专利名称：钟表上发条装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动上发条的钟表，尤其是一种用于使自动上发条钟表在不用的时候能维持自动上发条状态的自动钟表上发条装置。
背景技术：
机械腕表采用弹簧上发条机构，它能将主弹簧中储存的能量转换成钟表指针的机械运动。通常，这样的钟表每两三天就必须手动上发条以确保其连续地工作。如果使用者忘记给钟表上发条，发条马达最终会走松，从而导致钟表停止工作。目前广泛应用于腕表中的自动上发条机构源于1930年的技术，该机构包括旋角为120°的扇形形式的旋转摆锤。本实用新型的装置就是设计成用来给这样的自动上发条机构上发条的。
自动上发条装置被钟表零售商和钟表收藏者广泛使用。然而，现有技术的装置具有一个或多个以下的缺点1)一些装置在展示性质方面的功能很差。在钟表店中，该装置不仅仅是设计用来为钟表自动上发条，而且也扮演展示钟表的角色。因此，其装载的钟表最好总是能处于最佳的位置让参观者观察。但是先有技术的装置(例如GB2233477A，DE19535229A1，US6254270B1)是连续旋转的。它们中的一些(例如US6254270B1)让钟表位于不利的位置上，这样，参观者只能看见柄头的侧边而没有机会观察表盘细节。
2)先有技术装置通常没有考虑主弹簧的机械特性。目前所有的先有技术装置装载的钟表总是处于上满发条的条件下工作。它们中的一些甚至在广告中强调这一特性，即任何时候钟表从发条上取下时它都是上满发条的。但众所周知，整天处于满发条条件下工作，主弹簧的弹力将受到损害并且影响钟表的准确度。
3)先有技术的装置装载钟表的方式常常是很不方便的。这在钟表店中以及对于其它使用者来说是个很明显的缺点，因为被装置装载的钟表可能每天要为参观者拆卸和安装很多次。由于装置通常位于很有限的空间中，经常拆卸和安装钟表就显得非常不方便的。
4)由于先有技术装置的电子马达和齿轮系统在展示过程是连续运转的，它很快就会磨损并产生一种可怕的噪声，特别是在它处于中/上的共振位置时。
5)对于大多数先有技术的装置，使用者不能选择与机芯制造商所要求的上发条规范最相匹配的操作模式。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于机械自动上发条钟表的钟表上发条装置，其克服了如上介绍的一些先有技术装置的缺点，能够给广泛的钟表自动上发条并且维持适当的主弹簧张力，并能以令人满意的展示位置展示钟表，钟表容易安装和拆卸，操作噪声也大大减小。
本实用新型的目的是这样实现的一种钟表上发条装置，其特征在于包括设有用于容纳缓冲架的中心凹槽的转筒；用于旋转地驱动所述转筒的电子防噪马达齿轮系统；控制所述马达齿轮系统的旋转模式的电路；一个插入到所述凹槽中的长宽能伸缩的缓冲架，其宽度恰好将钟表安装在适当的地方；以及一个与所述电路系统连通的开关装置，它带有用于选择驱动转筒的模式的指示装置。
本实用新型能够为多种类型/品牌的自上发条钟表上发条，并且将主弹簧维持在一个理想的张力范围内，使其弹力不受损害，保证了钟表的准确度，上发条过程中的钟表总是能够定位于最佳的展示位置从而令参观者能够方便的仔细的对钟表进行观察，同时，使用本实用新型上发条的钟表其安装和拆卸操作都非常容易便捷，而且在钟表上发条过程中所产生的噪音被显著降低至低水平。
图1是表示不同类型时钟/钟表的主弹簧每天的张力变化的坐标图。
图2A和2B分别为用于表示本实用新型自动上发条装置的第一实施例的结构的透视图和剖视图。
图3A，3B和3C分别为用于表示本实用新型的自动上发条装置的第二实施例的结构的透视图、剖视图和后视图。
图4A，4B，4C和4D分别为用于表示本实用新型所使用的缓冲架的结构的透视图，轮廓图，端视图和剖视图。
图5A和5B分别为用于表示本实用新型所使用的齿轮盒结构的顶视图和剖视图。
图6是一个本实用新型所使用的印刷电路板的顶视图，部分带有附注而部分为示意性的。
图7是表示由不正确的程序导致的误差的坐标图。
图8是图2中的单个旋钮(knob)的表盘面的放大图。
具体实施方式
图1是表示不同的时钟/钟表的主弹簧张力变化的坐标图。横坐标代表时间(t)，单位是(天)。纵坐标以百分比代表张力(T)，而水平线(L)则代表任意的主弹簧的满发条(100％)状态。虚线(C)代表计时器(时钟)的主弹簧的张力变化。通常，发条每天给计时器(或钟表)上发条一次，使弹簧的张力为75％；当钟表运行24小时之后，张力降低为50％。然后发条再上紧至75％。于是线(C)具有一个锯齿形状。为了准确地计时，任何的主弹簧都不允许被上至满发条状态。因此，我们可以看到在图1中虚线(C)永远不会接触到水平线(L)。
在图1中，细实线(P)代表在常规条件下钟表店中由具代表性的先有技术的装置来上发条的自动上发条钟表主弹簧的张力变化情况。在图1中，我们假设当钟表在早晨装上代表性的先有技术装置时具有60％的起始张力。由于先有技术的装置在几个小时之后将会使钟表过上发条(或满发条)，钟表处于满发条状态而线(P)接触到了线(L)。然后，在晚上钟表店关门时，半天过去了。装置被关上(OFF)而线(P)逐渐地下降直至第二天早晨装置被打开(ON)。如果店一天24小时都开着，线(P)将与线(L)重迭。
在图1中，粗实线(N)代表也是在钟表店中由本实用新型的装置来上发条的自动上发条钟表主弹簧的张力变化情况。由于采用了本实用新型，起始张力可以由使用者粗略决定，起始张力可以选择为70％。由于使用本实用新型，上发条的速度也可以由使用者来选择，因此线(N)在12小时中将逐步地从起始点(70％)升高但是将永远不会接触到线(L)。在关闭的时间，当装置被关上(OFF)，线(N)也会逐步地下降。如果店一天24小时开门，线(N)将成为与线(L)平行的水平线。
通过比较图1所示的三条线(C，P，N)，明显的是线(N)要好于线(P)和线(C)。在24小时工作的模式中，当线(N)是横坐标的平行线时就代表了本实用新型所提供的最好的工作模式。由于钟表店中的钟表是等待出售的，采用代表性的先有技术装置将会损害钟表，而采用本实用新型的装置则会保护钟表，因此这是采用本实用新型的一个非常重要的理由。
图2A是透视图，图2B是剖视图，它们显示的是本实用新型的自上发条装置的第一实施例的结构。在图2中，本实用新型的钟表上发条装置100的第一实施例外壳为一盒子，其盖1由木材制成。钟表上发条装置100包括可自我调节的缓冲架2(将被单独描述)，盖1的玻璃窗，锁定装置4，用于选择木制圆形转筒7的旋转程序(或模式)的旋钮5以及用来容纳额外的缓冲架2的框架6。带有弹簧的金属铰链将盖1和下壳相连。齿轮盒9也将在下面被详细描述。在转筒7之下的位于6点钟位置处设有一个用于支承转筒7重量的轴承10。LED灯管11指示当前的旋转模式。例如，连续的明亮状态表示正常旋转，闪烁可以用来代表“暂休”，而灯光熄灭可以用来表示“长休”或“关闭”(OFF)。发条100也可以采用电路板12。还包括有电池容纳舱盖13，底部支承件14，马达15和橡胶腿16.
图3A，3B和3C分别是显示本实用新型的第二实施例结构的钟表上发条装置200的透视图，剖视图和后视图。一个带有两个推动按钮20的LCD嵌板19替代了图2中的旋钮5。因此，在这第二实施例中可以实现更加准确而复杂的电子控制。一个ON/OFF开关17与两个推动按钮20协同工作从而控制电路。还设有一个用于AC插座的DC插头18。电路板12和电池容纳舱盖13也被安装在与图2中不同的位置上。
对于钟表发条100和200，表盘呈45度倾斜放置。在先有技术US6254270B1中，倾斜是必要的，也就是说，如果旋转轴平行于地面，无论旋转有多快或多少钟表都不会被上发条。而在本实用新型中，倾斜不是必要的。表盘可以成与地面垂直的90度放置，可以成与地面45度倾斜放置(如图2和如4所示)，或者甚至可以水平放置(那就是平行于地面)。当表盘平行于地面放置时，只要具有足够加速度的摆动模式就能够用来给钟表上发条。为了延长寿命并简化本实用新型装置的结构，优选的是非水平定位方式。
图4A，4B，4C和4D分别是显示本实用新型所使用的缓冲架的结构的透视图，轮廓图，端视图和剖面图。在本实用新型中，带有环型表带的钟表可以容易地被套在能够自我调节的钟表缓冲架2上。这个缓冲架主要包括三个部件，外层壳体301，内层滑动部件305和压缩弹簧303。压缩弹簧303推动内层滑动部件305向外完全抵住钟表环带。采用本实用新型的缓冲架2，环带(尤其是带有闭合表带的钟表)能够很容易地安装在缓冲架2上并且被插入筒7的凹槽中。筒7中的凹槽数量是不受限制的。在本说明书中，两个凹槽展示于筒7的前表面上，但是一个或多个凹槽位于不同位置上也在本实用新型的保护范围之内。一备用的加有衬垫的的缓冲架2也可以用于本实用新型的装置中。由于外层壳体301的中间部分填塞有中等柔软度的软胶，所以一旦被插入到一个相匹配的凹槽中时，两个侧边表面的摩擦力就足以大到防止缓冲架2后退并支承钟表。
本缓冲架2的插入结构在表盘水平放置时能够抵抗摆动模式中较大的加速度。而先有技术装载钟表的形式即使在遇到很小的加速度时也会产生问题。
图5A是显示本实用新型所使用的齿轮盒9的结构的顶视图，图5B则是剖视图。在图5A中，木制的圆形转筒7以传统的方式安装在齿轮盒9的输出杆上。金属板21将齿轮盒与木盒子分开。通过使用金属板21，齿轮盒9没有直接安装在木盒上而是悬置于木盒，这种结构极大地减小了由木盒子共鸣而导致的噪声。来自马达15的输入旋转通过两对螺纹齿轮97-92，94-93而传送至塑料POM螺旋齿轮95。如剖视图所示，塑料POM螺旋齿轮95可伸缩地与齿轮93耦合。当传送扭矩突然升高时，弹簧96将被压缩，这将吸收共鸣。因此，由于扭矩突然升高而引起的噪声现在被塑料POM螺旋齿轮95减小了。齿轮95具有分裂的棘爪系统(2个具有锯齿表面的部分)，如果有人试图人工转动木筒7，具有弹簧垫子的棘爪系统下部将从棘爪的上部滑开。这一结构将确保齿轮和马达系统的核心不会被转筒的人工操作损坏。因此，本实用新型的齿轮盒9与代表性的先有技术装置相比极大地降低了噪声。
图6是带有附注和示意性图的印刷电路板(PCB)12的顶视图。这是本实用新型的旋转模式的电子控制系统。电路板的部件列于表1中。
本实用新型中所采用的可编程电子控制系统有两个实施例，一个如图2A-2B所示，一个如图3A-3C所示。在图2A-2B中，由于仅仅采用了单个旋钮5，使用者自己无法设定程序。使用者只能在由钟表发条100制造商预先设定的模式中进行选择。在图3A-3C中，由于有两个推动按钮20和LCD嵌板，使用者可以自己设定模式。输入的程序被储存在PCB12中，而PCB12将按照时间表把命令输出给马达。当然，任何电子控制的马达都可以按照时间表朝任意方向运转和启动—停止。电子电路系统具有为发条100和发条200同样的编程功能。因此，它能够按照程序化的时间表命令马达旋转或停止。
印刷电路板12连接的主要组件如下插座300接受来自程序选择器旋钮5或按钮20的信号。插座302容纳一体化的电路芯片。程序和功能控制被储存并密封于IC芯片中。插座304与LED灯管连接。插座306与马达15相连。插座308连接电池容纳舱盖13。插座310从AC插头连接到DC输入18。
本实用新型和先有技术之间的根本区别在于上发条模式由电子控制来进行。如上面所介绍的，本实用新型的自动模式从主弹簧的70％张力(T)处开始。因此，许多先有技术设备不需要的信息必须要由使用者自己收集并且输入到电子控制系统中(PCB上的芯片)。当购买了一块新的钟表时，它会被通过表柄头人工上发条直至满发条。然后钟表会被放置在稳定的位置并且记录它工作了多少小时，例如，满发条之后将工作48小时。然后，再次将钟表人工地上满发条并准确记录表柄头上发条上了多少圈。为了这一目的，我们可以握住表柄头而旋转钟表。例如，30圈将使钟表上满发条。现在，我们可以粗略地知道表柄头的旋转圈数与工作时间的比率。就是说，表柄头旋转的15圈将使钟表工作24小时或张力50％(T)。然后，我们将上满发条的钟表放置在稳定的地方24小时，然后给表柄头上发条并记录圈数。从理论上说，表柄头旋转15圈将使钟表满发条。但是由于主弹簧具有非线性的特性，结果将不是15圈。例如，12圈可能使钟表满发条。然后，我们得到了结果(比率)在50％(T)以上的条件下表柄头每旋转一圈将导致钟表工作2小时。
接下来的步骤是给钟表上满发条并将它放置在稳定位置24小时。然后将手表放在筒7的槽口中(或者任何方便的地方)并且在短时间也即几分钟内旋转200圈。然后将钟表放置在稳定位置并且记录钟表将可工作多少小时。这样我们就得到了旋转次数与小时之间的比率。例如，在50％(T)以上的条件下，每一个小时需要钟表被旋转30次。
因此，当采用本实用新型的发条200自动给钟表上发条时，我们可以人工给钟表上满发条并将它放置在筒7的槽口中。然后将程序设置如下12小时让主弹簧的张力(T)降低至70％。然后钟表在12小时中旋转720次(如果钟表的发条每天工作12小时并停止12小时)，并且停止12小时。这种模式的特征曲线将与图1中的线(N)相同。由于每个机械装置都有其公差，这样安排的程序在操作中会产生一些误差。参考图7，点线(N’)具有由不正确的程序导致的正误差(向上)。因此，在很短的时期，也即一个星期之后，钟表可以通过人工上满发条并记录表柄头的旋转圈数而进行自动检查。然后将记录与图1相比较。例如，理论曲线显示我们必须给表柄头上发条6圈而实际上我们只上了4圈。这样，我们就知道在一个星期中误差为2圈。因此，我们可以相应地修改我们的程序。修改之后，误差减小了。因此，我们可以将程序设定为每个月有一次快速自动满发条。这样，每个月，钟表自动地被调至满发条状态并且从70％(T)处开始它的新循环。在这样做的过程中，通过本实用新型的钟表发条而自动上发条的钟表将不会象先有技术装置的特点那样在满发条条件下工作。
为了展示钟表的目的，旋转程序可以设置成30分钟处于旋转状态，然后15分钟处于停止状态的周期性重复。停止时间是设计用来给参观者提供一个观察机会，并允许上了发条的弹簧的储备能部分消散从而避免钟表过上发条。当然，旋转时间和停滞时间的比率可以由使用者决定。程序具有每天自动重复的功能，所以装置可以给钟表上发条直至无人照顾的延长了的时间段。
发条100是那些没有兴趣自己设置钟表发条的人设计的。因此本实用新型的钟表发条制造商为广泛应用的钟表提供了几种程序。大多数被采用的自动自上发条装置将在650或850旋转数被上满发条。使用者只应该通过选择器开关(见图1和图8中的旋钮5)，选择适合于他的钟表的程序。在图8中，旋钮5的表盘面具有12档，但是这并不是限制只用12档选择器开关。事实上，在本实用新型中选择器开关的位置及数目是没有限制的，例如，18档选择器开关也可以用于本实用新型中。图8显示的是表盘面中的3组情况。第一组是顺时针旋转，第二组是逆时针旋转而第三组是在两个方向上都有部分的旋转(在上面的介绍中我们将它称之为“摇摆”)。每一组包括4档。符号“A”，“B”，“C”，和“C3”分别代表每天的旋转数，例如，“A”代表一天旋转950，“B”代表一天旋转850，“C”代表一天旋转650，“C3”代表连续旋转3小时。这样在钟表店中，可以选择“C3”从而使使用者能在短时间内使用钟表。
本实用新型在钟表发条中工厂设定的程序将使钟表自动上满发条并且通过放松而周期性地将钟表的储备能释放出来。这样一来，钟表的工作曲线将总是位于50％至100％(T)的范围之间。这一点在24小时工作模式中非常重要，例如对于在办公室或家中收藏了许多钟表的钟表收集者。即使是在钟表店中，本实用新型的钟表发条也推荐采用24小时模式。这也将防止钟表的弹簧张力过度。
表1
权利要求1.一种钟表上发条装置，其特征在于包括设有用于容纳缓冲架的中心凹槽的转筒；用于旋转地驱动所述转筒的电子防噪马达齿轮系统；控制所述马达齿轮系统的旋转模式的电路；一个插入到所述凹槽中的长宽能伸缩的缓冲架，其宽度恰好将钟表安装在适当的地方；以及一个与所述电路系统连通的开关装置，它带有用于选择驱动转筒的模式的指示装置。
2.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述转筒的前表面设有一个或一个以上的用于容纳缓冲架的凹槽。
3.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的转筒下方设有一支承转筒的轴承。
4.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于还包括一个安装容纳所述转筒，马达齿轮系统和电路系统的盒子。
5.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的马达齿轮系统包括一个悬置于盒子从而降低噪声的齿轮盒。
6.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的马达齿轮系统包括一个使用塑料螺旋齿轮来吸收共鸣的齿轮盒。
7.如权利要求6所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的马达齿轮系统还包括一个吸收共鸣的弹簧。
8.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的电路包括一个能储存输入程序并按时间顺序向给马达输出命令的印刷电路板。
9.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的缓冲架包括一个外层壳体，一个内层滑动部件和一个可压缩和扩展缓冲架的反向端使其与钟表带环的尺寸相匹配的压缩弹簧。
10.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的缓冲架在其中间部分填塞有中等柔软的软胶，且在被插入到相匹配的凹槽中时限定了两个侧边表面并产生足以防止缓冲架后退及支承钟表的摩擦力。
11.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的开关装置包括用于选择工厂设定程序的单个旋钮选择器，以及一个LCD指示装置。
12.如权利要求11所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的单个旋钮选择器具有采用符号来指示各组中多个档的表盘面。
13.如权利要求1所述的钟表上发条装置，其特征在于所述的开关装置包括两个推动按钮以及一个将程序输入电路系统的LCD嵌板的指示装置。
专利摘要本实用新型公开了一种钟表上发条装置，其包括设有用于容纳缓冲架的中心凹槽的转筒；用于旋转地驱动所述转筒的电子防噪马达齿轮系统；控制所述马达齿轮系统的旋转模式的电路；一个插入到所述凹槽中的长宽能伸缩的缓冲架，其宽度恰好将钟表安装在适当的地方；以及一个与所述电路系统连通的开关装置，它带有用于选择驱动转筒的模式的指示装置。本实用新型能为多种自上发条钟表上发条，并且将主弹簧维持在一个理想的张力范围内，使其弹力不受损害，保证了钟表的准确度，上发条过程中的钟表总是能够定位于最佳的展示位置，同时安装和拆卸上发条钟表时非常容易便捷，而且在钟表上发条过程中所产生的噪音被显著降低至低水平。
文档编号G05B19/05GK2773751SQ20042005740
公开日2006年4月19日 申请日期2004年11月18日 优先权日2004年7月21日
发明者雷立文 申请人:统英有限公司