动擒纵轮的系统的机械机芯的情况)或者在为确保钟表机芯的正常运行而提供的数值范围内(在标准机械机芯的情况下,该标准机械机芯具有施加给擒纵轮的可变力矩,该可变力矩取决于一个或多个发条盒——如果多个发条盒串联地设置——的上条等级)。当锚状件在其两个休止位置之间进行往复运动时,以及当提供给擒纵轮的力矩等于所述标称力矩或处在正常运行中为该力矩设定的数值范围内时,在锚状件分别处于其第一和第二休止位置时第一和第二磁性擒纵叉瓦中的每一个相继地爬上磁势能上升斜坡,以及在锚状件的往复运动期间,这些第一和第二磁性擒纵叉瓦交替地爬上磁势能上升斜坡。两个磁性擒纵叉瓦和磁势能上升斜坡被布置成使得当锚状件从对应于一给定磁势能斜坡的休止位置向其另一休止位置摆动时,在两个磁性擒纵叉瓦中的任一个已经爬上任一磁势能上升斜坡之后,锚状件可以在其运动方向上受到磁力脉冲。
周期性磁化结构还为两个磁性擒纵叉瓦中的每一个限定了磁势垒46,磁势垒46分别位于由磁化部分38限定的磁势能上升斜坡之后,这些磁势垒尤其由结构36的磁化区域46形成,该磁化区域的径向尺寸基本上等于或大于形成锚状件的磁性擒纵叉瓦的两个磁体30和32中的每一个的纵向尺寸。在另一个变型中,不提供磁势垒,磁化部分38于是部分地延伸到如下所述的突出部分42下方。
擒纵轮还包括分别与磁势能上升斜坡相关联的突出部分。这些突出部分由从盘40径向延伸的齿42形成,盘40与擒纵轮成一体并位于支撑磁化结构36的盘34上方。这些齿从磁化部分最宽端的一侧分别位于磁化部分38之后,并部分叠加在相应的磁化区域46上。齿和机械擒纵叉瓦由非磁性材料形成。优选地,盘40也由非磁性材料形成,并且由与齿相同的材料制成。
在所示的有利变型中,齿42在一个总平面内延伸,锚状件的两个机械擒纵叉瓦28、29也在该平面内延伸。两个磁体30、32分别由两个机械擒纵叉瓦支撑,并且也位于所述总平面中。图中仅显示了位于总平面下方的下磁化结构。然而,在有利的变型中,擒纵轮还包括上磁化结构,该上磁化结构具有与下磁化结构相同的构造,并且由优选通过非磁性材料制成的上盘支撑。下磁化结构和上磁化结构一起形成周期性磁化结构。它们具有相同的磁极性,与锚状件的两个磁体的磁极性相反,并且布置在形成两个磁性擒纵叉瓦的这两个磁体所处的几何平面的两侧,优选地距离该几何平面相同的距离。
在更详细地描述本发明的主题之前,将描述根据主要实施例的擒纵机构的特定特征,这些特征一方面使得改进擒纵机构在正常运行期间的性能(即在稳定运行期间,在启动阶段之后用提供给擒纵轮的力矩MRE进行干预,该力矩MRE基本上等于标称力矩或处于为确保钟表机芯的正常运行、特别是擒纵轮的正确步进式旋转而设定的数值范围内),且另一方面使得实现由擒纵机构和机械谐振器形成的组件的自动启动。
首先,锚状件14和擒纵轮16被布置成使得在正常运行中,在两个机械擒纵叉瓦中的一个或另一个已经随着锚状件的摆动而爬上任一磁势能上升斜坡之后,擒纵轮的一个齿42在相应的磁性擒纵叉瓦处受到至少一次冲击。该冲击以这样的方式起作用,即至少部分耗散擒纵轮在所述摆动之后获得的动能。擒纵轮的齿被设置成,在擒纵机构中累积磁势能以用于机械谐振器的下一个维持脉冲之后,在擒纵轮的每一步中吸收该擒纵轮的动能,并因此在擒纵轮的步进式旋转的每一步期间限制终止振荡。
在优选的变型中,在正常运行中,一旦擒纵轮暂时停止,齿42压靠在锚状件的由两个机械擒纵叉瓦中的一个或另一个形成的机械止动件。因此,擒纵机构是一种混合擒纵机构,即磁力的和机械的。因此,对于标准运动,其情况是,在正常运行中和针对力矩MRE的整个PVM值范围,擒纵轮在它的任一齿抵靠在两个机械擒纵叉瓦中的任一个上时发生的至少一次第一次冲击之后且在跟随锚状件摇摆之前,暂时停止在一停止角位置,在该停止角位置,特定的齿压靠特定的机械擒纵叉瓦。因此,每个停止角位置由抵靠在机械擒纵叉瓦上的齿来限定。
然后,齿42和机械擒纵叉瓦28、29被布置成使得在钟表机芯停止之后发生的且允许擒纵轮16在预期的旋转方向上再次转动的所述发条的再次上条期间,两个机械擒纵叉瓦28、29中的至少一个与擒纵轮的齿42接触,该齿42被构造成使得擒纵轮能够向锚状件14提供机械启动力矩,从而提供机械启动脉冲。因此,可以实现由擒纵机构12和机械谐振器2形成的组件的有效且快速的自动启动以及因此机械钟表机芯的自动启动。特别地,经受所述启动力矩的擒纵轮不会由于齿和相关机械擒纵叉瓦之间的接触而停止,但是齿可以至少将启动力矩的大部分传递给锚状件。
在附图所示的有利变型中,在擒纵轮16的以其旋转轴线为中心的极坐标系中,每个齿42具有第一倾斜表面,该第一倾斜表面倾斜成使得第一和第二机械擒纵叉瓦28、29中的每一个在启动阶段能够在该第一倾斜表面上滑动,同时擒纵轮经过对应的角位置θ范围。极坐标系中的“倾斜表面”被定义为既非径向也非切向的表面。此外,在与擒纵轮相关联的极坐标系中,当所考虑的擒纵叉瓦与擒纵轮的齿42之一接触时,锚状件的两个机械擒纵叉瓦中的每一个都具有第二倾斜表面。第二倾斜表面被构造成使得在启动阶段,当擒纵轮经过对应于齿与所考虑的机械擒纵叉瓦之间的接触区域的角位置θ范围时,每个齿42可以在该第二倾斜表面上滑动。
下面将更详细地描述本发明的具体主题。参照所描述的主要实施例,锚状件14包括:
-单个枢转轴50,其以锚状件的单个几何旋转轴线为中心;
-刚性连接部分25,枢转轴固定到该刚性连接部分25上,该枢转轴穿过所述连接部分且通常在其两端具有由两个穿孔的宝石引导旋转的两个枢转部;
-两个臂24和26,在它们的第一端连接到连接部分25,并且在它们的第二端分别具有机械擒纵叉瓦28、29,这两个机械擒纵叉瓦28、29能够至少在擒纵机构的某个运行阶段期间与擒纵轮的多个突出部分/齿42的任一突出部分/齿接触,并且被布置成能够如上所述地与这些突出部分协作;
-叉头18,其通常具有两个角状部19a、19b并被布置成通过机械谐振器2的连接到该机械谐振器的中心轴4的销10与机械谐振器2协作;和
-杆20,其第一端连接到连接部分25,第二端连接到叉头18,该杆在其第一端和第二端之间是自由的。
在一个有利的变型中,连接部分、杆和两个臂由单件式部件形成。在优选的变型中,单件式部件由金属材料制成。
齿42的引入允许上述两种功能中的一种和/或另一种,即在正常运行中在擒纵轮的步进式旋转期间衰减擒纵轮的振荡和/或由机械谐振器和擒纵轮——特别是磁性型擒纵轮——形成的组件的自动启动,这意味着在锚状件14从其两个休止位置中的第一位置向第二休止位置的方向摆动的过程中,在擒纵轮16位于分别对应于多个齿的多个角位置中的任一角位置θ时,在锚状件到达销从第二休止位置侧脱开的脱开角位置之前,两个机械擒纵叉瓦中的一个抵靠在这些齿中的一个上,如图1B所示。机械谐振器(特别是游丝摆轮)的销的“脱开角位置”被定义为这样的角位置(在限定锚状件的零角度位置的中间位置的两侧),即销可出于这样或那样的原因在该脱开角位置从叉头处脱开——即离开由两个角状部19a和19b形成的空腔——而不抵靠这些角状部中的一个,以将锚状件精确地移动到该脱开位置,该脱开位置发生在锚状件到达其两个休止位置中的一个或另一个之前。应该注意的是,最后这一点起因于通常的安全角度,该安全角度用于确保销能够正确地离开叉头,而不会受到冲击或终端摩擦,该冲击或终端摩擦会使销随着每次交替而损失能量,并且会扰乱机械谐振器的振荡。
如已经指出的,当发条退卷时,由于发条盒能够提供给齿轮系和擒纵轮的力矩变得不足以确保这种正常工作,而存在钟表机芯停止正常工作的时刻。在某一时刻,如图1A所示,擒纵轮16最终逐步地停止转动,并在某一角位置θ处停止,但是在该时刻机械谐振器始终振荡,甚至可以具有基本上为标称的因此相对显著的机械能,特别是在设置有上述磁系统的擒纵轮12的情况下。如前一段所述,特别是在设置有上述用于提供磁维持脉冲的磁系统的擒纵轮12的情况下,擒纵轮16可以停止在分别对应于多个齿42的多个角位置中的任一度位置θ,对于该角位置,两个机械擒纵叉瓦中的一个由此在锚状件可到达销的脱开角位置之前抵靠在这些齿中的一个上,如图1B所示。图1B示出了特别不利的情况,其中机械擒纵叉瓦29的端部48在所述机械擒纵叉所抵靠的齿42的齿顶43的顶部处受到冲击。在这种情况下,在与擒纵轮相关联的极坐标系中,由锚状件施加在相关齿42上的合力基本上是径向的,使得擒纵轮不被驱动旋转并经历明显的冲击。
应该注意的是,所讨论的严重冲击与机械擒纵叉瓦和齿接触的时刻无关,而是径向力的脉冲,该脉冲具有一定的持续时间,只要该冲击发生在振荡谐振器的销插入至叉头18的两个角状部19a和19b之间且磁脉冲被提供给锚状件的时候。在上述冲击过程中,径向力的脉冲具有几个分量,首先是源于运动被停止的锚状件14的惯性的分量;第二,经由叉头18和销10之间的连接而源于在其动能几乎处于最大值时停止振荡的机械振荡谐振器2中储存的机械能的主分量;第三,冲击发生在向锚状件提供磁脉冲的时候,由此产生磁分量(由图1B中的箭头表示)。因此,当机械擒纵叉瓦29的端部48与齿的齿顶43接触而抵靠所述齿顶时,很可能是锚状件14通过其抵靠销10的角状部19b驱动机械谐振器2,并且然后仅在非常短的时间间隔之后,所述销抵靠叉头的角状部19a,然后由于锚状件在其摆动中的过早停止而导致强烈减速。
在上述冲击过程中,机械谐振器的制动越剧烈或强度越高,由机械谐振器正交地施加在角状部19a上的且在连接到锚状件的极坐标系统中以基本切向的方式构成的力FRO就越大,并且用于制动该谐振器的锚状件的反作用力FFR在冲击开始时很强(这些力的方向如图1C所示)。这引起了一个主要问题:因为在如图1A至1C所示的活动期间,锚状件14被布置和构造成能避免在擒纵轮的一部分上或者甚至在机械谐振器的一部分上的断裂或损坏。为了在所述明显冲击期间减小由谐振器的销施加的力的强度,并因此避免太剧烈的瞬时约束,提供相对持久的冲击来降低减速的强度。然后,锚状件被布置成能够弹性吸收停止振动的机械谐振器向该锚状件传递的能量。
为此,锚状件14被布置成:在相关的机械擒纵叉瓦抵靠在齿上且机械谐振器由锚状件制动时,在受到因接合在叉头中的销10在叉头的两个角状部19a、19b之一上施加的力FRO的作用引起的弹性变形的情况下,该锚状件能够在上述冲击发生时的摆动期间在平行于叉头18的锚状件的总平面(即,与叉头的角状部延伸所处的总平面平行,包括与该总平面重合)内弯曲。此外,该锚状件在两个机械擒纵叉28、29中的每一个与叉头18之间具有弹性能力,从而允许其在所述弹性变形期间弹性地吸收机械谐振器2在钟表机芯的正常运行期间可能具有的最大机械能。应该注意的是,这种弹性能力具有一定的安全裕度,因为在冲击过程中,存在一些能量耗散,特别是向擒纵轮的轴承、机械谐振器和锚状件以及各种相关结构(特别是盘40)的能量耗散。因此可以避免擒纵机构和机械谐振器的任何破损或损坏。“弹性能力”定义了吸收弹性能量的能力。由于根据本发明的锚状件的特征,剧烈的冲击得以避免,并且允许机械谐振器的机械能的逐渐地耗散。
在上述情况中所涉及的机械擒纵叉瓦和擒纵轮的齿之间的第一次冲击时,锚状件受到弹性变形,从而能够吸收机械谐振器的大部分机械能,即使该机械能对应于在钟表机芯正常运行中的标称能量。在所示的变型中,杆20被布置成能够基本上吸收机械谐振器的所述大部分机械能。在所示的变型中,杆被设置成弯曲的,特别是整体上呈“天鹅颈”形状。其他形式也是可行的,也可以是基本上直的棒。弯曲的构型由于其使得总体上可以增加连接部分25和叉头18之间的杆的长度而具有优势。“天鹅颈”形式使得可以具有相对长的杆,同时叉头相对地靠近两个机械擒纵叉瓦之一。在如图所示的具有关于谐振器的中心轴线4的相对定位的配置中,本领域技术人员能够在机械擒纵叉瓦29的延伸部分中将叉头最短地连接到臂26。因此,几乎不会从振荡谐振器吸收动能。
在所示的特定变型中,锚状件14的位于两个机械擒纵叉瓦28、29中的每一个的端面(终端斜面)和叉头18之间的中间几何线具有覆盖/沿着两个部分20a和24a或者20a和26a的总长度,这两个部分分别由与相应的臂24或26一起考虑的机械擒纵叉瓦和杆20限定(参见图1A中的虚线),该长度是中间几何线24a上的位于叉头的最近端面上的点与由该叉头的两个角状部限定的空腔的底部的中点之间的直线52的长度的至少两倍(见图1B)。弹性变形能力可以在上面定义的整个长度上提供,或者仅在该总长度的一部分上提供。因此,在第一变型中,杆和臂具有弹性变形能力,它们的弹性变型能力可以不同,而在第二变型中,基本上是杆具有这种弹性能力。在第三变型中,基本上是臂24和26具有弹性能力。
因此,锚状件需要具有弹性变形能力和相当大的吸收弹性能量的容量/能力,这些相关容量随若干参数的变化而变化,本领域技术人员已知以选择和确定这些参数来获得所需的值。如前所述,形式可起作用/有影响,因此机械擒纵叉瓦和叉头之间的材料路径的长度可产生影响。其他参数也产生影响,特别是所选材料和各种横截面。应该注意的是,锚状件的最小横截面也有影响,其必须很小,从而有利于锚状件的一部分的柔性,以不利于弹性能量的吸收。在所描述的主要实施例中,用于保持机械谐振器振荡的磁脉冲在两个机械擒纵叉瓦28、29处产生,这两个机械擒纵叉瓦28、29分别支撑构成两个磁性擒纵叉瓦的两个磁体30、32。因此,锚状件14被布置成,在钟表机芯的正常运行期间,并因此在擒纵机构的正常运行期间,能够基本上将由每个磁脉冲产生的磁力矩传递到其叉头,以维持机械谐振器的振荡。应该注意的是,由于磁脉冲中的能量远低于机械谐振器2在正常运行中所具有的机械能,所以这种情况很容易实现。
最后,参照图1B至图1F,针对假设情况描述了在各种特定时刻发生的一系列事件,在该假设情况中,擒纵轮16停止在图1A所示的不利位置,并保持在该位置,直到机械谐振器2停止。在图1B中,如上所述,已穿过叉头18的销10抵靠在角状部19a上,同时锚状件停止了从叉头抵靠在栓钉22上的休止位置向叉头抵靠在栓钉21上的休止位置的运动。在机械擒纵叉瓦和齿之间的冲击开始时,角状部19b和栓钉22之间的在锚状件的旋转中心处的角度具有特定值α1。此时谐振器具有标称的并因此显著的基本上为动能形式的机械能,然后它通过施加递减的力FRO来压靠角状部19a,而锚状件——这里特别是杆20——通过吸收谐振器的大部分动能而以弹性能的形式弯曲。因此,上文定义的角度增加,如图1C所示,其中值α2大于值α1,例如为大约两倍的值,图1C示出了当机械谐振器已经失去其大部分速度(并因此失去其动能)时的配置。然后,在销10到达允许其离开叉头的脱开角度之前不停止工作的情况下,机械谐振器经过停止角位置并经历其运动方向的过早反转,如图1D所示,其中谐振器逆时针方向旋转,而它先前沿顺时针方向旋转。通过锚状件经由角状部19a的动作,谐振器恢复了锚状件中存储的大部分弹性能量,并因此经历了加速度,该加速度使其具有一定的振荡幅度,尽管小于冲击之前所具有的幅度。
如图1E所示,通过从由锚状件14的杆20推动的叉头18处脱开,销10可然后退出叉头。然后,在随后的交替期间,类似于参考图1A至1E所示序列,按新序列再次运行。然而,在第一次冲击期间失去能量的机械谐振器2随后导致锚状件14的较小弯曲。如图1F所示,机械谐振器的振荡因此被迅速衰减并最终停止,而没有损坏机械机芯,特别是混合擒纵机构。
Claims (11)
1.钟表机芯,该钟表机芯包括机械谐振器(2)和连接到该机械谐振器的擒纵机构(12),该擒纵机构包括擒纵轮(16)以及锚状件(14),该擒纵轮具有多个突出部分(42),该锚状件与机械谐振器分离并具有单个几何旋转轴线;该机械谐振器联接到所述锚状件,使得当该机械谐振器被维持振荡时,所述锚状件在两个休止位置之间进行往复运动,所述锚状件在相继的时间间隔期间交替地在所述两个休止位置处休止,其中所述锚状件包括:
-以所述单个几何旋转轴线为中心的单个枢转轴(50),
-刚性的连接部分(25),所述枢转轴固定到该连接部分,
-两个臂(24,26),所述两个臂在其第一端连接到所述连接部分,并且在其第二端分别地具有机械擒纵叉瓦(28,29),每个机械擒纵叉瓦能够与从所述擒纵轮突出的所述多个突出部分中的任一突出部分接触,并且被布置成至少在启动阶段或在钟表机芯的正常运行期间与所述突出部分配合,
-叉头(18),所述叉头具有两个角状部(19a,19b),并被布置成通过与该机械谐振器的轴(4)成一体的销(10)与所述机械谐振器协作,以及
-杆(20),所述杆在其第一端连接到所述连接部分(25),并在其第二端连接到所述叉头,所述杆在其第一端和第二端之间是自由的;
其中,在所述擒纵轮定位在分别对应于所述多个突出部分的多个角位置范围内的任一角位置(θ)时,在锚状件从其两个休止位置中的第一休止位置向其第二休止位置的方向摆动期间,在所述锚状件能到达所述销从所述第二休止位置侧脱开的脱开角位置之前,两个机械擒纵叉瓦中的一个抵靠所述多个突出部分中的一个;其中,所述锚状件被布置成:在所述机械擒纵叉瓦抵靠所述突出部分并且所述机械谐振器被所述锚状件制动时,在受到因接合在叉头中的所述销施加在该叉头的两个角状部之一上的力的作用而引起的弹性变形的情况下,该锚状件能够在所述锚状件的摆动期间在锚状件的平行于叉头的总平面内弯曲;所述锚状件在所述两个机械擒纵叉瓦中的每一个机械擒纵叉瓦和所述叉头之间具有弹性能力,使得该锚状件能够在所述弹性变形期间弹性地吸收机械谐振器在钟表机芯的正常运行期间能够具有的最大机械能。
2.根据权利要求1所述的钟表机芯,其特征在于,所述擒纵机构或所述擒纵轮的驱动机构被布置成使得,在钟表机芯的正常运行期间,所述擒纵轮(16)向所述锚状件提供用于机械谐振器(2)的振荡的维持脉冲,所述维持脉冲在钟表机芯正常运行时具有基本恒定的能量。
3.根据权利要求2所述的钟表机芯,其特征在于,所述擒纵机构包括将擒纵轮和锚状件磁耦合的磁系统(30,32,36),该磁系统被设置成在钟表机芯的正常运行期间产生磁脉冲,该磁脉冲以恒定的能量形成所述维持脉冲。
4.根据权利要求3所述的钟表机芯,其特征在于,所述突出部分(42)被布置成:在钟表机芯的正常运行期间,允许通过分别在擒纵轮的步进式旋转的连续个步结束时所述多个突出部分交替地与所述两个机械擒纵叉瓦发生冲击来吸收所述擒纵轮(16)的动能。
5.根据权利要求3或4所述的钟表机芯,其特征在于,所述突出部分(42)被设置成:在钟表机芯停止后发条复位时且当擒纵轮再次被驱动旋转时,允许由机械谐振器(2)和擒纵机构(12)形成的组件自动启动。
6.根据权利要求3或4所述的钟表机芯,其特征在于,所述磁脉冲在两个机械擒纵叉瓦(28,29)处产生,所述两个机械擒纵叉瓦分别支撑形成所述两个磁性擒纵叉瓦的两个磁体(30,32);并且其中,所述锚状件被布置成在钟表机芯的正常运行期间能够将由每个磁脉冲产生的磁力矩基本上传递到该锚状件的叉头(18)以维持所述机械谐振器的振荡。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的钟表机芯,其特征在于,所述杆(20)是弯曲的。
8.根据权利要求7所述的钟表机芯,其特征在于,所述杆(20)大体上呈“天鹅颈”的形式。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的钟表机芯,其特征在于,锚状件的在两个机械擒纵叉瓦中的每一个机械擒纵叉瓦的端面和所述叉头之间的中间几何线具有沿两个部分(24a,20a;26a,20a)的总长度,这两个部分分别由与相应的臂(24;26)一同考虑的机械擒纵叉瓦(28或29)和所述杆(20)限定,该总长度是所述中间几何线在所述端面上的点到由该叉头的两个角状部限定的空腔的底部的中点之间的直线(52)的长度的至少两倍。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的钟表机芯,其特征在于,所述连接部分(25)、所述杆(20)和所述两个臂(24,26)由单件式部件形成。
11.根据权利要求10所述的钟表机芯,其特征在于,所述单件式部件由金属材料制成。
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