專利名稱：天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)的制作方法
天文鐘擒縱機(jī)構(gòu) 本發(fā)明涉及一種用于鐘表的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，包括緊固到脈沖元件的擺輪、其齒
與脈沖元件的軌道相交的擒縱輪、具有止動(dòng)元件和脫離元件的爪式擺動(dòng)臂、用于將止動(dòng)元 件接合到擒縱輪的齒的軌道上的裝置、以及被限制于和擺輪一起旋轉(zhuǎn)的脫離指狀物或棘 爪，用于在擺輪的每個(gè)擺動(dòng)周期與擺動(dòng)臂的脫離元件接合一次以將止動(dòng)元件從擒縱輪的齒脫離。 由于天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)在擒縱輪和擺輪之間不使用錨，能夠僅在擺輪旋轉(zhuǎn)的一個(gè)方 向產(chǎn)生在擺輪的脈沖指狀物上的擒縱輪的脈沖，或者每個(gè)擺動(dòng)周期一次、或者兩個(gè)中的一 個(gè)交變(交變對(duì)應(yīng)于半個(gè)擺動(dòng)周期)。 這種類型的擒縱機(jī)構(gòu)需要脫離擺動(dòng)臂，該脫離擺動(dòng)臂在一個(gè)方面包括與擒縱輪的 齒的軌道相交的止動(dòng)元件，在另一個(gè)方面包括脫離元件，其中緊固到擺輪的脫離指狀物與 該脫離元件接合。除了在擺輪從擒縱輪接收脈沖的交變期間，該脫離指狀物必須不能與脫 離元件接合，在另一個(gè)交變期間止動(dòng)元件必須保持與擒縱輪的接合。 在標(biāo)準(zhǔn)天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)中，脫離擺動(dòng)臂包括板簧，板簧的自由端按壓擺動(dòng)臂的支 座從而葉片在擺輪的脫離指狀物的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)臂，而同時(shí)板簧在相對(duì)的旋轉(zhuǎn)方 向彎曲并允許脫離指狀物通過而不需要驅(qū)動(dòng)脫離擺動(dòng)臂。這防止了擒縱輪在兩個(gè)交變的一 個(gè)期間不向擺輪發(fā)送脈沖而轉(zhuǎn)動(dòng)，這種情況如同Robin擒縱機(jī)構(gòu)，這導(dǎo)致?lián)p失能量并且因 而效率降低。 爪的撓性部的尺寸顯而易見是對(duì)于該擒縱機(jī)構(gòu)的開發(fā)非常重要的一點(diǎn)。需要足夠 的剛性以將支座保持在其自然位置，但是同時(shí)，用于釋放擒縱輪或者使爪功能有效的能量 必須不能太高，風(fēng)險(xiǎn)是由擺輪和螺旋彈簧組成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的不可忽視的干擾，該干擾與效 率的實(shí)質(zhì)降低相關(guān)聯(lián)并且甚至與系統(tǒng)的停止相關(guān)聯(lián)。此外，釋放擒縱輪所需的接通轉(zhuǎn)矩也 代表對(duì)板簧的硬度施加下限的操作安全特征(沖擊保護(hù))。 該機(jī)構(gòu)已經(jīng)主要用于航海天文鐘；其是精密的，要求完美地完成，很難適合于大規(guī) 模生產(chǎn)。其是易碎的，不能承受磨損時(shí)手表遭受的負(fù)載。其同樣是極好的擒縱機(jī)構(gòu)，能夠非 常精確地調(diào)節(jié)，從而最高可能的精密記時(shí)計(jì)的性能。 EP1538490建議通過將其固定到擺輪而不是脫離擺動(dòng)臂來解決板簧的問題。該彈 簧然后采用螺旋彈簧的形式，該螺旋彈簧的自由端結(jié)尾于指狀物，該指狀物具有設(shè)計(jì)成導(dǎo) 致螺旋彈簧彎曲的傾斜的脫離面和徑向驅(qū)動(dòng)面，從而指狀物僅沿?cái)[輪的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向拖動(dòng) 爪式擺動(dòng)臂。 雖然有利，但是如果爪式擺動(dòng)臂不釋放擒縱輪，這種方案仍舊需要克服螺旋彈簧 的力以使指狀物移開，發(fā)生與擺輪和螺旋彈簧組件的周期干涉和能量損失。
本發(fā)明的目的是改正上面提到的至少部分缺陷。 為此，本發(fā)明由用于鐘表的根據(jù)權(quán)利要求1所述的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
這個(gè)特征使得可能利用遭受擺輪的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的慣性，以由它的旋轉(zhuǎn)方向決 定致動(dòng)擺輪的脫離指狀物，從而沿著一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向，脫離指狀物的軌道通過擺動(dòng)臂的脫離 元件，在相對(duì)的旋轉(zhuǎn)方向，該軌道外面地通過那個(gè)脫離元件。
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因而，在該天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)中，脫離指狀物不再必須克服彈簧力。因?yàn)檫@，因此，它 不用能量移開彈性構(gòu)件，并且不引起對(duì)擺輪的擺動(dòng)周期的任何干擾，由于在交變期間，脫離 指狀物被從爪式擺動(dòng)臂的脫離元件移開，在交變中，擒縱輪沒有被擺動(dòng)臂脫離，因此不對(duì)擺 輪傳輸任何脈沖。 該擒縱機(jī)構(gòu)的操作不遭受標(biāo)準(zhǔn)天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)遇到的一些風(fēng)險(xiǎn)。將慣性構(gòu)件移動(dòng) 到其另一極限位置的沖擊的結(jié)果將不是問題。在一種情形中，脫離指狀物將遭遇脫離元件 而不是被縮回，并且將用可以忽略的力移動(dòng)慣性構(gòu)件進(jìn)入到其正確的位置。在另一種情形 下，代替與脫離元件接合，指狀物將不遭遇它，其將引起在擺輪上的一個(gè)脈沖的損失和齒輪 系的一個(gè)增加，這不影響表的正確操作，因?yàn)樗疃嗍菢O端偶發(fā)事件。 此外，該擒縱機(jī)構(gòu)的操作減少了與標(biāo)準(zhǔn)天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)的使用有關(guān)的一些風(fēng)險(xiǎn)。 施加到鐘表的沖擊能夠?qū)е滤臄[輪旋轉(zhuǎn)比通過正常(normal)操作角度更遠(yuǎn)，這在脈沖 產(chǎn)生的交變期間導(dǎo)致齒輪系被再次釋放。這導(dǎo)致馳振，因?yàn)閮蓚€(gè)脫離和兩個(gè)脈沖在相同的 交變期間發(fā)生。本發(fā)明的系統(tǒng)不遭受標(biāo)準(zhǔn)問題，因?yàn)槊撾x指狀物當(dāng)時(shí)已經(jīng)從接通元件的軌 道撤退，并且不引起鎖定元件的運(yùn)動(dòng)，因此不激發(fā)第二脈沖。 在下面結(jié)合附圖的描述過程中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變的明顯，附圖用圖
解法并且當(dāng)作例子顯示了本發(fā)明的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。

圖1至7顯示了在擺輪的一個(gè)擺動(dòng)周期在不同位置的該天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)； 圖8是從圖1的下面的局部視圖； 圖9是沿圖8中的IX-IX線截取的截面圖； 圖10是圖9中示出的部分的分解圖； 圖11是在擺輪的擺動(dòng)周期期間慣性元件的角運(yùn)動(dòng)的圖表，在橫座標(biāo)軸上時(shí)間以 秒繪制，在縱座標(biāo)軸上角度以度數(shù)繪制； 圖12是在一個(gè)擺動(dòng)周期內(nèi)擺輪的角位移的圖表，在橫座標(biāo)軸上時(shí)間以秒繪制，在 縱座標(biāo)軸上角度以度數(shù)繪制。 圖2至7顯示了沒有擺輪的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，僅顯示被限制為與擺輪的樞軸旋轉(zhuǎn) 的脈沖和釋放裝置。為了清楚，擺輪B僅在圖1中示出。 天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)包括通過精加工齒輪系(未顯示)被連接到鼓形彈簧(未顯示) 的擒縱輪l，精加工齒輪系引起擒縱輪l(圖1-7)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 在圖1所示的位置，擒縱輪3的一個(gè)齒正靠在脫離擺動(dòng)臂2的止動(dòng)元件2a，止動(dòng)元 件2a有利地由棘爪紅寶石(pallet ruby)形成。脫離擺動(dòng)臂2由彈簧3定位，彈簧3促使 脫離擺動(dòng)臂2緊靠支座4，在該位置，止動(dòng)棘爪2a被接合在擒縱輪的齒的軌道中，從而擒縱 輪的一個(gè)齒靠在止動(dòng)棘爪2a，如圖l所示。 與擺輪的樞軸相關(guān)聯(lián)的脈沖和脫離裝置在圖8-10中詳細(xì)地顯示。它包括帶有管 狀元件6a的圓板6，管狀元件6a被設(shè)計(jì)為安裝到擺輪的軸上。該管狀元件6a具有由兩個(gè) 平的外平行面6b(圖8)分割的圓形外部分，包括開口7a(圖10)的脈沖環(huán)7被接合在平的 外平行面6b上，開口 7a具有與管狀元件6a的外部分的平的外平行面6b互補(bǔ)的部分。脈 沖輪7被軸向保持在兩個(gè)嵌入(chased)的扣環(huán)8a、8b之間。 脈沖環(huán)7具有從脈沖環(huán)7的外側(cè)面突出的脈沖指狀物和面7b。脈沖環(huán)的指狀物可 以是附上的元件，例如棘爪。
在該實(shí)施例中，半圓形部分的兩個(gè)銷9和10被嵌入各自直徑相對(duì)地板6中的孔 6c、6d。 在該實(shí)施例中，橢圓形的慣性元件11設(shè)置有三個(gè)開口 11a、llb、llc，其中的兩個(gè) 開口 11a、llb是偏心的并且最好對(duì)稱和徑向相對(duì)。這些開口中的一個(gè)llb是半圓形，由兩 個(gè)成大于180度角的半徑限定，以接收慣性構(gòu)件11的樞軸銷10并能夠進(jìn)行其角運(yùn)動(dòng)。另 一個(gè)開口 11a是伸長(zhǎng)的以接收銷9。第三個(gè)開口是中心開口 11c，板6的管狀部分6a通過 間隙穿過中心開口，當(dāng)缺乏開口 11a和銷9時(shí)，第三個(gè)開口用來限制慣性構(gòu)件ll的角位移。 脫離指狀物lld從慣性構(gòu)件11的側(cè)向外面突出。在該實(shí)施例中，脫離指狀物lld具有三角 形形狀，具有相對(duì)于慣性構(gòu)件11的中心徑向定向的驅(qū)動(dòng)面和傾斜面，如圖8所示。脫離指 狀物也可以由附上的棘爪紅寶石形成，如同指狀物7b。如果其應(yīng)該在縮回位置時(shí)沖擊將其 移動(dòng)到突出位置，脫離指狀物lld的傾斜面用作向后推動(dòng)慣性構(gòu)件6。 如圖9中所示，慣性構(gòu)件ll是在管狀部分6a的底部處。如圖10所示，開口 lla、 11b、llc被設(shè)置、規(guī)定大小和成形成使慣性構(gòu)件11能夠?qū)崿F(xiàn)圍繞銷10的軸線的有限的角運(yùn) 動(dòng)，銷10的軸線平行于嵌在擺輪的樞軸銷上的板6的軸線，并且構(gòu)成慣性構(gòu)件11的樞軸構(gòu) 件。伸長(zhǎng)的開口 lla相對(duì)于通過開口 11b、llc的各自的軸線的慣性構(gòu)件11的直徑對(duì)稱地 延伸，從而慣性構(gòu)件11的兩個(gè)限制位置被對(duì)稱地位于擺輪的樞軸的任一側(cè)上。
為了最小地影響擺輪的平衡，兩個(gè)開口 11a、llb的軸線相對(duì)于慣性構(gòu)件11的中心 占用對(duì)稱的且直徑相對(duì)的位置。為了與各自的開口 11a、llb合作，銷9、10相對(duì)于圓板6的 中心占用相應(yīng)的且對(duì)稱的直徑相對(duì)的位置。 圖1中，由慣性構(gòu)件11占用的角位置相應(yīng)于脫離指狀物11d突出于圓板6的周圍 的外面的位置。在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，三角形指狀物的徑向面遇到位于脫離擺動(dòng)臂2的自由端 處的脫離元件2b，結(jié)果，脫離指狀物lld抵抗復(fù)位彈簧3的壓力抬起脫離擺動(dòng)臂2，如圖2 中所示。 —旦釋放由鼓形彈簧經(jīng)由精加工齒輪系張緊的擒縱輪l，擒縱輪就沿逆時(shí)針方向 被驅(qū)動(dòng)，結(jié)果擒縱輪1的一個(gè)齒遇到脈沖指狀物7b，將力從鼓形彈簧直接傳送到擺輪，如圖 3所示。 圖4顯示在擺動(dòng)臂被脫離指狀物lld釋放后，使脫離擺動(dòng)臂2回到靠在支座4的 位置的彈簧3，結(jié)果是當(dāng)擒縱輪的該齒由脈沖指狀物7b釋放時(shí)，擒縱輪的另一個(gè)齒通過脫 離擺動(dòng)臂2的棘爪2a被止動(dòng)，如圖5所示。 圖5還顯示從順時(shí)針方向到相對(duì)方向的擺輪的旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)。擺輪的軸被限制 為與脈沖指狀物7b和脫離指狀物lld —起旋轉(zhuǎn)。擺輪通過螺旋彈簧被減速，并且在擺輪沿 著相對(duì)的方向被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)之前，其速度通過零。 根據(jù)擺輪的旋轉(zhuǎn)方向，慣性構(gòu)件11具有兩個(gè)穩(wěn)定的位置。試驗(yàn)已經(jīng)顯示在擺輪已 經(jīng)完成兩個(gè)交變中的每一個(gè)之前，慣性構(gòu)件11移動(dòng)，兩個(gè)交變構(gòu)成擺輪的擺動(dòng)周期，但是， 擺輪圍繞銷10的旋轉(zhuǎn)在擺輪的死點(diǎn)附近(其位置的0角)開始。 在死點(diǎn)處，擺輪具有最大限度的速度，因此從正的加速度到負(fù)的加速度(其開始 減速)，此時(shí)，慣性作用開始使它們自己讓人認(rèn)識(shí)清楚。 該行為依靠慣性構(gòu)件11的慣性(特別是其材料和幾何形狀)和慣性構(gòu)件11和慣 性構(gòu)件接觸的表面之間的摩擦力，該行為也被離心力的作用影響，離心力作用在慣性構(gòu)件11的質(zhì)量中心(該中心相對(duì)于擺輪的旋轉(zhuǎn)軸線是偏移的)，并且被增加到由擺輪引起的最 初的加速度。 在圖5圖解的階段，慣性構(gòu)件11已經(jīng)圍繞銷10的軸線順時(shí)針移動(dòng)。在該位置，脫 離指狀物11d被縮回圓板6的內(nèi)側(cè)外圍邊緣。 從而，在脫離指狀物11d在脫離元件2b之前通過時(shí)，脫離指狀物lld不與脫離擺 動(dòng)臂2合作，如圖6中所示。與所有已知的正向脈沖傳送擒縱機(jī)構(gòu)相比，脫離指狀物lld沒 有彈性構(gòu)件以克服在擺輪的交變期間沖破爪式擺動(dòng)臂2的元件2b的障礙，其中，后者接收 不到脈沖以持續(xù)其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹笭钗锉豢s回板6的內(nèi)部圓形外周。因此，沒有能量損失 并且對(duì)擺輪的擺動(dòng)周期沒有干擾。 在擺輪B沿逆時(shí)針方向到達(dá)其旋轉(zhuǎn)端處時(shí)(圖7)，它的減速再次引起慣性構(gòu)件6 向后移動(dòng)進(jìn)入到脫離指狀物11d突出板6的外部圓形外周的位置。 圖11是在一個(gè)擺動(dòng)周期期間擺輪的角位移的圖表。其應(yīng)該與圖12的圖表相比較， 圖12的圖表顯示了在慣性構(gòu)件的兩個(gè)限制位置之間的慣性構(gòu)件11的位移的角度，該兩個(gè) 限制位置由交替地緊靠固定到板6的銷9開口 lla的兩個(gè)徑向邊緣確定。
在其兩個(gè)限制位置之間的慣性構(gòu)件11的角移動(dòng)僅是一些度數(shù)，典型地是5度到10 度，這兩個(gè)限制位置被對(duì)稱地定位在擺輪的樞軸線的任一側(cè)上。該慣性構(gòu)件11可以由低質(zhì) 量密度的材料生產(chǎn)，慣性效應(yīng)仍舊足夠保證其功能。關(guān)于外部幾何形狀的選擇自由意味著 慣性元件可以被生產(chǎn)成對(duì)稱形狀，其保證低增加的不平衡。經(jīng)驗(yàn)顯示用相對(duì)低密度的材料 例如硅，對(duì)擺輪的平衡的影響是可以忽略的。 LIGA技術(shù)可以被用于生產(chǎn)薄的鎳慣性構(gòu)件ll，典型地是O. IO至O. 15mm厚，從而 對(duì)擺輪的平衡的影響可以被認(rèn)為可以忽略。
權(quán)利要求
一種用于鐘表的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，包括緊固到脈沖元件(7a)的擺輪；擒縱輪(1)，擒縱輪的齒與脈沖元件(7a)的軌道相交；爪式擺動(dòng)臂(2)，具有止動(dòng)元件(2a)和脫離元件(2b)；裝置(3)，用于在擒縱輪(1)的齒的軌道中接合止動(dòng)元件(2a)；和脫離指狀物(11d)，被限制于和擺輪一起旋轉(zhuǎn)，以在擺輪的每個(gè)擺動(dòng)周期與爪式擺動(dòng)臂(2)的脫離元件(2b)接合一次以將止動(dòng)元件(2a)從擒縱輪(1)的齒釋放，其特征在于脫離指狀物(11d)被緊固到被安裝成為在兩個(gè)極限位置之間自由移動(dòng)的慣性構(gòu)件(11)，在一個(gè)極限位置，脫離指狀物(11d)的軌道通過擺動(dòng)臂(2)的脫離元件(2b)，在另一個(gè)極限位置，該軌道不通過該脫離元件(11b)，慣性構(gòu)件(11)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的通道由作用在慣性構(gòu)件上的慣性力產(chǎn)生，該慣性力由在擺輪的每半個(gè)擺動(dòng)周期中的擺輪的速度變化引起。
2. 如權(quán)利要求l所述的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，其中，慣性構(gòu)件(11)是安裝在板(6)上的 元件，該板圍繞軸線經(jīng)由樞軸構(gòu)件(10)被緊固到擺輪的樞軸，所述軸線平行于擺輪的樞軸 線并相對(duì)于所述元件的中心偏心，所述元件設(shè)置有開口 (lie)，用于擺輪的樞軸通過間隙通 過，慣性構(gòu)件(11)的兩個(gè)限制位置被對(duì)稱地定位在擺輪的樞軸線的任一側(cè)上。
3. 如權(quán)利要求2所述的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，其中，包括板(6)和慣性構(gòu)件(11)的元件的 一對(duì)構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件承載兩個(gè)銷(10、9)，分別為樞軸銷和用于限制角運(yùn)動(dòng)的銷，占用直 徑相對(duì)且對(duì)稱的位置，而所述對(duì)的另一個(gè)構(gòu)件具有兩個(gè)開口 (11b、lla)，該兩個(gè)開口的軸線 占用對(duì)應(yīng)的直徑相對(duì)且對(duì)稱的位置，旨在接收各自的銷(10、9)，慣性構(gòu)件(11)的元件包括 中心開口，該中心開口允許通道具有管狀元件(6a)的間隙，該管狀元件適于被嵌在緊固到 板(6)的擺輪的軸上。
4. 如權(quán)利要求3所述的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，其中，適于被嵌在擺輪軸上的所述管狀元件 (6a)具有局部圓形的外部分，設(shè)置有所述脈沖元件(7a)的環(huán)(7)被接合在該局部圓形的外 部上，該環(huán)(7)的開口部分與管狀元件(6a)的外部分互補(bǔ)，該環(huán)(7)通過扣環(huán)(8)被軸向 保持在管狀元件上。
5. 如前述權(quán)利要求的任一個(gè)中所述的天文鐘擒縱機(jī)構(gòu)，其中，用于在擒縱輪(1)的齒 的軌道中接合止動(dòng)元件(2a)的裝置(3)是彈力恢復(fù)裝置。
全文摘要
該擒縱機(jī)構(gòu)包括緊固到脈沖元件(7a)的擺輪、擒縱輪(1)、具有止動(dòng)元件(2a)和脫離元件(2b)的爪式擺動(dòng)臂(2)、脫離指狀物(11d)，被限制于和擺輪一起旋轉(zhuǎn)，以在擺輪的每個(gè)擺動(dòng)周期與爪式擺動(dòng)臂(2)的脫離元件(2b)接合一次。脫離指狀物(11d)被緊固到被安裝成為在兩個(gè)極限位置之間自由移動(dòng)的慣性構(gòu)件(11)，在一個(gè)極限位置，脫離指狀物(11d)的軌道通過擺動(dòng)臂(2)的脫離元件(2b)，在另一個(gè)極限位置，該軌道不通過該脫離元件(11b)，慣性構(gòu)件(11)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的通道由慣性力產(chǎn)生，該慣性力由在擺輪的擺動(dòng)的每個(gè)交變中的擺輪的速度變化引起。
文檔編號(hào)G04B15/14GK101750953SQ200910259158
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者博努瓦·布朗吉耶, 法比亞諾·科爾珀 申請(qǐng)人:勞力士有限公司