专利名称：一种能在表壳中定位机芯的计时器及用于该计时器的表壳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计时器，特别是手表，由带有轴和构架的钟表机芯组成，表壳包括表壳体和形成用于接受上述机芯所需的开口的后盖，借助于支撑表面相对于壳体的机芯轴向定位装置是，通过支撑表面的延伸平面垂直于上述构架的突起部分和上述开孔，以及和相对于壳体的机芯横向定位装置。
本发明还涉及在这种计时器中用到的壳体。
钟表机芯在壳体中的横向位置，也称为径向位置，在传统结构中，由机芯的表面凸缘决定，机芯与突肩啮合着并安装在壳体内。这种凸缘通常由径向平面组成，其也用于机芯轴向位置的确定。
横向位置必须有非常高的精度有几方面原因。不用说大家都知道的时间显示的方式，特别是钟表指针的模拟显示，相对于钟表表面必须准确对中，也就是相对于表面玻璃，特别是相对于表壳体凸缘位置对中。
这些指针通常是与机芯机械连接，并精准地安装在机芯和壳体之间，这些指针的值相对于所说的外部的位置将处于正常状态下。
此外，记录式计时器除包括时间调整柄头外，还有几个按钮，这对机芯相对于壳体位置的准确性非常重要，因为安装这些按钮，是为了将机芯滑入壳体中，并且必须通过机械的或电机械接触来安装机芯。所给出的希望限制这种按钮的移动，必须能够保证机芯相对于壳体的位置精度。
然而，传统结构要想获得精确的横向位置是困难的，因为此位置精度直接依靠壳体内部尺寸的精度，该表壳与机芯外部凸缘相啮合。假定给出一个较大的尺寸，加工有一定范围限制这么大尺寸的成本相当高。
当机芯的构架材料为塑料制成时，并且必须准确地插入到金属壳体中，把机芯安装到壳体中就更加困难。两种材料膨胀系数的不同，所需的安装方法如上文所述，反之，应避免采用两种不同的材料。这种装配的作用是显著的，因为就大尺寸的精度而言，膨胀量也最大，这样在这些大尺寸的零件之间经常会出现机械应力。将要提到的是，该计时器通过的温度实验范围在-20至+70摄氏度。
EP-A-396 007公开了一种属于前文所述类型的手表，在手表的刻度盘下面，机芯出现一个叫做“倒角”的径向突起，其用来卡紧刻度盘和壳体环形突肩间的轴向位置，为了确保轴向位置，在水平面上向刻度盘伸长，用几个销钉和几个螺钉安装进入表壳的轴线方向。通过两个中心零件保证横向定位。每一个零件上具有一个圆柱形头部，其从所述的肩部露出，并以滑动啮合的方式进入到与机芯上凸缘直径相同的开口中。
尽管这种横向定位系统所呈现出的结构和装配的简化，并适用于壳体和/或机芯的构架的铸造部分，但不能避免前面所述不同膨胀系数问题。此外，既不能提供中心零件的非常准确位置，也不能在将机芯固定在壳体后加工这些零件。
CH43503号专利申请为通过拧紧螺钉将机芯与带有螺纹的短轴连接在表壳的后盖上，构架的下部装在固定的中心螺母上。通过分别由在机芯的上部突起和壳体上部开口的凸缘的两个辅助圆锥表面的共同作用确定了轴向和横向位置。该申请所述的这种系统导致在圆周的圆锥表面上进行机械加工成本必然较高，并且还与目前采用的铸造和自动安装方法不一致。
EP-A-64 950号专利公开的一种类似的手表壳体，其壳体后盖上有两个弹性螺栓，而这些螺栓只能靠在机芯的轴向位置，与径向间隙脱离。
本发明的一个目的是利用一种具有这种结构的计时器来克服上述缺点，这种结构的机芯可以用一种装配方法来很容易和迅速地装入表壳。从长远来看，可以保证径向位置精度，不会有因为膨胀而产生的应力作用到机芯的危险。本发明的另一个任务是提供一种经济的解决方案，特别是在某些应用中，例如，被注模形成的表壳体，并且避免精密机械加工具有大尺寸的某些表面。
本发明的另一个目的是，提供一种壳体，既可以克服上述问题，也可用于这种计时器中。
本发明所涉及上述类型的计时器，其特征是，所说的横向定位装置由至少一对相对于构架的横向尺寸的小尺寸补偿元件构成，上述补偿元件分别位于壳体的后盖和构架的底部，并且上述补偿元件的其中之一为中心开口，另一个为通过轴向滑移啮合到上述开口的隆起的短轴。
这样，本发明的结果是将轴向定位装置和横向定位装置完全分开，以允许在后面定位制造以及用既经济又准确的加工方式来达到这些要求。通过将机芯放置在相对于轴线的垂直平面，对机芯进行轴向定位，如果需要，它能有横向间隙来吸收在壳体和机芯之间产生的径向膨胀，以及在上述平面的任何方向补偿加工公差和安装公差，例如，在壳体和机芯的大尺寸方向。位于圆周上的具有大尺寸的平的轴向支撑表面，用以确保机芯良好的稳定性，并可以较经济地加工方式达到制造精度，特别是用铸造的方法。
至于其它部分，横向定位元件最好有轴向间隙，以便使它们在表壳中单独侧向地固定住机芯，防止其滑入轴向支撑表面。它们可以安装在计时器的中心或接近中心位置，这样由于铸件部分的收缩，中心部分可以不受不同膨胀程度或尺寸变化的影响。其结果对于小直径零件，精加工成本比加工圆周表面的成本低。
短轴最好从后盖伸出到用于插入机芯的开口，同时与短轴配合的中心孔位于上述构架的底部。
根据本发明所述，这种用于计时器的壳体由表壳体和后盖组成，后盖形成用于插入机芯的开口，壳体的特征在于，其包括有至少安装在上述后盖上的一个圆柱形中心短轴，并且从上述后盖朝向开孔伸出，上述短轴位于机芯横向相对于壳体的位置。短轴和后盖最好由一块材料加工制成，并选择相同的材料，短轴最好安装在后盖的中心。
本发明的其它特征和优点，将在下面说明中详细介绍，参考几个附图用实例的方式给出单独说明，其中附
图1为根据本发明一个实施例的计时器和壳体的剖面示意图，这个剖面通过时间调整柄轴，并经过上述计时器的一个按钮，以及；附图2为附图1所示计时器的剖面图，但剖面线为沿上述计时器的12点-6点轴线。
参考附图1和附图2，根据本发明所述的计时器和壳体将在下面介绍，在此所指计时器用数字1表示。
计时器1包括壳体2，特别是由单块材料组成类型的计时器，壳体2由一个表壳体4和后盖6构成。悬臂8用来可以与表带(图中未显示)连接，并按传统方式位于壳体2上。
在壳体2中有一个开孔10，其由表壳体4和后盖6限定在表壳中，尤其是在它们各自的内壁上，参看图中4a和4b。
计时器1还包括插入到开孔10中的钟表机芯12。这个带有中轴13的机芯12由构架14组成，构架14包括含有桥架的上部14a和含有夹板的下部14b。在传统方式下，构架14支撑着机械、电气和/或机电元件驱动数字显示装置16或类似的类型，本实施例为采用两个指针16a和16b显示装置。指针显示装置16a装在包含时针、分针和秒针的中心；指针显示装置16b的位置偏离中心，并包含一个指针例如一个计时器指针。
计时器1还包括表玻璃18和表壳前圈20，两者都卡固在表壳体4中。
如附图2所示，表玻璃18与凸缘22轴向接触，凸缘22通过刻度盘24上相同方向的接触，固定住机芯12，刻度盘24静止放置在构架上部14a上。这个上部14a有一个圆周边突肩，形成一个扁平的环形表面25，扁平环形表面位于表壳体4的内壁4a中突肩的扁平表面26上。这样，扩大了构架的上部14a普通凸缘部分或倒角的间隙，但只能保证轴向定位。在表面25和26的每个轴向支撑点上，机芯12最好在这些平面27即垂直于中轴13方向有横向间隙。这样可以吸收不同的膨胀量，并可使壳体的圆周区域和机芯在径向的制造公差增大。
机芯12还包括通过密封圈30安装到盖32上固定在适当空间(图中未显示)的电池28。密封圈30和盖32位于后盖6中电池孔34的附近。盖32通过销钉系统35与后盖6连接。
计时器1包括横向定位装置P，以保证机芯12并相对于壳体2的横向(或径向)位置。这种定位装置P位于后盖6和构架14的下部14b之间。
特别是在较好的实施例中，这些定位装置P一方面包括圆柱形短轴36，该短轴从后盖6朝开孔10伸出，另一方面，中心开口38与短轴36相啮合。中心开口38位于构架14的下部14b，例如沿机芯的中轴13，中心开口在采用塑料材料铸造构架的过程中直接形成。经过在铸模(图中未显示)中适当地加入铸造砂芯形成这个开口38。与普通的定位系统中通常在圆周上部14a定位方法相比，这种结构可以达到非常小的公差范围，以及更好地确保其各种形状和尺寸的再现性。
短轴36和后盖6由一块并采用相同的材料加工制成，本实施例采用金属材料。需指出的是，壳体2最好采用金属模铸造方法制造而成，此方法也称做MIM(金属模铸造)。
这样，这些定位装置位于壳体2的后盖上，尤其提供了较好的解决方案，因为加工完毕后，这种浇铸方式脱离了铁屑，铁屑一般在加工圆柱体材料时在铸件沟槽中产生，而在浇铸之后铸口已经被切掉。为形成本发明所述短轴36，应加工出这些屑，而直到现在普通结构中必须清除这些屑。本发明的优点是利用这些屑制成短轴36。
因此，采用相同的结构有利于在铸造壳体2时，采用陶瓷、塑料或其它材料，或不用铸件。短轴36也可以制成分离部分，附加在后盖6上。
在此应说明，短轴36及其开口38的尺寸大约1.5mm，而机芯的最大尺寸一般在18至30mm范围之间。
短轴36的最大横向尺寸(直径)一般小于开孔10的最大横向尺寸(即直径)的十分之一。
短轴36和中心开口38的尺寸比上述机芯12和开孔10的尺寸小。短轴的精加工比采用已有技术在开口10的圆周上加工中心表面容易。需提到的是，在本实施例中，这个短轴36和开口38位于相对于计时器1尤其是相对于开口10的中心位置。在此位置有几方面的优点。它便于确定加工短轴刀具的准确位置，它还便于在机芯倾斜插入到壳体中时，借助允许机芯在中心附近小范围转动，不会使机芯移动至内壁表面4a附近。就时间计时器来说，其按钮一般朝向中心定位，短轴36和开口38正好位于每个按钮的作用线上，以使这种作用不会导致机芯沿轴线转动。
在机芯经过一个从构架14中伸出的零件插入到壳体的构架14过程中，可以处于一点倾斜位置，在这种情况下，销钉40与在表壳体4的内周壁表面4a上的凹槽42配合并有一定的侧向间隙。细小的位置角度可以通过安装了时间调整杆44来完成调整，以便使其滑入表壳体4中并包含一个控制柄头46。
通过本实施例说明，在附图1所示计时器中还包括一个按钮48，其同样也是滑入到表壳体4中，并能够操纵机芯12的机械和/或电气元件，如记录式计时器装置一样。
本发明不限制上述实施例所给出的。它可包括不在中心位置的两个短轴，与两个相应的中心开口相啮合，其中一个开口为椭圆形的用来吸收膨胀现象。在这种情况下，时间调整杆44不再有倾斜安装构架14的功能。
根据本发明其它实施例，短轴36在构架14上，以便朝向后盖6延伸，并与这个后盖中所制成的开口配合。但这个方案不是最佳的，主要是因为在装配过程中，有毁坏短轴的危险。此外，在制造、检验和保管过程中，由于机芯下面有突起短轴，将会妨碍对机芯的管理。
权利要求
1.一种计时器，其包括具有一个中轴(13)和构架(14)的钟表机芯(12)，由表壳体(4)和后盖(6)组成的壳体(2)，其构成用于接收上述机芯的开孔(10)，用于相对于壳体(2)的机芯轴向定位装置，是通过支撑表面(25，26)的延伸平面垂直于上述构架的圆周区域和上述开口的上述轴线(13)，以及；用于相对于壳体(2)的机芯(12)的横向定位装置(P)，其特征在于上述横向定位装置(P)至少包括一对相对构架横向尺寸要小的补偿零件(36，38)，上述补偿零件分别位于壳体(2)的后盖(6)和构架(14)的下部(14b)上，并且上述补偿零件之一为中心开口(38)，另一个为通过轴向滑入上述开口(38)中与之啮合的突起短轴(36)。
2.根据权利要求1所述计时器，其特征在于中心开口(38)和短轴(36)具有相同直径的补偿圆柱表面。
3.根据权利要求1所述计时器，其特征在于短轴(36)从上述后盖(6)朝向开孔(10)伸出用于接收机芯(12)，而中心开口(38)位于构架(14)的下部(14b)。
4.根据权利要求3所述计时器，其特征在于后盖(6)和短轴(36)都是由金属材料制成，而构架(14)的上述下部(14b)为塑料材料制成的。
5.根据权利要求3或4所述计时器，其特征在于短轴(36)和后盖(6)为一块材料制成的，并采用相同的材料。
6.根据权利要求1所述计时器，其特征在于横向定位装置(P)由一个单独的短轴中心孔构成，其中的短轴(36)和上述开孔(38)位于相对上述开孔(10)的中心位置。
7.根据权利要求6所述计时器，其特征在于还包含倾斜定位装置，该装置包括一个位于构架(14)上的突起零件(40)，其与位于壳体(2)的内部圆周壁(4a)上的凹槽(42)带有横向啮合间隙。
8.用于上述任意权利要求所述的一种计时器的壳体，所述表壳由表壳体(4)和后盖(6)组成，后盖(6)形成用于接收机芯(12)的开孔(10)，其特征在于该壳体至少有一个固定在上述后盖(6)上的圆柱形中心短轴(36)，其从上述后盖(6)朝向开孔(10)伸出，上述短轴(36)确定了机芯(12)相对于壳体的横向位置。
9.根据权利要求8所述壳体，其特征在于上述短轴(36)和上述后盖(6)由一块材料加工制成并且也采用相同的材料。
10.根据权利要求8或9所述壳体，其特征在于上述短轴(36)位于上述后盖(6)的中心。
全文摘要
本发明涉及一种计时器和一个安装在该计时器上的壳体。这种计时器包括一个钟表机芯(12)，由表壳体(4)及后盖(6)组成的壳体(2)，后盖上形成用于插入上述机芯(12)的开孔(10)，用于机芯(12)相对于壳体(2)的轴向定位装置(25，26)和横向定位装置(P)。轴向定位装置位于在开孔(10)的圆周区域，并可以沿一个支撑平面(27)留有横向间隙。横向定位装置(P)分别安装在壳体(2)的后盖(6)和构架(14)的下部(14b)上，最好以一个中心短轴(36)的形式固定到后盖(6)上，并与机芯的开口(38)啮合并留有轴向间隙。
文档编号G04B37/05GK1153932SQ9612197
公开日1997年7月9日 申请日期1996年10月26日 优先权日1995年10月27日
发明者L·凯林 申请人:Eta草图制造公司