用于計時器的擒縱裝置制造方法
【專利摘要】一種計時器機(jī)芯的擒縱裝置，包括：擒縱輪(1)；第一運(yùn)動件(2)，其具有與所述擒縱輪(1)鎖止的工具(23)和與所述擒縱輪(1)的機(jī)械傳遞工具(22)；第二運(yùn)動件(3)；以及平衡滾子(4)。所述第二運(yùn)動件(3)具有與所述擒縱輪(1)鎖止的工具(33)和與所述擒縱輪(1)和所述第一運(yùn)動件(2)的機(jī)械傳遞工具(32)。運(yùn)動件通過擒縱輪被切向地驅(qū)動。
【專利說明】用于計時器的擒縱裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鐘表機(jī)構(gòu)、特別地用于螺旋平衡類型的手表的擒縱裝置。
[0002]擒縱裝置在機(jī)械表中是主零件，在一方面，所述主零件被設(shè)計成遞送必要的能量用于維持機(jī)械振蕩器的振蕩運(yùn)動，并且在另一方面所述主零件被設(shè)計成將振蕩頻率傳遞到驅(qū)動時間顯示的齒輪系。
[0003]目前最廣泛使用的擒縱裝置是瑞士杠桿式擒縱裝置。這種類型的擒縱裝置一直是大量研究和出版物的主題。由瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)校出版的題為“Th6orie d’horlogerie”(鐘表機(jī)構(gòu)理論)的手冊以及來自相同的出版商的手冊“Echappement et moteurspasdpas”(擒縱裝置以及步進(jìn)式馬達(dá))詳細(xì)描述這種類型的擒縱裝置的運(yùn)行，這種類型的擒縱裝置的主要缺點(diǎn)是:
[0004]-低效率:最好的效率是30%到40 %的級別；
[0005]-制造困難:為了獲得前述效率，瑞士杠桿需要若干高度精確的最終的精細(xì)調(diào)節(jié)的步驟；
[0006]-有限的運(yùn)行頻率:通過擒縱輪驅(qū)動杠桿不是切向的；在機(jī)械脈沖期間，擒縱輪的齒沿著杠桿掣爪滑動，這導(dǎo)致因為高運(yùn)行頻率的磨損問題。
[0007]為了解決磨損問題，專利EP0018796 A2提出切向驅(qū)動類型的擒縱裝置。這種類型的擒縱裝置的缺點(diǎn)是使用兩個堆疊的輪的必要性，這增加擒縱裝置的慣性并且因此減少效率；此外，高度精確的最終的精細(xì)調(diào)節(jié)步驟的數(shù)目與瑞士杠桿式擒縱裝置的高度精確的最終的精細(xì)調(diào)節(jié)步驟的數(shù)目一樣大。
[0008]在文獻(xiàn)中眾所周知的另一種類型的切向驅(qū)動擒縱裝置是棘爪擒縱裝置。這種類型的擒縱裝置具有一個活動的交替件，即擒縱輪在螺旋平衡輪的每個振蕩周期行進(jìn)并且遞送機(jī)械脈沖一次。
[0009]本發(fā)明的目的是通過下面的方式來矯正上文提到的已知擒縱裝置的瑕疵:提出在每個振蕩周期具有兩個活動的交替件的切向驅(qū)動擒縱裝置，該切向驅(qū)動擒縱裝置具有單個擒縱輪，并且然而所述切向驅(qū)動擒縱裝置在其運(yùn)行中消耗比瑞士杠桿式擒縱裝置更少的能量。
[0010]為此目的，如權(quán)利要求1中界定的擒縱裝置具有僅僅一個擒縱輪，并且因為每個運(yùn)動件的從鎖止面向驅(qū)動面延伸的外角具有與擒縱輪的主旋轉(zhuǎn)方向(在脈沖階段期間)相同的方向，運(yùn)行需要更少的能量，這是因為擒縱輪和每個運(yùn)動件之間的摩擦被減少。換言之，每個運(yùn)動件的鎖止面和驅(qū)動面被布置，使得在驅(qū)動或脈沖階段期間，擒縱輪和隨后與擒縱輪接觸的運(yùn)動件具有相反的旋轉(zhuǎn)方向；在脈沖階段期間驅(qū)動是切向的。因此，根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置是簡單的，因為其僅僅具有一個擒縱輪，但增加運(yùn)行儲備并且可以以高振蕩頻率使用。還可以注意到的是，根據(jù)此布置，從擒縱輪到平衡件的能量傳遞是有效的。
[0011]-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置的實施方案的總體平面圖。
[0012]-圖2示出圖1的擒縱裝置的第一靜止位置。
[0013]-圖3示出恰好在從第一靜止位置分離之后的圖1的擒縱裝置的位置。
[0014]-圖4示出當(dāng)平衡件按照逆時針方向旋轉(zhuǎn)時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞的階段。
[0015]-圖5示出處于第一靜止位置的運(yùn)動件2和3以及擒縱輪I。
[0016]-圖6示出在瑞士杠桿式擒縱裝置的輸入掣爪的表面法線n61和n62之間的外角a e以及在瑞士杠桿式擒縱裝置的輸出掣爪的法線n63和n64之間的外角a S。
[0017]-圖7示出當(dāng)平衡件按照逆時針方向轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞階段的終點(diǎn)。
[0018]-圖8示出圖1的擒縱裝置的第二靜止位置。
[0019]-圖9示出恰好在從第二靜止位置分離之后的圖1的擒縱裝置的位置。
[0020]-圖10示出當(dāng)平衡件順時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞的階段。
[0021]-圖11示出當(dāng)平衡件順時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞階段的終點(diǎn)。
[0022]-圖12示出圖1的擒縱裝置的運(yùn)動件2。
[0023]-圖13示出運(yùn)動件2的鎖止面23的變體實施方案。
[0024]-圖14示出運(yùn)動件3的鎖止面33的變體實施方案。
[0025]-圖15示出其中每個運(yùn)動件2和3的節(jié)圓直徑相等的情況。
[0026]-圖16示出第二運(yùn)動件的鎖止面的變體。
[0027]-圖17示出第一運(yùn)動件的鎖止面的變體。
[0028]-圖18示出第二運(yùn)動件的鎖止面的變體。
[0029]在本申請中，將參考外角，所述外角在與所考慮的通過擒縱輪和運(yùn)動件主體之間的接觸點(diǎn)行進(jìn)的方向相同的方向中測量。在本申請中，這可歸結(jié)為表示其中這種角度被測量的方向與當(dāng)釋放擒縱輪時所考慮的旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置的一個實施方案在圖1中以平面圖和在以虛線示出的3個截面中的立面圖來示出。根據(jù)圖1的擒縱裝置包括:
[0031]-擒縱輪1，其通過傳遞輪由發(fā)條盒驅(qū)動；該擒縱輪圍繞軸線11按照逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0032]-運(yùn)動件2，其圍繞軸線21樞轉(zhuǎn)，所述運(yùn)動件2包括具有脈沖面22和鎖止面23的第一帶齒結(jié)構(gòu)以及第二帶齒結(jié)構(gòu)24。
[0033]-運(yùn)動件3，其圍繞軸線31樞轉(zhuǎn)，所述運(yùn)動件3包括具有脈沖面32和鎖止面33的第一帶齒結(jié)構(gòu)、第二帶齒結(jié)構(gòu)34以及第三帶齒結(jié)構(gòu)35。
[0034]雖然其直接地不是擒縱裝置的一部分，圖1還示出圍繞軸線41樞軸地轉(zhuǎn)動的平衡件4的板狀件并且平衡件4包括帶齒結(jié)構(gòu)42。
[0035]以下的圖描述根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置的主要運(yùn)行步驟。
[0036]圖2示出圖1的擒縱裝置的第一靜止位置。
[0037]在此圖中，平衡件順時針轉(zhuǎn)動。平衡件的帶齒結(jié)構(gòu)42遠(yuǎn)離運(yùn)動件3的帶齒結(jié)構(gòu)35移動。擒縱輪I的齒在發(fā)條盒轉(zhuǎn)矩的影響下將力F施加在運(yùn)動件3的鎖止面33上。該鎖止面33被布置以便力F的方向大體上在運(yùn)動件3的中心附近經(jīng)過。在這些條件下，擒縱輪被鎖止并且因此通過帶齒結(jié)構(gòu)24和34使運(yùn)動件3和運(yùn)動件2固定。
[0038]圖3示出恰好在離開第一靜止位置之后的圖6的擒縱裝置的位置。
[0039]在此圖中，平衡件逆時針轉(zhuǎn)動。平衡件的帶齒結(jié)構(gòu)42接觸帶齒結(jié)構(gòu)35并且引起運(yùn)動件3順時針轉(zhuǎn)動。這種作用使擒縱輪的齒從鎖止面33中脫離。用于分離的必要的機(jī)械能是極其小的，這是因為該機(jī)械能僅僅被用來克服擒縱輪在鎖止面33上的摩擦并且使運(yùn)動件2和3位移若干度。在本申請實施例中，運(yùn)動件2和3在分離期間的角位移是約4度。
[0040]圖4示出當(dāng)平衡件逆時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞的階段。
[0041]在此圖中，擒縱輪I的齒壓在脈沖面32上并且按照順時針方向驅(qū)動運(yùn)動件3。因為帶齒結(jié)構(gòu)42和35，擒縱輪的機(jī)械能被傳遞到平衡件。通過帶齒結(jié)構(gòu)34和24，運(yùn)動件2也被運(yùn)動件3驅(qū)動。注意到的是，不同于瑞士杠桿式擒縱裝置，擒縱輪對運(yùn)動件3的驅(qū)動是大體上與脈沖面32的軌跡相切的。
[0042]擒縱輪對運(yùn)動件3的切向驅(qū)動是通過運(yùn)動件3的面33和32的特定布置而獲得的。
[0043]圖5示出處于第一靜止位置中的運(yùn)動件2和3以及擒縱輪I。
[0044]矢量n33代表在擒縱輪的齒的鎖止點(diǎn)處的鎖止面33的表面法線(以下稱為“法線”)，矢量n32代表穿過運(yùn)動件3的脈沖面32的中心的法線并且α 3代表η33和η32之間的外角。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置的特定特征中的一個通過具有與擒縱輪的旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)號相同的正負(fù)號的外角α3來表明。在此例示性實施方案中，外角α3和擒縱輪的旋轉(zhuǎn)角度相對于三角學(xué)方向是正的。
[0046]這些特征還在運(yùn)動件2的鎖止面23的法線η23和運(yùn)動件2的脈沖面22的法線η22之間的外角α 2上發(fā)現(xiàn)。
[0047]通過對比的方式，圖6示出瑞士杠桿式擒縱裝置的輸入掣爪的鎖止面61的法線n61和輸入掣爪的脈沖面62的法線n62之間的外角α e、以及瑞士杠桿式擒縱裝置的輸出掣爪的鎖止面63的法線n63和輸出掣爪的脈沖面64的法線n64之間的外角a So
[0048]觀察到的是，外角ae和a s具有與擒縱輪的旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)號相反的正負(fù)號。
[0049]圖7示出當(dāng)平衡件逆時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞階段的終點(diǎn)。在此能量傳遞階段的終點(diǎn)中，擒縱輪的齒離開運(yùn)動件3的脈沖面32并且運(yùn)動件2的鎖止面23被放置成面向擒縱輪I的齒。在此時間期間，平衡件遵循其增補(bǔ)的振蕩弧同時將其帶齒結(jié)構(gòu)42遠(yuǎn)尚運(yùn)動件3的市齒結(jié)構(gòu)35移動。
[0050]圖8示出圖1的擒縱裝置的第二靜止位置。
[0051]在此圖中，平衡件逆時針轉(zhuǎn)動。平衡件的帶齒結(jié)構(gòu)42遠(yuǎn)離運(yùn)動件3的帶齒結(jié)構(gòu)35移動。擒縱輪I的齒在發(fā)條盒轉(zhuǎn)矩的影響下將力F施加在運(yùn)動件2的鎖止面23上。該鎖止面23被布置以便力F的方向大體上在運(yùn)動件2的中心附近經(jīng)過。因此，擒縱輪被鎖止并且通過帶齒結(jié)構(gòu)24和34使運(yùn)動件2以及運(yùn)動件3固定。
[0052]當(dāng)平衡件順時針轉(zhuǎn)動時，嚙合階段、能量傳遞階段以及能量傳遞的終點(diǎn)以與當(dāng)平衡件逆時針轉(zhuǎn)動時已經(jīng)呈現(xiàn)的那些階段類似的方式表明。
[0053]以下的附圖示出這些不同的階段:
[0054]圖9示出恰好在從第二靜止位置分離之后的圖1的擒縱裝置的位置。
[0055]圖10示出當(dāng)平衡件順時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞的階段。
[0056]圖11示出當(dāng)平衡件順時針轉(zhuǎn)動時從擒縱輪到平衡件的能量傳遞階段的終點(diǎn)。
[0057]在順時針方向中的此能量傳遞階段之后，擒縱輪被再次鎖止在鎖止面33處并且運(yùn)行循環(huán)再次開始。
[0058]觀察到的是，根據(jù)本發(fā)明的擒縱裝置在螺旋平衡件的每個振蕩周期具有兩個活動的交替件，并且擒縱輪在每個交替件處行進(jìn)等于180° /N的角度，N是擒縱輪的齒的數(shù)目；此外，擒縱輪的相同的齒被相繼地鎖止在鎖止面33和23上?？梢酝茢嗟氖?，相對于擒縱輪的旋轉(zhuǎn)中心的、在面33和23上的鎖止點(diǎn)之間的角度也等于180° /N。
[0059]圖12以平面圖并且以透視圖示出圖1的擒縱裝置的運(yùn)動件2。
[0060]在此例示性實施方案中，鎖止面23由平面組成，所述平面在鎖止點(diǎn)處的法線大體上在運(yùn)動件2的旋轉(zhuǎn)中心附近經(jīng)過。通過用圓柱軸穿過運(yùn)動件2的旋轉(zhuǎn)中心的圓柱形表面替換此平面，還可以獲得相同的效果。然而，如果上述表面允許鎖止擒縱輪，其使得不可以精確地保證鎖止位置，這是因為在能量傳遞階段的終點(diǎn)并且恰好在靜止階段之前擒縱輪和鎖止面之間的沖擊所引起的反彈。
[0061]為了改善鎖止的精確性，在圖13中示出的鎖止面23的變體實施方案包括用凹形表面替換此平面。
[0062]圖15示出其中齒輪24和34的節(jié)圓直徑(Dp)相等以便最小化兩個運(yùn)動件2和3之間的慣性的差別的情況。
[0063]圖16和17分別示出第一運(yùn)動件和第二運(yùn)動件的鎖止面的變體，其中這些表面是凹形的并且由以角度V傾斜的兩個相交平面組成，以便在擒縱輪I在第一運(yùn)動件2或第二運(yùn)動件3中的一個上沖擊或反彈的情況下提供牢固的鎖止。在此實施方式下，擒縱輪I相對于第一運(yùn)動件2和第二運(yùn)動件3的相對角位置被確保并且不存在不期望的旋轉(zhuǎn)的可能性。
[0064]圖18示出第二運(yùn)動件的鎖止面33的變體。平面η示出垂直于垂直面的平面,所述垂直面穿過第二運(yùn)動件3和擒縱輪I之間的鎖止點(diǎn)和第二運(yùn)動件3的旋轉(zhuǎn)中心。鎖止面33的第一平面形成相對于平面η的角度β。非零角度β提供擒縱輪的更好的耐沖擊性；在另一方面，其引起擒縱輪在分離期間的反沖并且因此在分離時損失能量。第二鎖止平面形成相對于平面η的角度Y。Y的高值使得可以改善鎖止的精確性；在另一方面，其引起擒縱輪I在鎖止之前的相當(dāng)大的反彈。不同的試驗已經(jīng)示出被包括在120°和170°之間的角度V = 180- (β + γ)的值代表在良好的鎖止安全性、在脈沖終點(diǎn)的最小反彈或零反彈以及在分離時最小的能量損失之間的最佳折衷。
[0065]將理解的是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的多種修改和/或改進(jìn)可以被應(yīng)用于在本說明書中描述的本發(fā)明的不同實施方案而不脫離由所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鐘表機(jī)構(gòu)機(jī)芯的擒縱裝置，所述擒縱裝置具有在平衡板(4)和擒縱輪(I)之間的兩個活動的交替件，所述擒縱裝置包括: -第一運(yùn)動件⑵； -第二運(yùn)動件⑶； -所述擒縱輪(I)，其經(jīng)受基本上恒定的轉(zhuǎn)矩并且被布置成將機(jī)械能交替地傳遞到所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)； -用于在所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)之間機(jī)械傳遞的工具(24、34)； -在所述擒縱輪(I)和所述第一運(yùn)動件(2)之間的機(jī)械傳遞工具(22)和鎖止工具(23)； -在所述擒縱輪(I)和所述第二運(yùn)動件(3)之間的機(jī)械傳遞工具(32)和鎖止工具(33)； -在所述第二運(yùn)動件(3)和所述平衡板(4)之間的機(jī)械傳遞工具(35)； 其特征在于: -所述第一運(yùn)動件(2)的所述鎖止工具(23)由鎖止面(23)組成，所述鎖止面(23)被布置以便通過所述擒縱輪(I)在該鎖止面(23)中傳遞的力大體上在所述第一運(yùn)動件(2)的旋轉(zhuǎn)中心附近經(jīng)過； -所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止工具(33)由鎖止面(33)組成，所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(33)被布置以便通過所述擒縱輪(I)在該鎖止面(33)上傳遞的力大體上在所述運(yùn)動件(3)的旋轉(zhuǎn)中心附近經(jīng)過； -所述運(yùn)動件(2)的所述機(jī)械傳遞工具由驅(qū)動面(22)組成，所述驅(qū)動面(22)與所述鎖止面(23)鄰近地放置并且放置成以致從所述第一運(yùn)動件(2)的所述鎖止面(23)向所述第一運(yùn)動件(2)的所述驅(qū)動面(22)延伸的外角α 2具有與所述擒縱輪(I)的旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)號相同的正負(fù)號； -并且所述第二運(yùn)動件(3)的所述機(jī)械傳遞工具由驅(qū)動面(32)組成，所述第二運(yùn)動件(3)的所述驅(qū)動面(32)與所述鎖止面(33)鄰近地放置并且放置成以致從所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(33)向所述第二運(yùn)動件(3)的所述驅(qū)動面(32)延伸的外角α3具有與所述擒縱輪(I)的旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)號相同的正負(fù)號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擒縱裝置，其特征在于所述擒縱輪(I)、所述第一運(yùn)動件(2)、所述第二運(yùn)動件⑶以及所述平衡板⑷以相同的中間平面被布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或根據(jù)權(quán)利要求2所述的擒縱裝置，其特征在于所述擒縱輪(I)具有齒的數(shù)目(N)，并且所述擒縱輪(I)在所述面(33)上的鎖止點(diǎn)和在所述面(23)上的鎖止點(diǎn)之間相對于所述擒縱輪⑴的旋轉(zhuǎn)中心行進(jìn)的角度等于180° /N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的擒縱裝置，其特征在于所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(23、33)是平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的擒縱裝置，其特征在于所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(23、33)是圓柱形表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的擒縱裝置，其特征在于所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(23、33)是凹形表面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的擒縱裝置，其特征在于所述擒縱輪(I)的齒的數(shù)目少于或等于6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的擒縱裝置，其特征在于所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)之間的所述機(jī)械傳遞工具(24、34)由具有相同的基本直徑的齒輪組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擒縱裝置，其特征在于所述第一運(yùn)動件(2)和所述第二運(yùn)動件(3)的所述鎖止面(23、33)由2個平面組成，所述2個平面呈現(xiàn)在其之間的外角v，所述外角V被包括在120°和170°之間。
10.一種鐘表機(jī)構(gòu)件，其裝備有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的擒縱裝置。
【文檔編號】G04B15/06GK104364719SQ201280073776
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】X·M·涂 申請人:迪特拉有限公司