專利名稱：恒力裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種恒力裝置，該裝置用于通過從擒縱輪將力均勻地傳遞到表的調整機構而對機械表的運動進行精確調節(jié)，該裝置適于集成到陶比倫(Tourbillon)機構中。
背景技術：
在相當長的時間內恒力裝置已經為大家所知，且多數情況下通過附加彈簧實現，其中該彈簧在任何給定時刻具有特定量的預張力，補償由于主彈簧的張力衰減而造成的表的時鐘機構的可變驅動力，且周期性地再次張緊特定的量。雖然為了保持表的調整機構的擺動其張力被消耗，但傳遞的作用力可以認為遠比調整機構僅由主彈簧驅動的情況下更恒定。
Messrs Y.Droz和J.Flores的論文“Les remontoirs d’égalitéet les forcesconstantes dans la montre”描述了一種具有上述類型的恒力裝置。在這種情況下擒縱輪由第一錨式件控制，且周期性地釋放，這通常利用錨式擒縱機構來實現。在擒縱輪經小齒輪與所謂的恒定輪嚙合時，且經Reuleaus凸輪它還控制著與止動輪嚙合的第二錨式件。該止動輪與所述將大致恒定的扭矩傳遞到調整機構的所述恒定輪同心，而預張緊螺旋彈簧位于這些輪之間，通過這些輪子的相互角位移，該彈簧經歷所謂的周期性再次張緊。該張力可以在第一錨式件的控制下消耗掉，第一錨式件經擒縱輪和小齒輪發(fā)揮作用，從而保持調整機構的擺動，并在第二錨式件確定的時刻恢復。然而，對于設計和運行來說，止動輪相對于傳遞大致恒定扭矩的輪的同心配置產生了困難。
專利文獻CH120028也描述了這樣一種恒力裝置，其中在止動輪和擒縱輪之間設置預張緊的附加彈簧，該擒縱輪與止動輪同心。在這種情況下，擒縱輪對調整機構轉傳大致恒定的扭矩。盡管該裝置的構思不同，且相應錨式件的配置不同，但在基本上與上述設計相同的原理基礎上傳遞了大致恒定的扭矩。雖然這種普通的恒力裝置當然有所改進，比如不再受時鐘機構慣性影響的擒縱機構，當采用適當設計時使時鐘機構以秒的節(jié)律發(fā)聲的可能性，尤其是相對恒定的扭矩的傳遞，然而其中仍有不同的缺點。這些普通的恒力裝置首先具有的缺點是傳遞的扭矩僅僅是大致恒定的，而不是完全恒定的，因為在所述裝置中沒有設置對這種作用的校正時，附加彈簧的張力會衰減。所以，周期性重新張緊的附加彈簧的普通作用是對所述運動進行改進的調整，但不是最佳的調整。而且，由于止動輪和傳遞恒定扭矩的輪的同心配置而產生各種困難。不同心的配置可以允許自由地選擇，這些輪的相對位置和—在該恒力裝置集成到陶比倫機構中的情況下—止動輪相對于所謂的秒固定輪的位置，此外止動輪還可以嚙合不同直徑的秒輪。而且，從所涉及的輪不必安裝在一根軸上的意義來說，這將簡化該裝置的設計。最后，在與其他旨在精確調節(jié)運動的裝置比如陶比倫機構的組合會有充分改進的效果的情況下，恒力裝置的單獨使用是不利的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述的困難，尤其是對表的調整機構傳遞真正恒定的扭矩，且可以實現由相對于傳遞恒定扭矩的輪不同心的止動輪以及集成到陶比倫機構中產生的優(yōu)點。
本發(fā)明的主題恒力裝置的特征在于權利要求1所述的特征。
其他優(yōu)點在于從屬權利要求中表述的特征，以及下面借助于附圖詳細介紹本發(fā)明的描述。


附圖表示根據本發(fā)明的恒力裝置的一個實施例。
圖1是具有根據本發(fā)明的恒力裝置的陶比倫機構的頂視圖。
圖2示出了在沿圖1的線A-A所作的剖面圖中的陶比倫機構和恒力裝置。
圖3示出了該裝置的主要部件，為更清楚起見，沒有在如圖1所示的頂視圖中的陶比倫機架。
圖4是所述恒力裝置的主要部件的平面圖。
圖5是沿圖4的線A-A所作的恒力裝置的剖面圖，以便詳細示出集成的力平衡機構。
圖6示意性示出了力平衡機構的功能。
具體實施例方式
下面將參照上述附圖詳細描述該裝置的實施例。
在圖1中示出了一個集成到陶比倫機構中的根據本發(fā)明的恒力裝置。陶比倫機構包括陶比倫機架1，上有在其中心處可轉動地安裝著的平衡輪2；螺旋彈簧3；驅動齒輪13；以及秒固定輪14和特定情況下的第二秒固定輪，該第二秒固定輪未示出，且與第一秒固定輪同心，并具有不同的齒數和直徑。
秒固定輪14或存在時的第二秒固定輪嚙合止動輪的小齒輪12a，該小齒輪固定連接于止動輪12，且在陶比倫機架內偏心且可轉動地安裝。在所述的實施例中，該止動輪12具有兩個與恒力裝置的第二錨式件11的錨式爪11a和11b配合的齒，在所述示例中所述恒力裝置可以沿陶比倫機構的軸線樞轉。所述錨式件11由Reuleaux凸輪5經該錨式件11的叉形部分11c控制，該叉形部分與錨式爪11a和11b相對，該Reuleaux凸輪5具有單邊三角形的形狀，而側邊是圓弓形，不是直線。Reuleaux凸輪5的這三條側邊以常規(guī)的方式與錨式件11的叉形部分11c相配合，從而控制該錨式件的樞轉運動。
從圖2或圖3可以看出，Reuleaux凸輪5是恒力裝置的另一單元的一部分，該單元偏心地安裝在陶比倫機架1內，且尤其是與止動輪12不同心。在圖4至6的頂視圖、剖面圖和功能表述圖中示出的該單元的軸包括擒縱輪軸9，該輪軸可轉動地嵌在陶比倫機架1內，且在上部固定Reuleaux凸輪5，以及在其下的擒縱輪6。為此，該擒縱輪6具有普通形狀的齒，所以可以使該擒縱輪的運動被第一錨式件4阻止或釋放，該第一錨式件位于陶比倫機架1的頂部，且由平衡輪2控制，該第一錨式件具有兩個與所述擒縱輪的齒交替嚙合的錨式爪。
在擒縱輪軸9的下部，張緊環(huán)小齒輪8可轉動地繞該軸安裝，且張緊環(huán)7固定在該小齒輪處。張緊環(huán)小齒輪8由套筒26支撐，且類似于止動輪小齒輪12a地嚙合秒固定輪14，當根據本發(fā)明的恒力裝置集成到陶比倫機構中時，該秒固定輪可以限定這兩個元件的可能相對位置。
恒力裝置的螺旋彈簧10位于擒縱輪6和張緊環(huán)7之間，這可以從圖5看出，這通過特定的力平衡機構實現。該力平衡機構具有固定在與擒縱輪6相對的張緊環(huán)7一側的力平衡偏心輪20，該偏心輪的軸線相對于擒縱輪軸9的軸線，以及相對于張緊環(huán)小齒輪8的轉動軸線平行偏移，其中該張緊環(huán)小齒輪8的轉動軸線與擒縱輪軸9的軸線相同。力平衡盤21可轉動地支撐在偏心輪20周圍，該偏心輪可以是不同的形狀，尤其是不必為圓形形狀，該力平衡盤在所述示例中包括兩個相對布置的臂，用作工作點(21a、21b)，該平衡盤當然可以具有不同但功能相同的形狀。在該盤上有一固定到擒縱輪軸9上并固定螺旋彈簧10的自由端的固定夾頭23。該彈簧的另一自由端固定到可移動夾頭22上，該可移動夾頭可轉動地繞固定夾頭23以及擒縱輪軸9的軸線連接。固定夾頭23和可移動夾頭22具有沿力平衡盤21的方向從位于每一夾頭最邊緣的孔向下伸出的銷24、25，且離擒縱輪軸9的軸線同樣的距離。這兩個銷24和25位于一平面的同一側且與兩臂21a、21b相配合，所述平面穿過力平衡盤21的兩臂確定的直線，且與所述盤垂直。
除所述方案設計之外，人們可以以示例的方式示出這種裝置的功能，同時參照所述的實施例。平衡輪2由預張緊螺旋彈簧10驅動，且通過第二螺旋彈簧3復原。在平衡輪2的每第五個半擺之后——這一數目的半擺是由擒縱輪的齒數確定的，當然可以不同地選擇——止動輪12和陶比倫機構的機架1經Reuleaux凸輪5和第二錨式件11釋放。然后止動輪12轉動特定的角度，該角度由其齒數確定，在目前的情況下轉過90°的角度，然后通過錨式件11的錨式爪停止。因為止動輪和止動輪小齒輪12a位于陶比倫機架上，且因為后者嚙合秒固定輪14或嚙合第二秒固定輪，所以止動輪12的這種轉動同時導致陶比倫機架1的轉動，且隨后使張緊環(huán)小齒輪8轉動，該小齒輪也位于陶比倫機架上且嚙合秒固定輪14。張緊環(huán)7因而進行的轉動致使螺旋彈簧10重新張緊，因為另一方面擒縱輪6被第一錨式件4阻擋。通過在平衡輪2的每第五個半擺之后重復這組動作，螺旋彈簧10周期性地張緊相同的量。
該螺旋彈簧10的張緊儲存的能量可以以扭矩的形式再次傳遞，以便保持平衡輪2的擺動，在這種情況下張力減小到最小，于是在所需的精度上具有明顯的效果，直到彈簧再一次重新張緊。所以，通過固定傳遞真正恒定扭矩的特定力平衡機構實現能量傳遞。為此，一端連接在可移動夾頭22處的張緊的螺旋彈簧10對該夾頭22中的銷25施加作用力，該銷經力平衡盤21的所述臂之一將該作用力作為扭矩傳遞到該盤。力平衡盤21的另一臂作用在該固定夾頭23中的銷24，因此將扭矩傳遞到該固定夾頭23以及擒縱輪6。施加到力平衡盤21的兩臂上的扭矩的力臂(lever arm)L1和L2是可變的，因為擒縱輪軸9和支撐在力平衡偏心輪20周圍的力平衡盤21的轉動軸線互相平行地偏移，從圖6可以看出。通過在力平衡盤21的不同位置適當選擇這些力臂的長度，作為施加的作用力F1和F2的函數，可以在擒縱輪6處得到真正恒定的扭矩，而不管套管和止動輪12之間的整個齒輪組的停止期間螺旋彈簧10的張力損失如何。在圖6所示的示例中，這意味著在位置1的第一力臂的長度L1，即，在該位置的力平衡盤21的臂之一處的銷25的工作點，當轉動到位置2時延長到長度L1’，而第二力臂的長度L2，即在力平衡盤21的另一臂處的銷24的工作點縮短到長度L2’。這用于增加L1’/L2’的比值，并補償位置1的作用力F1減小到作用力F1’，因為螺旋彈簧10的張力損失。因此在轉動過程中可以得到恒力F2，所以傳遞到擒縱輪6的扭矩也是恒定的。這種狀態(tài)可以由下述公式進行數學表示
F1/F1’＝(L1’*L2)/(L1*L2)因此人們可以計算所需的力臂比或螺旋彈簧10的性能，從而對力平衡機構進行適當的設計。
在平衡輪2的每半擺過程中，擒縱輪6被第一錨式件4釋放，且在張緊的螺旋彈簧10的影響下繞其自身軸線轉動角度，正如固定夾頭23和力平衡盤21，同時張緊環(huán)7和止動輪12被阻止。
在平衡輪2的每第五半擺過程中，止動輪和陶比倫機架又得到釋放。如上所述，這使張緊環(huán)7轉動給定的角度，在所述示例中為60°，并再假定其相對于擒縱輪6的最初位置，導致螺旋彈簧10重新張緊特定的量。整個動作序列周期性地重復，因此可以從擒縱輪6將恒定的扭矩不變地傳遞到作為表的調整機構的平衡輪2。
這種裝置的優(yōu)點是明顯的。首先所述的這種裝置與傳統(tǒng)的恒力裝置相比，對表的調整機構傳遞恒定的扭矩，該扭矩通過特定的力平衡機構校正驅動螺旋彈簧的張力損失。為此引入的力平衡機構僅包括三個新部件，因此不代表該裝置的復雜化，尤其是因為需要較小空間，這些部件易于安裝在擒縱輪軸周圍。而且，該系統(tǒng)可以這樣調節(jié)，即所述扭矩保持恒定，即使螺旋彈簧的預張力在特定的范圍內偏離。
此外，如所述，止動輪相對于傳遞恒定扭矩的輪的不同心布置產生了各種不同的優(yōu)點，在當前的情況下所述傳遞恒定扭矩的輪為擒縱輪6。當所述恒力裝置集成到陶比倫機構中時，甚至在秒固定輪周圍的止動輪的位置可以自由地選擇，且經其小齒輪它還可以嚙合不同直徑的第二秒固定輪。因此，止動輪的直徑和齒數以及止動輪小齒輪的齒數可以在特定的變化范圍內自由地選擇，所以錨式爪的嚙合可以最優(yōu)化，且止動輪的轉動速度可以與擒縱輪的不同。這也產生結構優(yōu)點，例如簡化了對擒縱機構和恒力裝置的接近，因為擒縱輪和止動輪不是一個放在另一個上方，或者陶比倫機架的慣性力矩可以通過這種布置和止動輪的低轉速而最優(yōu)化——在恒力裝置集成到陶比倫機構中的那些情況下。而且，可以在張緊環(huán)上設置精細的調節(jié)系統(tǒng)。當張緊環(huán)不需要任何特定的公差時，可以選擇張緊環(huán)和擒縱輪軸之間的運行配合，所以擒縱輪——如在實施例中詳細描述——固定連接在擒縱輪軸上。這樣形成擒縱輪的最小運行間隙，該間隙對應沒有恒力裝置的標準擒縱機構的間隙。擒縱輪和止動輪沒有共同的軸這一事實簡化了表的方案設計、制造和調節(jié)。
將這種方案的恒力裝置集成到在所述實施例中已經考慮的陶比倫機構中的可能性是非常引入注意的，尤其是因為用于運動精確調節(jié)的這兩個系統(tǒng)的互補性可以以有效的方式組合。因此，擒縱機構不再受齒輪慣性的影響。采用止動輪每秒釋放一次的設計，該機構可以表示全部秒。通過螺旋彈簧的張緊和力平衡機構的引入，在陶比倫機構中當陶比倫機架停止時出現、且具有不利的動態(tài)效應的跳動明顯減小。因此，代替突然停止，陶比倫機架預先減速。
最后，在陶比倫機架中心的第二錨式件轉動軸線的布置也是有利的。這樣，與其他布置的結果相反，避免了錨式件對陶比倫機架的慣性力矩的影響，且該系統(tǒng)的動力學最優(yōu)化。
以示例方式示出的實施例決不是限制性的，因為在此所示的附加特征，比如止動輪相對于傳遞恒定扭矩的輪的不同心位置、第二錨式件放入轉動的夾具中心、或者集成到陶比倫機構中可以省略、或者可以進行功能相同的變化，正如力平衡機構的詳細設計一樣。
權利要求
1.一種恒力裝置，包含連接于止動輪小齒輪(12a)的止動輪(12)、連接于擒縱輪軸(9)的擒縱輪(6)、連接于張緊環(huán)小齒輪(8)的張緊環(huán)(7)、和連接于擒縱輪軸(9)的凸輪(5)，其中擒縱輪(6)的運動受到第一錨式件(4)的兩個錨式爪的阻擋或釋放，止動輪(12)的運動受到第二錨式件(11)的兩個錨式爪(11a、11b)的阻擋或釋放，該第二錨式件由嚙合凸輪(5)的該錨式件(11)的叉形部分控制，其特征在于，它包含一力平衡機構，該機構通過補償提供驅動能的彈簧(10)的張力損失而保證恒定的扭矩傳遞到表的調整機構上。
2.如權利要求1所述的恒力裝置，其特征在于，所述力平衡機構位于擒縱輪(6)和張緊環(huán)(7)之間，該張緊環(huán)通過張緊環(huán)小齒輪(8)可轉動地支撐在擒縱輪軸(9)周圍，且該力平衡機構包含螺旋彈簧(10)。
3.如權利要求2所述的恒力裝置，其特征在于，一力平衡偏心輪(20)連接于與擒縱輪(6)相對的張緊環(huán)(7)一側上的張緊環(huán)小齒輪(8)上，所述偏心輪確定一相對于擒縱輪軸(9)的軸線平行偏移的轉動軸線，且具有至少兩個工作點(21a、21b)的力平衡盤(21)可轉動地支撐在所述偏心輪上。
4.如權利要求3所述的恒力裝置，其特征在于，所述力平衡機構的螺旋彈簧(10)一端連接于連接在擒縱輪軸(9)上、且具有沿力平衡盤(21)的方向伸出的銷(24)的固定夾頭(23)上，而另一端連接于可轉動地支撐在固定夾頭(23)周圍、且具有沿力平衡盤(21)的方向伸出的銷(25)的可移動夾頭(22)上，所述兩銷(24、25)以這樣的方式與力平衡盤(21)的所述工作點(21a、21b)相互配合，即借助于銷(24、25)施加的作用在這些工作點上的作用力的力臂長度以這樣的方式根據繞力平衡偏心輪(20)轉動的力平衡盤(21)的位置而變化，即由于螺旋彈簧(10)的張力損失造成的、經可移動夾頭(22)的銷(25)施加在力平衡盤(21)上的作用力的減小以這樣的方式得到補償，即通過力平衡盤(21)經固定夾頭(23)的銷(24)傳遞到擒縱輪(6)的扭矩在相對于張緊環(huán)(7)的所有位置都是恒定的。
5.如前述任一權利要求所述的恒力裝置，其特征在于，止動輪(12)與傳遞恒定扭矩的輪(6)不同心。
6.如前述任一權利要求所述的恒力裝置，其特征在于，該裝置集成到包含陶比倫機架(1)、平衡輪(2)和秒固定輪(14)的陶比倫機構中。
7.如前述任一權利要求所述的恒力裝置，其特征在于，擒縱輪(6)可轉動地連接在陶比倫機架(1)的邊緣上，且張緊環(huán)小齒輪(8)嚙合秒固定輪(14)，止動輪(12)連接于陶比倫機架(1)的邊緣，可轉動地但非同心地連接于擒縱輪(6)，所述止動輪小齒輪(12a)嚙合秒固定輪(14)或同心地連接于所述輪的第二秒固定輪，且平衡輪(2)控制該恒力裝置的第一錨式件(4)的運動。
8.如權利要求6或7所述的恒力裝置，其特征在于，所述第二錨式件(11)的轉動軸線位于陶比倫機架(1)的中心。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過從擒縱輪向表的調整機構均勻地傳遞作用力而精確調整機械表的運動的恒力裝置，該裝置適于集成到陶比倫機構中。
文檔編號G04B15/10GK1427316SQ0215632
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權日2001年12月15日
發(fā)明者讓－弗朗索瓦·莫容 申請人:里什蒙國際公司