專利名稱：計時機(jī)構(gòu)的制作方法
計時機(jī)構(gòu)本發(fā)明涉及計時機(jī)構(gòu)，并且尤其涉及被設(shè)計用于組裝機(jī)械時鐘的計時機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的是提供一種完全機(jī)械的計時機(jī)構(gòu)，并且使其能夠以高準(zhǔn)確度來測量持續(xù)時間，并且優(yōu)選地其精度高于百分之一秒，例如千分之一秒，同時最大化所述機(jī)構(gòu)的功率儲備，并避免其部件的過早磨損。2011年3月底，Tag Heuer品牌推出了一種機(jī)械計時設(shè)計(名為MikrotimerFlying 1000)，其聲稱能夠測量和顯示千分之幾秒。根據(jù)可獲得的信息，該計時機(jī)構(gòu)包括彈簧形式的調(diào)整器單元，其以500Hz的頻率振蕩，即每小時3，600, 000次交替。該計時器顯示器包括兩個中心指針。第一指針每秒進(jìn)行10次旋轉(zhuǎn)，在360°上的100刻度表上指示千分之幾秒和百分之幾秒。第二較小的中心指針在150秒的刻度上指示分鐘數(shù)和一分鐘的十二 分之幾。然而，該計時機(jī)構(gòu)非常復(fù)雜，因為其與采取彈簧平衡形式的常規(guī)鐘表調(diào)整器不同。同樣地，由于振蕩器的高頻率，計時機(jī)構(gòu)使用大量的能量，導(dǎo)致其僅具有150秒的功率儲備。該高頻率還可以引起計時機(jī)構(gòu)的部件的過早磨損。此外，由于未完全以十進(jìn)制生成計時計數(shù)器的顯示，用戶難以容易地和即時地讀取已經(jīng)度過的時間。為了減少這些不利之處，本發(fā)明的目的是提供一種計時機(jī)構(gòu)，其包括控制設(shè)備和計時齒輪系，其被設(shè)計成受發(fā)條匣直接或間接驅(qū)動，該計時齒輪系包括第二計數(shù)器運動體以及具有對應(yīng)于一秒的第一分?jǐn)?shù)的第一精度的運動體(mobile);該計時機(jī)構(gòu)還包括至少一個指示器，其顯示秒數(shù)以及所測得的持續(xù)時間的一秒的第一分?jǐn)?shù)；計時齒輪系包括具有對應(yīng)于一秒的第二分?jǐn)?shù)的第二精度的附加運動體，其借助于補(bǔ)償后沖的運動體而由用于一秒的第一分?jǐn)?shù)的運動體而驅(qū)動；計時機(jī)構(gòu)還包括指示器以用于指示所測得的持續(xù)時間的一秒的第二分?jǐn)?shù)，所述一秒的第二分?jǐn)?shù)小于一秒的第一分?jǐn)?shù)，該指示器由所述附加運動體而致動。本發(fā)明的目的還提供了一種裝配有根據(jù)如權(quán)利要求I中所述的計時機(jī)構(gòu)的機(jī)械時鐘，例如懷表或腕表。隨附的附圖示意性地并且作為實例地示出了根據(jù)本發(fā)明的計時機(jī)構(gòu)的一部分，以及裝配有該類型的計時機(jī)構(gòu)的腕表。圖I是裝配有根據(jù)本發(fā)明的計時機(jī)構(gòu)的時鐘的平面圖，示出了該計時機(jī)構(gòu)的指示器或顯不器。圖2是類似于圖I的視圖，其中具有不同的計時指示器或顯示器。圖3是計時齒輪系的夾板側(cè)的平面視圖。圖4是計時齒輪系的表盤側(cè)的平面視圖。圖5是用于補(bǔ)償后沖的運動體的透視圖。圖6是用于補(bǔ)償后沖的運動體的軸向橫截面視圖。圖7是用于千分之幾秒的指示器的平面視圖。圖8是不同的用于千分之幾秒的指示器的平面視圖。圖9示出了用于將附加運動體鎖定在計時器的起始位置的設(shè)備的表盤側(cè)的平面視圖。

圖10是類似于圖9的視圖，其處于計時器的停止位置。圖11是類似于圖9的視圖，其處于計時器的復(fù)位位置。該計時機(jī)構(gòu)包括具有一個或兩個按鈕的控制設(shè)備,其允許控制啟動、停止和復(fù)位功能，以及具有計時齒輪系，其驅(qū)動不同的計數(shù)器，例如分鐘計數(shù)器、秒鐘計數(shù)器等，其可以是具有柱形機(jī)輪或凸輪類型的計時機(jī)構(gòu)。而且，該計時機(jī)構(gòu)可以設(shè)計成，或者在計時齒輪系由時鐘的驅(qū)動發(fā)條匣進(jìn)行間接驅(qū)動的情況下裝配常規(guī)的時鐘，或者在計時齒輪系由與時鐘的驅(qū)動發(fā)條匣相分離的計時發(fā)條匣所直接驅(qū)動的情況下裝配諸如例如在文獻(xiàn)CH697433中所述的時鐘。事實上，本發(fā)明的計時機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有的計時機(jī)構(gòu)的不同之處在于，其被設(shè)計成使得能夠以對應(yīng)于一秒的第一分?jǐn)?shù)的第一精度(例如百分之幾秒)以及相應(yīng)于一秒的第二分?jǐn)?shù)(其小于第一分?jǐn)?shù))的第二精度(例如千分之幾秒)而測量和顯示持續(xù)時間；用于計數(shù)第 一分?jǐn)?shù)的運動體，借助于補(bǔ)償后沖的運動體，來控制著被用于計數(shù)第二分?jǐn)?shù)的附加運動體。用這種方法，該計時機(jī)構(gòu)可以包括以相應(yīng)于第一精度的頻率進(jìn)行振蕩的調(diào)整器單元，而無需以更高頻率振蕩的調(diào)整器單元。計時機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實施例使得能夠基于用于百分之幾秒的計數(shù)器而以千分之幾秒的精度來測量持續(xù)時間。本計時機(jī)構(gòu)不同于已知的計時機(jī)構(gòu)之處在于，其齒輪系和控制設(shè)備包括新穎的和原創(chuàng)的特征。因此，下文將僅詳細(xì)描述計時齒輪系和計時器的控制設(shè)備的部分，計時機(jī)構(gòu)的其余部分是常規(guī)的，且是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。在圖3和4中更特別地作為整體地示出了本計時機(jī)構(gòu)的計時齒輪系。該計時齒輪系包括秒鐘計數(shù)器運動體1，其包括安裝在軸I. I上并且與軸形成為一體的板件I. 2、小齒輪I. 3和復(fù)位芯I. 4。該秒鐘計數(shù)器運動體I被設(shè)計成借助于其小齒輪I. 3而運動地直接連接至計時機(jī)構(gòu)發(fā)條匣，或者非直接地、間接地連接至?xí)r鐘的驅(qū)動發(fā)條匣。該計時齒輪系還包括第三機(jī)輪運動體2,其小齒輪2. I與秒鐘計數(shù)器運動體I的板件I. 2的齒相嚙合。該第三機(jī)輪運動體2的板件2. 2與百分之幾運動體3的小齒輪3. I相嚙合。該百分之幾運動體3包括板件3. 2。該計時齒輪系的倍增系數(shù)使得，如果以每分鐘一轉(zhuǎn)的速度來驅(qū)動秒鐘計數(shù)器運動體1，那么百分之幾運動體3每秒進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)。到目前為止，這些計時齒輪都是常規(guī)的，并且是鐘表制造者所熟知的。本發(fā)明的計時齒輪系的基本和新穎特征包括，其還包括補(bǔ)償后沖的運動體4，其將百分之幾運動體的板件3. 2運動地連接至附加或快速運動體5的小齒輪5. I。該附加運動體5(下文中有時稱為千分之幾運動體)包括與小齒輪5. I相集成或一體的軸5. 2以及該附加或快速運動體的板件5. 3。百分之幾運動體的板件3. 2和千分之幾運動體的板件5. 3之間的倍增系數(shù)使得在所示的實例中，該附加運動體5在每十分之一秒中進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)，即每秒十次旋轉(zhuǎn)。在所示的實例中，附加運動體5的板件5. 3包括帶有百齒的齒狀部。附加運動體5的軸5. 2承載著指針6，其與表盤的刻度線7相協(xié)作，該刻度線7包括對應(yīng)于千分之幾秒的一百個刻度(或分度)。因而，正如圖I和7中可見的，該顯示部件6、7使得能夠顯示百分之幾秒和千分之幾秒。此外，中心指針16指示百分之幾秒(和十分之幾秒)，而具有兩個頭部的指針17指示表盤的位置6H中的秒數(shù)，而指針18指示分鐘數(shù)。圖5和6示出了補(bǔ)償后沖的運動體4的特定實施例。該補(bǔ)償后沖的運動體4包括中心軸4. 1，其與支承小齒輪4. 2和支承板4. 3的中心軸4. I成一體或相集成。夾在在支承小齒輪4. 2和支承板4. 3之間，以非集成的方式、即自由地安裝有自由小齒輪4. 4和自由板4. 5。自由小齒輪4.4的尺寸和齒數(shù)與支承小齒輪4. 2的相同，而自由板4. 5的尺寸和 齒數(shù)與支承板4. 3的相同。自由小齒輪4.4與平衡塊4. 6相集成，而自由板4. 5與軸轂4. 7相集成。螺旋彈簧4. 8利用其內(nèi)端緊固至輪轂4. 7，而利用其外端緊固至平衡塊4. 6。自由小齒輪4.4和支承小齒輪4. 2兩者均與百分之幾運動體3的板件3. 2的齒狀部相嚙合,而自由板4. 5和支承板4. 3兩者均與附加運動體5的小齒輪5. I相嚙合。該補(bǔ)償后沖的運動體4具有三個特殊的功能。第一功能在計時機(jī)構(gòu)的停止期間有用。事實上，由于附加運動體5可以停止在兩檔之間，因而在計時齒輪系中可以發(fā)生正常張緊之外的張緊。由于補(bǔ)償反沖的運動體4允許特定角度的偏置，包括至少附加運動體5的小齒輪5. 2的一檔的值,因而可以避免額外的張緊。第二功能是，由于附加運動體5位于齒輪系的末端并且不承受應(yīng)力，因而對它而言重要的是與補(bǔ)償反沖的運動體相嚙合，否則由于齒輪系的反沖將發(fā)生不受控制的跳躍，而附加運動體5的停止將是隨機(jī)的。更特別地，如果在組裝期間，借助于千分之幾運動體5. I的小齒輪而耦合著支承板4. 3和自由板4. 5，那么自由小齒輪4. 4旋轉(zhuǎn)X°，而最終支承小齒輪4. 2和自由小齒輪4. 4借助于百分之幾運動體3. 2而耦合，則將會發(fā)現(xiàn)的是自由小齒輪4. 4和自由板4. 5將趨向于在自由小齒輪旋轉(zhuǎn)X。之前返回它們所處的空檔位置，并且因而將在支承小齒輪4. 2和自由小齒輪4. 4之間以及在支承板4. 3和自由板4. 5之間形成角度差。該事實補(bǔ)償了齒輪反沖。第三功能是，借助于附加運動體5的慣性、以及補(bǔ)充地借助于補(bǔ)償反沖的運動體4的第一功能，將擒縱機(jī)構(gòu)引起的急動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。該第三功能引起了在每檔之間的千分之一(該情況下)的調(diào)節(jié)。因而，由撞擊或?qū)κ直淼钠渌我飧蓴_而引起千分之一誤差，將在隨后的檔中得以重置和重新初始化，因而避免了任何累計的誤差。根據(jù)本發(fā)明，通過在計時齒輪系中包括有補(bǔ)償反沖的運動體，對于高精度的計時器的時刻測定而言，可以形成了調(diào)整器單元的基礎(chǔ)，所述調(diào)整器單元以較低的頻率(例如，從18000至400000)進(jìn)行振蕩，這使得能夠增加計時機(jī)構(gòu)的功率存儲。例如，在所示的實例中，計時機(jī)構(gòu)的功率存儲至少為15分鐘，盡管其精度為千分之一秒。根據(jù)變化方案，可以以與前述不同的方式來生成補(bǔ)償反沖的運動體。根據(jù)計時齒輪系的其它變化方案，可以借助于指針6和刻度表7來顯示除了千分之幾秒之外的值；即，由計時機(jī)構(gòu)測得和顯示的一秒的第二分?jǐn)?shù)，與千分之一秒不同。修改百分之幾運動體3和附加運動體5之間的倍增系數(shù)、以使得后者以不同于每秒十轉(zhuǎn)的其他速度(例如每秒五轉(zhuǎn)或二十轉(zhuǎn)的速度)而旋轉(zhuǎn)，就足以實現(xiàn)該目的；刻度表6、7所顯示的一秒的分?jǐn)?shù)將不再是千分之一秒，而是另一值。更通常地，根據(jù)其它變化方案，可以將補(bǔ)償反沖的運動體4設(shè)置在附加運動體5和被用于計數(shù)與百分之一秒不同的一秒的第一分?jǐn)?shù)的第一運動體之間。例如，第一分?jǐn)?shù)可以是十分之一秒，而第二分?jǐn)?shù)可以是百分之一秒，其中補(bǔ)償反沖的運動體可以設(shè)置在用于十分之幾秒的運動體和用于百分之幾秒的附加運動體之間。在該情況下，根據(jù)本發(fā)明的計時機(jī)構(gòu)可以使用每小時進(jìn)行36，000次交替(或變換)的調(diào)整器單元，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能夠提供百分之一秒精度的機(jī)械計數(shù)器通常使用每小時進(jìn)行360，000次交替的調(diào)整器單元。因此，對于給定的精度而言，可以大幅度地增加本發(fā)明的計時器的功率存儲，而防止其部件的過早磨損。還將注意到的是，在前述實例中，單個的百分之幾指針可以顯示一秒的第一分?jǐn)?shù)和第二分?jǐn)?shù)。根據(jù)一個變化實施例，一秒的第二分?jǐn)?shù)的顯示可以以扇形的形式來實施。在圖8的實例中，通過使用具有十個臂8的蝸形輪來顯示千分之一秒，其中每個臂具有十個級別。除了具有百齒的板件5. 3之外，蝸形輪8還與附加齒輪系或快速齒輪系5的軸5. 2相集成地組裝。當(dāng)計時器停止時，判讀針9落在蝸形輪8上，因而指示精確的位置。被楔入判讀針9的軸11上、并且在表盤側(cè)可見的指針10，可即時地在刻度表12上指示千分之一秒。根據(jù)另一變化實施例，蝸形輪8的臂未分成十個級別，而是光滑的，這使得能夠顯示甚至優(yōu)于千分之一秒的準(zhǔn)確性。當(dāng)計時器處于“重置”相位時，判讀針9被抬升，而指針10放置于刻度表12的空擋區(qū)域上(在圖8中的零值之前)。當(dāng)選擇如前所述的扇形顯示器時，與百分之幾運動體3的軸相集成的指針將顯示十分之幾秒和百分之幾秒，所述指針與由表盤支承的相應(yīng)刻度表相協(xié)作。計時機(jī)構(gòu)還包括具有一個或兩個按鈕的控制設(shè)備，其控制計時機(jī)構(gòu)的開始、停止和重置。該控制設(shè)備是常規(guī)的，并且可以是柱形機(jī)輪或凸輪類型的。在本發(fā)明的計時機(jī)構(gòu)的情況下，該控制設(shè)備可以包括夾具13、14，其在點0處樞轉(zhuǎn)，并且各自包括控制判讀針13. 1,14. 1，其與控制設(shè)備的柱形機(jī)輪15或凸輪相協(xié)作；以及保持突出端13. 2、14. 2，其與附加運動體的板件5. 3的齒狀部相協(xié)作以便于將其保持停止在特定穩(wěn)定位置。圖9示出了處于計時器開始位置的夾具13、14。圖10示出了處于計時器停止位置的夾具13、14，而圖11示出了處于計時器重置位置的夾具13、14的位置。柱形機(jī)輪15可以與計時機(jī)構(gòu)的柱形機(jī)輪相同，或者其可以是獨立的柱形機(jī)輪，但是在該情況下其由控制設(shè)備的同一按鈕進(jìn)行致動。根據(jù)變化實施例，夾具13、14可以由受柱形機(jī)輪15所控制的鎖定設(shè)備進(jìn)行代替。在計時機(jī)構(gòu)的所述實施例中，借助于存在于百分之幾運動體3和附加運動體5之間的比例，并且由于計時齒輪系旋轉(zhuǎn)以返回零的事實，附加運動體5或快速運動體返回到
零位置。根據(jù)一種變化方案，補(bǔ)償反沖的運動體4以及附加運動體5可以組裝有常規(guī)的計、時齒輪系，但是在該情況下，必須在附加運動體上增加外殼芯，以便于確保其由撞針進(jìn)行重置。
在其它應(yīng)用場合(其中需要補(bǔ)償反沖和/或避免鐘表機(jī)芯的齒輪系中的附加張緊)中，還可以使用如前所述的補(bǔ)償反沖的運動體。
權(quán)利要求
1.ー種計時機(jī)構(gòu)，包括控制設(shè)備和被設(shè)計為由發(fā)條匣直接或間接地驅(qū)動的計時齒輪系，該計時齒輪系包括秒計數(shù)器運動體以及具有對應(yīng)于一秒的第一分?jǐn)?shù)的第一精度的運動體；該計時機(jī)構(gòu)還包括至少ー個指示器，其顯示秒數(shù)以及所測得的持續(xù)時間的一秒的第一分?jǐn)?shù)，其特征在于計時齒輪系包括具有對應(yīng)于一秒的第二分?jǐn)?shù)的第二精度的附加運動體，其經(jīng)由補(bǔ)償反沖的運動體而由用于一秒的第一分?jǐn)?shù)的運動體進(jìn)行驅(qū)動；并且，其中計時機(jī)構(gòu)還包括用于所測得的持續(xù)時間的一秒的第二分?jǐn)?shù)的指示器，所述一秒的第二分?jǐn)?shù)小于所述一秒的第一分?jǐn)?shù)，所述用于一秒的第二分?jǐn)?shù)的指示器由所述附加運動體進(jìn)行致動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于具有第一精度的運動體是百分之幾秒用的運動體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于附加運動體是ー個千分之幾秒用的運動體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于附加運動體包括與補(bǔ)償反沖的運動體相嚙合的小齒輪，以及包括具有百齒的齒狀部的板件；并且，其中該附加運動體被驅(qū)動處于姆秒十轉(zhuǎn)的速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于附加運動體的軸支承著指針，所述指針與由表盤支承的刻度表相協(xié)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于附加運動體的軸支承著蝸形輪，所述蝸形輪具有十個臂；并且，該計時機(jī)構(gòu)包括判讀針，其與蝸形輪的多個級別相協(xié)作，并且集成有支承著指針的軸，所述指針與由表盤所支承的采取扇形的刻度表相協(xié)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于蝸形輪的每個臂具有十個級別。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于，補(bǔ)償反沖的運動體包括中心軸，其與支承小齒輪和支承板相集成；自由小齒輪和自由板，其以空轉(zhuǎn)的方式在支承小齒輪和支承板之間被安裝在中心軸上；該自由小齒輪與支承小齒輪相同，而自由板與支承板相同；并且螺旋彈簧將自由小齒輪連接至自由板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于支承板和自由板是與附加運動體的小齒輪相嚙合，而自由小齒輪和支承小齒輪是與具有第一精度的運動體的板件相嚙合。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于用于一秒的第一分?jǐn)?shù)的指示器與用于一秒的第二分?jǐn)?shù)的指示器相分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計時機(jī)構(gòu)，其特征在于使用相同的指示器來指示一秒的第一分?jǐn)?shù)和一秒的第二分?jǐn)?shù)。
12.—種時鐘，尤其是腕表，其特征在于其包括根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的計時機(jī)構(gòu)。
全文摘要
計時機(jī)構(gòu)，包括控制設(shè)備和設(shè)計由發(fā)條匣直接或間接驅(qū)動的計時齒輪系，該計時齒輪系包括秒計數(shù)器運動體以及具有對應(yīng)于一秒的第一分?jǐn)?shù)的第一精度的運動體。該計時機(jī)構(gòu)還包括至少一個指示器，其顯示秒數(shù)以及所測得的持續(xù)時間的一秒的第一分?jǐn)?shù)。其特征在于計時齒輪系包括具有對應(yīng)于一秒的第二分?jǐn)?shù)的第二精度的附加運動體(5)，其經(jīng)由補(bǔ)償反沖的運動體(4)而由用于一秒的第一分?jǐn)?shù)的運動體(3)而驅(qū)動；并且其中計時機(jī)構(gòu)還包括用于所測得的持續(xù)時間的一秒的第二分?jǐn)?shù)的指示器，該一秒的第二分?jǐn)?shù)小于一秒的第一分?jǐn)?shù)，用于一秒的第二分?jǐn)?shù)的指示器由所述附加運動體而致動。
文檔編號G04B11/02GK102736502SQ201210100170
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者A·吉拉爾德比耶, D·卡比杜, H·洛佩斯 申請人:歷峰國際有限公司