CN1244029C - 钟表件的擒纵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种擒纵装置，它包括：一能量源，它能够根据固定在能源上的小齿轮(330)的转角传递可变力矩，所述可变力矩具有至少一稳定位置(S)和至少一非稳定位置(I)。该装置还包括：一些锁止装置(31)，它们能够使向振荡器的能量传递在稳定平衡点(S)发生锁止；和一些脱开装置(35)，它们能够使向所述振荡器的能量传递在稳定平衡点(S)和非稳定平衡点(I)之间发生脱开。

Description

钟表件的擒纵装置
技术领域
本发明涉及一种钟表件的擒纵装置。
背景技术
对于钟表件特别是机械钟表件来说，该擒纵装置包括一主要部件，该部件一方面控制传送必须的能量以便维护该机械振荡器、钟摆和游丝的振动，另一方面把该振荡器的振荡频率传递给控制时间显示的齿轮。
关于这种装置的现有技术有很多。标题为“逐步擒纵机构和马达”和“钟表原理”的手册，该手册的出版号为ISBN2-940025-10-X，由瑞士技术学校联合会出版，在其中描绘了大量的擒纵装置，特别是称为“具有擒纵叉的”、“具有制动爪的”和“格雷姆的”擒纵装置。
发明内容
公知的这些装置的主要缺点是：
●低效率：通过这些公知装置可以获得的最好的效率为30％-40％数量级，因而限制了该手表的使用时间(autonomie)；
●受限制的工作频率：当大致增加振荡器的频率时，公知的擒纵装置的效率大幅降低，再有对于具有擒纵叉的擒纵装置来说，当增加频率时出现了擒纵齿轮的磨损问题；和
●生产困难：为了获得30％-40％数量级的效率，该擒纵装置必须进行多个高精度的最后修整。
因此本发明的目标是设计一种钟表部件的擒纵装置，该擒纵装置相对于公知的装置获得了改进，即其公知的缺点至少部分地减少。
本发明的另外一个目标是设计一种对外部冲击不敏感且没有俯仰振动现象的擒纵装置。
再有本发明的另一个目标是设计一种装备这样的擒纵装置的钟表件。
通过例如一种擒纵装置，它特别用于钟表件，包括一向振荡器传递能量的移动装置，该振荡器能够接受所述的能量并且传递振荡频率，
所述擒纵装置的特征在于，它还包括：
一些能够产生用于提供给该振荡器至少第一部分能量的第一装置，
所述第一装置构造成：根据所述移动装置的角位移提供一可大致变化的机械力矩，所述机械力矩在所述移动装置的角位移周期上具有至少一稳定位置和至少一非稳定位置以及装有本发明的擒纵装置的钟表件获得这些目标。特别的实施例或者变形为：
它还包括：一些第二装置，它们能够产生用于供给该振荡器(5)的第二部分能量，所述第二装置构造成：根据所述移动装置(330)的角位移提供大致恒定的机械力矩。
它还包括：一些锁止装置，它们能够锁止所述第二装置的能量的传递，该第二装置能够产生提供给该振荡器的第二部分能量。
由所述移动装置传递给振荡器的能量是所述供能的第一装置和所述供能的第二装置结合的结果，在所述锁止装置启动期间所述能量传递被锁止。
该能量传递的移动装置为可转动的小齿轮，该小齿轮一直传递一正机械力矩，除了当该力矩位于稳定位置和非稳定位置之间时。
所述小齿轮每转一周，由所述小齿轮传递的该力矩具有2个稳定位置和2个非稳定位置。
所述小齿轮每转一周，由所述小齿轮传递的该力矩具有4个稳定位置和4个非稳定位置。
所述能够产生用于供给该振荡器的至少第一能量部分的第一装置包括：一转子，该转子具有一磁体并且转动地固定在所述小齿轮上，所述转子设置在一磁路中。
该磁路包括：一定子，该定子环绕所述转子，所述定子具有至少一不对称性。
能够产生用于供给该振荡器的至少第一部分能量的所述第一装置包括：一凸轮，它具有至少一凹部和一凸部并且转动地固定在所述小齿轮上；一杆，它支撑在该凸轮的外周上并且通过一弹性装置压靠在所述外周上。
该锁止装置构造成：在传递力矩曲线的稳定位置点处起作用。
该锁止装置构造成：其在传递力矩曲线的稳定点处的工作点与由相同的第一装置传递的机械力矩的稳定位置相比更靠近由所述第一装置提供的机械力矩的非稳定位置，该第一装置能够产生用来提供给振荡器的所述第一部分能量。
该锁止装置包括：另一个凸轮，它具有至少一个外周锁止部分，所述凸轮固定在供给所述振荡器的传递能量的小齿轮上；和一传递轮，它装备有与所述另一个凸轮配合的突起，以便锁止所述擒纵装置。
该锁止装置包括：供给所述振荡器的能量传递小齿轮和一齿轮，该齿轮具有多个用来锁止所述擒纵装置的非对称的与所述小齿轮配合的齿。
它还包括：一脱开装置，它能够控制恢复用于供给振荡器的能量传递，所述脱开装置构造成：在传递力矩曲线的稳定位置点和非稳定位置点之间起作用。
该脱开装置包括：一脱开盘，它安装在所述振荡器上，所述脱开盘能够将一力矩冲量传递给一擒纵轮，该擒纵轮能够将该冲量再传递给所述小齿轮，所述冲量能够使所述被一所述突起锁止的所述另一个凸轮脱开。
该脱开装置包括：一脱开盘，它安装在所述振荡器上，所述脱开盘能够将一力矩冲量传递给一中间零件，该中间零件安装成使得能够围绕轴振荡枢转，该中间零件能够将该冲量再传递给所述小齿轮上安装的另一个盘，所述冲量能够使锁止在该齿轮的一个齿上的所述小齿轮脱开；
通过两个销子限定了中间零件的绕轴摆动转动的幅度。
附图说明
在后面参照附图的详细说明中将展现本发明的其它优势。附图包括：
图1表示机械表原理的简示图；
图2表示根据本发明的擒纵装置的第一实施例；
图3表示上图的擒纵装置锁止装置的细节；
图4表示传递机械力矩的曲线图；
图5表示产生可变力矩的装置的第一实施例；
图6表示传递磁力矩的曲线图；
图7表示中间传递装置；
图8表示脱开装置；
图9表示能量传递装置；
图10表示产生力矩的曲线图；
图11表示产生可变力矩的装置的第二实施例；
图12表示根据本发明的擒纵装置第二实施例；
图13表示图12的擒纵装置的锁止装置的细节；
图14表示图12的擒纵装置的脱开装置；
图15表示图12的擒纵装置的能量传递装置；
图16表示传递机械力矩的另一个曲线图；和
图17表示传递磁力矩的另一个曲线图。
具体实施方式
在上述并且将在下面具体描述的某些附图中，示出的某些零件仿佛为透明的，以便更好地理解它们之间的运动。
图1表示机械表原理的简示图，其中来自于手动或自动上发条装置的机械能储存在发条盒1的弹簧中，以便通过齿轮组2将能量分配给擒纵装置3和显示装置4。
该擒纵装置3一方面用来释放维持该振荡器5振荡所必须的能量，该振荡器5一般包括螺旋弹簧和惯性质量，另一方面用来将通过该振荡器释放的频率传递给齿轮2，以便该时间显示与这个频率同步。
好的擒纵装置必须不仅具有能量与振荡器之间好的传递效率，而且还必须保证振荡器的等时振荡。因此与擒纵装置相关的惯性必须降到最小并且该擒纵装置和振荡器间的能量转换必须在很短的时间上进行，同时振荡器的速度最大。
图2示出根据本发明的擒纵装置3的第一实施例：传递轮30由上面看到的齿轮组件2传动，一些锁止装置31，一些产生磁力矩的装置32，一些中间传递装置33，一些脱开装置34和一些能量传递装置35。后面将更加具体地描述这些不同的装置。
图3示出了传递轮30和锁止装置31。通过齿轮2从发条盒1的弹簧起转动驱动该传递轮30，同时该传递轮由大致恒值的机械力矩驱动。装有该传递轮30的轴300将前进运动传递给显示装置4。该锁止装置31在这里包括成型件或凸轮310，该成型件或凸轮310安装在与一小齿轮330相同的轴333上，该小齿轮330属于详细示出在图7中的中间传递装置，而销子311垂直于所述传递轮的平面突出地安装在该传递轮30上。该销子311均匀分布在所述传递轮的圆周上。在所示实施例中，该传递轮30包括10个销子311，但是该传递轮30将可以根据需要包括不同的数目的销子。
如同该销子311的直径以及其所布置的圆周的直径一样，该凸轮310的形状和尺寸通过这样的方式定出：当该凸轮310通过与由传递轮30驱动的小齿轮330的同时转动，使其侧面312中的一个或者另一个用于该传递轮30时，可以直接从轮30到小齿轮330进行力矩的传递。相反，当是短侧面313到达该销子311的对面时，通过传递力矩的中断，在该销予311上该凸轮310的短侧面313产生了锁止。
图4示出了根据所述小齿轮的转角向装有该小齿轮330的轴333传递机械力矩的方式。最初该曲线具有恒值力矩，直到该凸轮310达到锁止位置为止，图中用A1表示，此时传递力矩被取消了。然后将在后面描述的脱开装置可以使该装置脱开，因而能够传递新的力矩直到下一个锁止为止，用A2表示，以此类推。
小齿轮330每转一周这里所述的锁止装置31产生两个锁止位置A1和A2，但是也将能够知道可以产生不同数目的锁止位置。
图5示出了优选实施例，该装置可以根据该小齿轮330的转角获得可变的力矩。在这个实施例中，该装置为磁性类型的，包括一定子320和设置在该定子内部的一转子321。该定子320包括一铁磁体软材料的环，在该环的内周上沿直径对置地具有两个腔322。该转子321包括圆柱形永磁磁体，该磁体如图中箭头所示具有直径方向的磁化。该转子321固定在与上述的凸轮310和小齿轮330相同的轴上。
该腔322的出现建立了当转子321转动时施加在所述转子上的一磁力矩，该磁力矩如图6所示具有大致的正弦曲线形式。当该转子321定位成其磁化轴分别平行于图5的C-C轴，垂直于具有两个腔322的轴B-B时，该转子321位于稳定平衡位置，小的角度偏移可能将该转子带向稳定位置，而当同一转子定位成其磁化轴平行于轴B-B时，该转子位于非稳定平衡位置，即小的角度偏移倾向于更多地扩展该转子的整个不稳定位置。该稳定的角度位置在图6中的曲线上用S表示，该位置相应于曲线经过0且具有一负的倾斜度，而非稳定角度位置在同一曲线中用I表示并且相应于曲线经过0具有一正倾斜度。
这里标记的表示力矩的曲线频率分别为磁体和小齿轮转动频率的2倍，这适合于所述的定子/转子结构。另外的结构将允许这两个频率之间具有不同于2的倍数。
图7示出的中间传递装置33基本上包括上面看到过的小齿轮330以及安装在轴339上的第二传递轮331。让我们回忆一下带有小齿轮330的轴333也带有凸轮310和转子321。这些中间传递装置33允许不同的力矩组合插入在该擒纵装置中。
图8中的脱开装置34为公知结构。脱开板340与振荡器(未示出)相连并且在轴341上振动。当该板340的齿沿逆时针方向振动时，它遇到擒纵轮342的一齿，使它在顺时针方向产生一力矩冲量。因为擒纵轮342安装在与上面见到的第二传递轮331相同的轴上，所以该力矩冲量从该传递轮331传到小齿轮330。正确调整在该传递轮331上的擒纵轮342使得该力矩冲量刚好在上述锁止装置卡住该小齿轮330之后被传递，逆时针方向传递给小齿轮330的力矩冲量使凸轮310从该销子311上的其锁止位置脱开，因而允许该传递轮30实现一段圆周直到下一个锁止为止。该时间显示装置4因此相应于该板340的运动前进一时间段。
图9示出传统结构的振荡器的能量传递装置35，该装置35包括一固定在与轮331和擒纵轮342相同的轴339上，和一安装在上述的轴341上并且固定在该游丝的钟摆(未示出)上的成型件351。当该轮350沿所示出的顺时针方向转动，并且其一齿遇到了沿逆时针方向以低速移动的成型件351的短侧面352时，该轮350提供动力能量分别给成型件351和游丝，因此允许维持该振荡器的振荡运动。
如示出的，该脱开装置34和能量传递装置35为公知的并且在这里作为实施例描述；另外的完成了相同功能的装置通过替换进行设计。
在小齿轮330上获得的示出在图10中的力矩包括：示出在图4中由轮30传递的基本不变的力矩，还包括示出在图6中由磁定子/转子组件传递的可变力矩。
在示出一擒纵装置的第一实施例的实例中，该力矩包括用于该小齿轮330旋转的两个稳定位置，图中用S1和S2表示，这两个稳定位置对应于图4中的两个锁止位置。如前所述通过一力矩曲线经过0且具有负的斜率限定了该两个稳定位置S1和S2。该力矩还包括该小齿轮330旋转的两个不稳定位置，该两个位置用I1和I2表示，对应于图4中两个脱开位置。如前述通过力矩曲线经过0且具有正的斜率的通道限定了这两个位置I1和I2。
可以观察到该获得的力矩总是为正，除了在锁止位置为负。
在图11中，示出获得一可变机械力矩的第二种方式，该可变机械力矩通过轮的旋转具有两个稳定点和两个不稳定点。在与上面看到过的小齿轮330相同的轴333上固定有一凸轮323；该凸轮323具有两个凹部和两个凸部。在一端部上可转动的一弹簧杆324借助于一小轮325支撑在该凸轮323的四周上。该装置所获得的力矩具有可变的形式，当该小轮325与C-C轴对齐时具有两个稳定点，当在轴B-B上对齐时有两个不稳定点。
我们看到存在多种可能获得一拥有至少一稳定点和一不稳定点的可变机械力矩。
图10表示，根据小齿轮330的转角，在不与振荡器接触时，施加在所述小齿轮的轴333上的机械力矩的方式，现在我们可以根据时间平行描述该装置的功能。
在第一次转动后，该装置到达锁止位置，如参照图3的描述，相应于图10中的S1点。该装置停在该位置一期限T1。
当该小齿轮330受到脱开的冲量，如参照图8的说明，从图10中的位置S1到位置I1，在很短的时间内产生这个通过，成为T2，小于千分之一秒。该期限必须尽可能的短以便最小限度地干扰振荡器。
从此位置起，在千分之几秒的数量级的期限T3内，变成正的所获得力矩通过传递所述能量提供给振荡器所需要的能量，直到下一个锁止位置S2为止。
总体上说，机械振荡器有几个Hz的振荡频率，一般为4Hz。对于这个频率来说，对应于T1+T2+T3的和的该周期T为250ms。由于上述的T2和T3的值很小，我们将有一仅比T值小几个ms的T1值。因此，该装置在锁止位置持续该周期T的最大部分。
尽管如上所述装备一擒纵装置的钟表件满足了所指出的要求，装备在腕表上的这样的擒纵装置可能经受俯仰振动现象。
事实上，在一腕表中当没有外部干扰时，与经过转动中心的轴相比顺时针方向的钟摆的振幅为+240°数量级，在逆时针方向为-240°。在这些情况中，该擒纵装置30在钟摆的每次振动时，在顺时针方向前进一步。
当发生含有一分力的冲击时，其中该分力位于擒纵装置的转动平面内，则一些补充能量通过钟摆的惯性传递给振荡器，使得钟摆的振幅可以增加到大于360°。在这种情况中，对于示出在图2中的这样的擒纵装置来说，每个振动周期该脱开装置提供多于一个的冲量，因此产生了该手表运转的提前，这里称为俯仰运动。
图12表示根据本发明擒纵装置3的另一实施例，通过它避免了上述的缺点。该擒纵装置的这个实施例包括前述的由齿轮组2(图1)驱动的传递轮30，一些锁止装置31，一些产生磁力矩的装置32，一些中间传递装置33，一些脱开装置34和一些能量传递装置35，后面描述这些不同的装置。
图12的擒纵装置的一些锁止装置31在图3中可以看到，它包括一与小齿轮330配合的齿轮354。该齿轮354这里具有8个非对称形状的齿并且该齿轮354安装在共同的轴300上并且与上面见到过的传递轮30一起绕轴转动。
在表示在图13中的该称为静止位置的位置中，该小齿轮330的齿332的端部靠在轮354的一非对称齿的右侧。
当沿箭头方向在轮354的轴300上施加力矩时，施加一通过该小齿轮330的轴333转动中心的力。因为没有任何力矩传递给小齿轮并且该轮-小齿轮组保持锁止，直到通过下述的脱开装置脱开为止。
这个实施例的脱开装置34在图14中可以看到。该脱开盘344与振荡器(未示出)相连并且在轴341上振动。当其振动时，随着该盘344沿逆时针方向或顺时针方向旋转，该盘344的齿3441交替地遇到中间零件345的齿3451和3452。通过销子347和348限定围绕该轴3450的中间零件的振动。来自钟摆的脱开的冲量传递给该盘346，该盘346安装在共同的轴333上并且与上面看到过的小齿轮330一起绕轴转动，该小齿轮330实际上被锁止。通过在该盘346的一个齿3461或者3462上的中间零件345的齿3454和3455进行冲量的传递，并且具有脱开图13中的轮300-小齿轮330组件的效果，因而现在允许该小齿轮330的自由转动。
图15表示该能量传递装置35的另一个实施例；该装置以类似于参照图9所描述的装置的方式工作。
产生随时间可变的磁力矩的装置32与参照图5描述的装置类似。
根据图12擒纵装置的该实施例相对于图2的实施例的优点在于：在冲击时，因为销子347和348可以限制钟摆的振幅，因此防止了在钟摆的运动和该轮30的运动之间的失去同步性以及上述的俯仰运动。
图16示出由一擒纵装置传递的另一力矩曲线图。如上所述，把这个力矩叠加在由磁体产生的力矩上以获得图17所示的力矩。
为了按这些曲线运转，所设计的一种擒纵装置包括：多个每次振动半周具有两个稳定位置的锁止装置，也就是说每个周期有4个稳定位置，因此表示了另一种避免上述的俯仰运动现象。
上述实施例和变形可以设计其他的实施例和变形，特别是，该小齿轮330可以用具有振动的擒纵叉代替，所述擒纵叉的叉杆装有两个对置磁体。
与现有技术的擒纵装置相比，根据本发明和所述实施例中的任一个的一种擒纵装置还具有多个明显的优势：
●由于根据本发明的装置的转动零件的直径比公知装置的相应零件小，因此所述转动零件的惯性无庸质疑地也较小，
●脱开所必需的能量更小；另外该脱开大致上不伴随现有技术的擒纵装置中的后退运动，
●由于该力矩曲线的变化形式，在所述实施例中为正弦曲线，正好在脱开位置之后力矩有一最大值，使得在脱开之后立即传递最大能量，即在振荡器的限定的振荡角度上，在振荡器处于最大速度时传递最大能量；以这种方式，最大限度地保证了该振荡器的等时振荡，
●该传递轮具有传统的形状，其传递效率为90％数量级，
●通过齿轮产生某些传递运动，它不必象传统的传递运动一样经常地加油。
因为所述装置的组成零件的直径很小，所以根据任一个实施例所述的这样的擒纵装置可以容易地安装到钟表件中，特别是腕表中。

Claims (19)

1.擒纵装置(3)，它特别用于钟表件，包括一向振荡器(5)传递能量的移动装置，该振荡器(5)能够接受所述的能量并且传递振荡频率，
所述擒纵装置的特征在于，它还包括：
一些能够产生用于提供给该振荡器(5)至少第一部分能量的第一装置，
所述第一装置构造成：根据所述移动装置的角位移提供一可大致变化的机械力矩，所述机械力矩在所述移动装置的角位移周期上具有至少一稳定位置(S)和至少一非稳定位置(I)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括：一些第二装置，它们能够产生用于供给该振荡器(5)的第二部分能量，所述第二装置构造成：根据所述移动装置的角位移提供大致恒定的机械力矩。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，它还包括：一些锁止装置(31)，它们能够锁止所述第二装置的能量的传递，该第二装置能够产生提供给该振荡器(5)的第二部分能量。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，由所述移动装置传递给振荡器的能量是所述供能的第一装置和所述供能的第二装置结合的结果，在所述锁止装置(31)启动期间所述能量传递被锁止。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该能量传递的移动装置为可转动的小齿轮(330)，该小齿轮一直传递一正机械力矩，除了当该力矩位于稳定位置和非稳定位置之间时。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述小齿轮每转一周，由所述小齿轮(330)传递的该力矩具有2个稳定位置(S1，S2)和2个非稳定位置(I1，I2)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述小齿轮(330)每转一周，由所述小齿轮(330)传递的该力矩具有4个稳定位置(S1，S2，S’1，S’2)和4个非稳定位置(I1，I2，I’1，I’2)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述能够产生用于供给该振荡器(5)的至少第一能量部分的第一装置包括：一转子(321)，该转子具有一磁体并且转动地固定在所述小齿轮(330)上，所述转子设置在一磁路(320)中。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该磁路(320)包括：一定子，该定子环绕所述转子(321)，所述定子具有至少一不对称性(322)。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，能够产生用于供给该振荡器(5)的至少第一部分能量的所述第一装置包括：一凸轮(323)，它具有至少一凹部和一凸部并且转动地固定在所述小齿轮(330)上；一杆(324)，它支撑在该凸轮的外周上并且通过一弹性装置压靠在所述外周上。
11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该锁止装置(31)构造成：在传递力矩曲线的稳定位置点(S1，S2，S’1，S’2)处起作用。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该锁止装置(31)构造成：其在传递力矩曲线的稳定位置点(S1，S2，S’1，S’2)处的工作点与由相同的第一装置传递的机械力矩的稳定位置(S)相比更靠近由所述第一装置提供的机械力矩的非稳定位置(I)，该第一装置能够产生用来提供给振荡器(5)的所述第一部分能量。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，该锁止装置(31)包括：另一个凸轮(310)，它具有至少一个外周锁止部分(313)，所述凸轮固定在供给所述振荡器的传递能量的小齿轮(330)上；和一传递轮(30)，它装备有与所述另一个凸轮配合的突起(311)，以便锁止所述擒纵装置。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，该锁止装置(31)包括：供给所述振荡器的能量传递小齿轮(330)和一齿轮(354)，该齿轮(354)具有多个用来锁止所述擒纵装置的非对称的与所述小齿轮(330)配合的齿。
15.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，它还包括：一脱开装置(34)，它能够控制恢复用于供给振荡器的能量传递，所述脱开装置构造成：在传递力矩曲线的稳定位置点和非稳定位置点之间起作用。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，该脱开装置(34)包括：一脱开盘(340)，它安装在所述振荡器上，所述脱开盘能够将一力矩冲量传递给一擒纵轮(342)，该擒纵轮(342)能够将该冲量再传递给所述小齿轮(330)，所述冲量能够使所述被一所述突起(311)锁止的所述另一个凸轮(310)脱开。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，该脱开装置(34)包括：一脱开盘(344)，它安装在所述振荡器上，所述脱开盘能够将一力矩冲量传递给一中间零件(345)，该中间零件(345)安装成使得能够围绕轴(3450)振荡枢转，该中间零件(345)能够将该冲量再传递给所述小齿轮(330)上安装的另一个盘，所述冲量能够使锁止在该齿轮(354)的一个齿上的所述小齿轮(330)脱开。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，通过两个销子(347，348)限定了中间零件(345)的绕轴摆动转动的幅度。
19.钟表件，它装备有一根据上述任一项权利要求所述的擒纵装置。
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