用于机械钟表机芯的具有一个音叉的谐振器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有一个杆式擒纵机构的钟表机芯的具有音叉的机械谐振器，包括一个音叉振荡部件（1），振荡部件（1）的至少一个第一臂（3）在第一轴的两侧振荡，并具有与锚式擒纵机构（10，100）的至少一个第一叉齿相结合的至少一个第一销，以使得该擒纵机构在第一和第二角度位置之间枢转，并交替地锁定和释放一个擒纵轮（24）。所述谐振器包括一个固定到所述第一销的转换构件（6，7，8，15，16），其布置为：通过传送第一推动到后者，将所述振荡部件（1）的所述第一臂（3）的振荡转换成所述锚式擒纵机构（10，100）的旋转运动，以推动的形式从所述锚式擒纵机构（10，100）向所述振荡部件（1）的所述第一臂（3）传送机械能量，使得所述第一齿当所述锚式擒纵机构枢转时，具有一个轴向或大致在所述第一轴的方向的运动的振幅，该运动的振幅大于第一销大致在所述第一轴方向的运动的振幅。
【专利说明】用于机械钟表机芯的具有一个音叉的谐振器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种音叉机械谐振器,用于具有自由擒纵机构(free escapement)的机械钟表机芯，包括一个音叉型振荡部件(oscillator)，其中至少一个第一振荡叉头关于一个第一轴振荡，并支撑至少一个与擒纵叉组件(pallet assembly)的至少一个第一叉齿相关联的第一销，以引起该组件在第一和第二角度位置之间枢转，并交替地锁定和释放一个擒纵轮(escapement wheel)。
[0002]以已知的方式，这种机构使得这成为可能:与机械能源的结合，音叉维持振荡部件的振荡，从而确定一个谐振器。
[0003]一个振荡部件如音叉的高品质因数，即大约是一个传统的摆轮游丝振荡部件的10至50倍之高，使其对于钟表制造应用具有吸引力。
[0004]此外，本发明还涉及一种配有这种谐振器的钟表机芯，以及一种钟表，特别是配有这种钟表机芯的腕表类型，尽管这并不排除其他类型。
【背景技术】
[0005]包括以振荡部件的方式的音叉的很多钟表装置在现有技术中是已公开的。
[0006]举例来说，专利FR73414A，基于1866年提交的申请，专利权人路易-弗朗索瓦_克莱门特宝玑(Louis-Frangois-CBment Breguet )，描述了一种摆钟，其机械振荡部件是一
个音叉。此音叉的一个第一叉头支撑一个带有两个臂的擒纵叉组件，所述两个臂设计为与擒纵轮协作，依次交替锁定和释放擒纵叉组件。这样，正如通常的情况，该擒纵叉组件不在钟表机芯的框架上枢转，而 是呈现相同的振荡运动，由于支撑其的音叉叉头的端部。这样设计的擒纵机构不是自由擒纵机构类型，因为，一方面，擒纵叉组件与擒纵轮永久接触，另一方面，销将擒纵叉组件固定到音叉的叉头并因而永远不会离开擒纵叉组件。因此，这样的擒纵机构具有相应的缺点，即特别是磨损和计时干扰都比具有自由擒纵机构的更大。
[0007]至于手表方面，更特别地，马克思?黑泽尔(Max Hetzel)留下了很多关于将音叉作为振荡部件使用的专利发明，这些发明专利导致了由瑞士宝路华公司(Bulova Swiss SA.)销售的Accutron (注册商标名称)手表的生产。
[0008]然而，这种Accutron手表包括一个电子谐振器，相应音叉的每个叉头支撑一个与固定安装在手表的框架上的电磁铁相关的永久磁体。每个电磁铁的动作从动于音叉的振动，通过它所承载的磁体，使得音叉的振动通过从电磁铁到永久磁体的周期性磁脉冲的传输而持续。音叉的一个叉头操作一个棘爪，使手表齿轮系的轮子转动。这种结构本身不适合于使用棘爪用于维持音叉的振动。
[0009]例如专利US2，971，323，从一个追溯到1957的申请衍生，描述了这样的机构，然而，不能被用于创建一个纯粹的机械表，即不具有电子电路的手表。事实上，在市场方面，t匕已知的钟表运行更加精确的纯粹的机械钟表存在实际需要。
[0010]应当指出，这种Accutron钟表目前仍然由瑞士宝路华公司销售。
[0011]专利CH594201，从一个追溯到1972的申请衍生，描述了一个双振荡部件谐振系统。音叉的振荡的频率稳定性投入使用，通过磁体相互作用，以稳定常规形式的摆轮的振荡，因此具有一个比所述音叉更低的品质因数。为此，一方面音叉的叉头，和另一方面摆轮，支撑永久磁体设计为相互协作。相应的相互作用使得维持音叉的振荡和稳定在频率方面摆轮的振荡成为可能。
[0012]然而，尽管在该专利中没有明确地体现，但是很明显，此机构将被连接到一个机械擒纵机构，以将摆轮的周期振荡转换成一个能够驱动齿轮系的轮子的单向的运动。因此，摆轮被连接到一个用来维持其振荡的传统的机械擒纵机构是有可能的。其结果是，该文档中描述的机构允许一个摆轮振荡的频率稳定性的改善，但这样做在复杂性和笨重的代价远远比那些只用一个振荡部件的常规机构更高。另外，音叉的高品质因数仅部分地在该技术方案中使用，因为，在终结分析中，是摆轮来控制齿轮系的运动，与常规系统的运作相类似。
[0013]更适合于空间限制、特别是腕表结构的可替代的解决方案也已公开。具体来说，专利US3，208，287，从追溯到1962的申请衍生，描述了一种谐振器，包括一个通过磁体相互作用连接到擒纵轮的音叉。更具体地，所述音叉支撑与擒纵轮协作的永久磁体，擒纵轮由导磁材料制成。擒纵轮被运动学地连接到可以是机械的或采取电机形式的能源，它在其厚度上具有开口，使得当其被驱动旋转时，关于音叉支撑的磁体，形成一个可变磁阻的磁性回路。
[0014]因此，在音叉和擒纵轮之间产生大强度的永久的相互作用，可以被定性为磁性锁定(magnetic locking),因此这种结构包括一个非自由擒纵机构。为了维持其振荡的、由擒纵轮到音叉的能量供应，虽然小，但持续产生并构成干扰的来源，对振荡的等时性而言并非微不足道。同样地，擒纵轮连续不断地由音叉引导。
[0015]因此，在该结构中使用的相互作用的类型类似于一个触点，这从精密操作的角度看是不利的。
[0016]将路易-弗朗索瓦-克莱门特宝玑(Louis-FrarKrOis-Ckment Breguet)摆钟放
到一边，所有这些机构使用一种磁相互作用，并没有任何一个其本身创造一个纯粹的机械钟表，即一种既不包括电子，也不包括磁相互作用。
【发明内容】
[0017]本发明的一个主要目的是减轻现有技术中已知的音叉谐振器的缺点，通过提出一种用于机械钟表、特别是用于腕表的谐振器，其具有高的品质因数和高的等时性，以及具有自由擒纵型的擒纵机构。
[0018]当在手表，特别是腕表中，使用音叉型振荡部件与自由擒纵机构结合时，有一定数量的技术问题出现。
[0019]音叉的振荡的频率远高于摆轮游丝的振荡的频率。通过举例的方式,相较于大多数现有的机械表的摆轮游丝的4Hz频率，上述的Accutron具有一个振动在360Hz频率的音叉。因此，采用传统的自由擒纵机构，以便其可以在与音叉配合中工作，这不是一个明显的承诺。另外，音叉的振动的更高频率应该导致比摆轮游丝更大的能量消耗和更大的部件磨损。
[0020]一个钟表音叉的振动的振幅是小的。通过举例的方式，与在摆轮游丝系统中，摆轮销的振荡的2mm量级的振幅比较，在Accutron中，音叉的振动的振幅为0.036mm。
[0021]这样小的振幅使得擒纵机构部件比使用摆轮游丝的情况更难生产。[0022]此外，更高的运行频率和小的振幅意味着相应的擒纵机构需要在音叉振荡的更大部分之上动作，也意味着由于擒纵机构的扰动将因此会大于在常规情况中。
[0023]另一个问题基于这个事实:与摆轮的圆形运动相比，音叉的腿或叉头的振荡运动几乎是线性的。因此，音叉的叉头的尖部的轴向运动是很小的。
[0024]该线性运动意味着需要对擒纵机构的部件作出修改，因为，特别是，销如何进入和退出擒纵叉组件叉变得有问题。
[0025]此外，应当指出的是，音叉叉头的振荡动的横向振幅，即在一个大致上垂直于叉头方向的方向，倾向于变化很大，关于一个根据MaxHetzel的平均值高达50%。因为这个变化，销需要能够离开叉，使得越过一个比平均值长的附加弧不受到阻碍，即确保振荡部件能够在附加弧过程中自由地振动，这是生产自由擒纵机构的一个必要条件。因此，有必要克服与销进入和离开擒纵叉组件叉的设置问题相关的困难。
[0026]最后，也可以显示出在腕表中使用音叉对尺寸而言是一个问题。事实上，与普通的IOmm量级的摆轮直径相比,在Accutron型中使用的音叉具有25mm的长度。
[0027]在检查过上述类型的谐振器在工作频率和能量消耗方面的可行性后，本 申请人:已经艰难地解决驻留在谐振器结构中的问题，允许音叉叉头的小振幅振荡予以考虑。
[0028]具体而言，由 申请人:执行的计算已经导致这样的结论:例如，以50Hz频率、0.07mm振幅振动的音叉消耗一个与传统摆轮游丝相似的水平的能量。此外，对于这样的音叉，承担仅越过音叉的叉腿的振动振幅的50%的擒纵机构，仅导致了 33%因子的计时误差的增加，从而确认这样一个系统的可行性。
[0029]为了解决上面提及的总体的技术问题，变得明显的是，本发明尤其涉及一种上文描述的类型的谐振器，其特征在于其包括一个固定到第一销的转换构件，并设计用于，
[0030]一方面，通过向擒纵叉组件传送第一推动，将振荡部件的第一叉头的振荡转换成擒纵叉组件的旋转运动，并且
[0031]另一方面，以推动的形式，从擒纵叉组件向振荡部件的第一叉头传送机械能量，
[0032]使得所述第一齿具有一个轴向运动的振幅，即大致在所述第一轴方向，由于擒纵叉组件枢转，其大于第一销大致在第一轴方向的运动的振幅。
[0033]具体而言，从上述几何学的考虑出现，在传统的振荡部件-擒纵叉组件-擒纵机构系统中，所述冲击销，固定到振荡部件并操作擒纵叉组件以脱离擒纵轮，具有一个轴向运动的振幅，考虑到这里的擒纵叉组件的轴是当其被定向在摆轮的轴的方向时，该振幅大于擒纵叉组件的振幅。现在，当振荡部件是一个音叉时，已经发现，音叉的叉腿的端部的轴向移动的振幅不足以确保销进入擒纵叉组件叉，或同样地退出擒纵叉组件叉。
[0034]因此，本发明提供了擒纵叉组件叉的齿的轴向运动的振幅大于销的振幅，提供一个转换构件以确保这些元件之间的正确的协作，并最终允许一个自由擒纵机构正确地运行。
[0035]所述转换构件可以以各种形式来制造，而不脱离本发明的精神和范围。
[0036]根据一个第一实施例，可以规定为其包括一个杆，用于枢转安装在钟表机芯的框架元件上，并固定到第一销，以便能够相对于振荡部件的第一叉头枢转，所述杆支撑一个第二销，用于与第一齿和所述叉的一个第二齿进行协作，以便引起擒纵叉组件枢转。
[0037]根据一个优选的替代实施例，其包括一个布置在所述振荡部件的所述第一叉头并支撑第一销和第二销的支撑，这些销用于分别与第一叉齿以及第二叉齿交替地协作，位于一个相对距离，该相对距离略小于所述第一和第二叉齿之间的相对距离。
[0038]根据这些特征，本发明使得将一个机械谐振器用于一个钟表成为可能，该钟表包括一个与自由擒纵机构相关联的音叉。
[0039]优选地，所述擒纵叉组件包括一个具有第一和第二臂的框架，所述第一和第二臂分别支撑第一和第二叉齿。
[0040]在一个优选的可替代的形式中，所述擒纵叉组件被固定到一个擒纵叉组件轴杆，用于允许其被安装在所述钟表机芯上，所述第一和第二臂大致上从该擒纵叉轴杆延伸。
[0041]根据必须遵守的约束，特别是在笨重方面，实施例的各种替代形式是可以想象的。因此，所述擒纵叉组件包括第一和第二附加臂，用于交替地与擒纵轮协作，一方面这些第一和第二臂，另一方面第一和第二附加臂，所有这些都可以布置在一个并且相同的平面上，或者在两个不同的平面上。
[0042]此外，所述谐振器也可以规定为包括一个第二擒纵轮，设计为与同一擒纵叉组件协作，或与附加的擒纵叉组件协作，所述附加的擒纵叉组件与振荡部件的第二叉头协作。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]通过阅读下面一些优选实施例的详细说明，本发明的更多的特征和优点将变得更加明显，所述优选实施例通过非限制性例子给出，并参照相关附图，其中:
[0044]图1a和Ib为当实施本发明时考虑限制的示意图；
[0045]图2为根据本发明第一实施例的用于钟表机芯的机械谐振器的主视图；
[0046]图3为根据图2谐振器的第一替换形式的用于钟表机芯的机械谐振器的主视图；
[0047]图4为根据图2谐振器的第二替换形式的用于钟表机芯的机械谐振器的主视图；
[0048]图5为根据图2谐振器的第三替换形式的用于钟表机芯的机械谐振器的主视图；
[0049]图6a、6b、6c、6d、6e为连续构造中，图2谐振器操作的细部图，和
[0050]图7根据本发明第二实施例的用于钟表机芯的机械谐振器的主视图。
【具体实施方式】
[0051 ] 图1a和Ib为当实施本发明时，考虑限制的示意图，更特别地，在几何形状方面，确保音叉叉头(prong)和擒纵叉组件叉(escapement pallet assembly fork)之间的正确协作。
[0052]图1a大概地说明了半径为R的擒纵叉组件的运动，以确定其覆盖的旋转角度之间、第一和第二半径之间、在第二半径的方向上，其尖部的运动，即大致上沿着音叉叉头轴线，存在什么关系。
[0053]粗线201和202说明了当擒纵叉组件对音叉叉头传送的推动做出响应而枢轴转动时，其能够采用的第一和第二位置，由细线203和204大概地标示。
[0054]更具体地，当擒纵叉组件在线201的位置，音叉叉头(线203)需要能够在不接触它的情况下，移动过其叉齿的第一个，然而当它在线202位置，它需要能够用它的其他叉齿传送音叉叉头(线204)的推动，以便维持音叉的振荡。
[0055]擒纵叉组件尖部的轴向运动，即在音叉叉头的方向，由下式给出:
【权利要求】
1.一种用于具有自由擒纵机构的机械钟表机芯的音叉机械谐振器，包括一个音叉型振荡部件(1)，振荡部件的至少一个第一叉头(3)用于关于一个第一轴振荡，并支撑至少一个与擒纵叉组件(10，100)的至少一个第一叉齿相关联的第一销，以引起该组件在第一和第二角度位置之间枢转，并交替地锁定和释放一个擒纵轮(24)，其特征在于:其包括一个固定到所述第一销的转换构件(6，7，8，15，16)，用于 一方面，通过传送第一推动，将所述振荡部件(I)的所述第一叉头(3)的振荡转换成所述擒纵叉组件(10，100)的旋转运动，并且 另一方面，以推动的形式从所述擒纵叉组件(10，100)向所述振荡部件(I)的所述第一叉头(3)传送机械能量， 使得所述第一齿具有一个轴向运动的振幅，即大致在所述第一轴的方向，由于所述擒纵叉组件枢转，其大于所述第一销大致在所述第一轴方向的运动的振幅。
2.如权利要求1所述的机械谐振器，其特征在于:所述转换构件包括一个杆(110)，用于枢转安装在钟表机芯的一个框架元件上，杆(110)的第一端部固定到所述第一销(112)，以便能够相对于所述振荡部件(I)的第一叉头(3)枢转，所述杆支撑一个第二销(113)，用于与所述第一齿和所述叉(101)的一个第二齿进行协作，以便引起擒纵叉组件(100)枢转。
3.如权利要求1所述的机械谐振器，其特征在于:所述转换构件包括一个布置在所述振荡部件(I)的所述第一叉头(3)并支撑所述第一销(7)和一个第二销(8)的支撑(6)，这些销用于分别与所述第一叉齿以及一个第二叉齿(11，12)交替地协作，位于一个相对距离，该相对距离略小于所述第一和第二叉齿之间的相对距离。
4.如权利要求3所述的机械谐振器，其特征在于:所述擒纵叉组件(10)包括一个具有第一和第二臂(15，16)的框架，所述第一和第二臂(15，16)分别支撑所述第一和第二叉齿(11，12)。
5.如权利要求4所述的机械谐振器，所述擒纵叉组件(10)被固定到一个擒纵叉组件轴杆(14)，用于将其安装在钟表机芯上，其特征在于:所述第一和第二臂(15，16)大致上从所述擒纵叉组件轴杆(14)延伸。
6.如权利要求5所述的机械谐振器，所述擒纵叉组件(10)包括第一和第二附加臂(18，19)，用于交替地与所述擒纵轮(24)协作，其特征在于:所述第一和第二臂(15，16)以及所述第一和第二附加臂(18，19)都布置在一个并且相同的平面。
7.如权利要求5所述的机械谐振器，所述擒纵叉组件包括第一和第二附加臂(18，19)，用于交替地与所述擒纵轮(24)协作，其特征在于:一方面所述第一和第二臂(15，16)，以及另一方面所述第一和第二附加臂(18，19)，布置在各自不同的第一和第二平面。
8.如前述权利要求之一所述的机械谐振器，其特征在于:其包括一个与所述擒纵叉组件(10)相关联的第二擒纵轮。
9.如前述权利要求之一所述的机械谐振器，其特征在于:其包括一个与附加的擒纵叉组件相关联的第二擒纵轮，所述附加的擒纵叉组件与所述振荡部件的第二叉头协作。
10.如前述权利要求之一所述的机械谐振器，其特征在于:所述振荡部件和/或所述擒纵叉组件和/或所述擒纵轮由硅制成。
11.一种包括如前述权利要求之一所述的机械谐振器的钟表机芯。
12.—种包括如权利要求11所述的钟表机芯的钟表。
【文档编号】G04B15/08GK103858061SQ201280048079
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】宜兰·瓦尔迪 申请人:阿斯伽例姆·优尼泰克公司