用于计量和显示时间单位分数的装置的制作方法

本发明涉及一种用于计量时间单位分数的数值或者构件的运动单位分数的数值的装置。本发明还涉及包括这种装置的钟表机芯。本发明进一步涉及一种钟表，特别是腕表，其包括这种装置或这种机芯。本发明最后涉及操作这种装置、这种机芯或这种钟表的方法。

背景技术：

专利申请ep1024416涉及一种装置，其能够仅在计时码表停止时显示所记录的时间的秒分数。该系统采用以2.5hz运行的振荡器和固定在以预定速度枢转的齿轮上的星形蜗形轮。在该申请所示的实施方式中，蜗形轮以每十秒一圈的速率枢转，并且具有十个臂部，每个臂部都具有五个梯级。因此，臂部对应于一秒内完成的角运动以及五分之一秒内的一个梯级的角运动。时间信息通过枢转的齿条显示，该齿条与用于显示秒分数的构件相互接合，并且可以与蜗形轮的其中一个臂部上的其中一个梯级接触。当计时码表停止时，齿条的从动件被推动以与蜗形轮的其中一个臂部接触，并且因此通过其中一个梯级被定位，以显示时间信息。因此，通过蜗形轮的每个臂部的梯级数来确定秒分数显示的精度，其必须被选择为摆轮频率的函数。例如，对于十分之几秒的显示且对于以5hz运行的振荡器来说，该申请教导了蜗形轮的臂部可各自具有十个梯级。考虑到这种凸轮的几何复杂性，所需的制造和装配的精度及其惯性，这种结构并不是最佳的，所述惯性容易降低特别是以5hz运行的振荡器的性能。

专利申请ep1475681公开了一种类似于上述文献的构件。需要五分之几秒的显示也由单个蜗形凸轮提供，该蜗形凸轮在这里由六个臂部来区分，每个臂部都具有十个梯级。为此，蜗形轮通过以2.5hz运行的振荡器以每六秒一圈的速率转动。时间信息也通过枢转的齿条显示，该齿条与用于显示秒分数的构件相互接合，并且可以被推动以与蜗形轮的其中一个臂部上的其中一个梯级接触。

专利申请ch704775基于相同的原理公开了一种千分之几秒的指示器。需要千分之几秒的显示也由单个蜗形凸轮提供，该蜗形凸轮运动地连接至百分之几秒的计数器。在此实施方式中，蜗形轮具有十个臂部，每个臂部都具有十个梯级。时间信息也通过枢转的齿条显示，该齿条与用于显示秒分数的构件相互接合，并且可以被推动以与蜗形轮的其中一个臂部上的其中一个梯级接触。

这种装置通过与显示构件相互接合的杠杆实现，该显示构件适于与凸轮协作，该凸轮运动地连接到承载时间信息或来源于时间的信息的齿轮系。特别地，如果在齿轮系和显示构件之间存在高传动比，例如在其中通过基础机芯的完工系统的秒轮或计时码表机构的计数轮来传递信息的、用于显示秒分数的装置的情况下，这种结构不是没有问题的。在这种情况下，凸轮会具有特别复杂的轮廓，其具有过分紧密的尺寸公差。此外，其尺寸，特别是其外径，对于这种装置可用的体积来说可能太大。特别是对于以4hz或更高的频率运行的振荡器，还存在其惯性降低了基础机芯的计时性能的风险。

在上述每种装置中，杠杆，特别是杠杆从动件，适于通过与凸轮协作、特别是通过与凸轮接触而协作来使得秒分数的显示成为可能。因此，在这种装置的第一或计数状态中，杠杆从动件与凸轮接触、特别是与凸轮的其中一个臂部接触、特别是与凸轮的臂部的其中一个梯级接触。在这种装置的第二或非计数状态中，杠杆从动件不接近凸轮并且不尝试与任何其它元件协作。

在上述每种装置中，杠杆，特别是杠杆从动件，设置成与绕单个枢转轴线枢转的凸轮协作来使得秒分数的显示成为可能。存在具有相对于杠杆具有至少一个自由度的从动件的杠杆。更具体地，存在其从动件被安装成围绕至少两个枢转轴线旋转的杠杆。例如，专利申请ep2784603公开了这种杠杆，其可旋转地移动，并且螺旋凸轮从动件被枢接于该杠杆，该从动件的角位置由与杠杆成一体的复位弹簧限定。该从动件适于与螺旋凸轮协作。然而，通过螺旋凸轮的旋转而不是通过杠杆的旋转来使得从动件围绕其旋转轴线枢转。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种计数装置，其能够弥补上述缺点并且改进已知的现有技术的计数装置。特别地，本发明提出一种用于计量时间单位分数的数值或可动构件的运动单位分数的数值的简单且可靠的装置。

根据本发明的计数装置由权利要求1限定。

计数装置的各种实施方式由从属权利要求2至13限定。

根据本发明的机芯由权利要求14限定。

根据本发明的钟表由权利要求15限定。

附图说明

通过示例的方式，附图示出了根据本发明的钟表的多个实施方式。

图1至图9表示根据本发明的计数装置的第一实施方式和根据本发明的钟表的第一实施方式。

图10表示根据本发明的计数装置的第二实施方式和根据本发明的钟表的第三实施方式。

具体实施方式

下面参照图1至图9描述钟表120的第一实施方式。例如，该钟表是腕表。该钟表包括根据本发明的机芯110的第一实施方式。优选地，该机芯是机械机芯。优选地，该机芯包括能够显示存储的或所记录的时间信息的模块。例如，该模块是计时码表模块。在所示的示例中，模块被配置成能够将时间信息计量到最接近的十分之一秒，并且能够将时间信息显示为最接近的十分之一秒。在所描述的示例中，当计时码表模块处于存储所记录的时间的状态时，时间信息是通过计时码表模块被记录为最接近的十分之一秒的时间。

为此，机芯包括用于计量时间单位分数的数值或可动构件的运动单位分数的数值的装置100的第一实施方式。有利地，装置100还可以显示时间单位分数的数值或可动构件的运动单位分数的数值。

装置100能够通过计量可动构件1、6、a2的运动单位分数的数值来计量时间单位分数的数值。在所描述的第一实施方式中，例如，可动构件是计时码表模块的秒可动件6或如秒针那样添加至秒可动件的秒指示器a2。有利地，可动构件还可以是与秒可动件啮合的构件1。

在第一实施方式中，构件是具有第一表面10的第一凸轮1。

计数装置包括该第一凸轮1。其进一步包括：

-第二邻接表面20；

-由弹簧r4推动的可动支撑件4；

-安装在支撑件4上并由弹簧r3朝向第一表面10推动的可动棘爪3，该棘爪3适于根据支撑件4的位置与第一表面10和第二表面20中的一个或另一个协作；以及

-控制系统80，其适于在控制系统的第一或非计数状态下将支撑件保持在第一位置，并且在控制系统的第二或计数状态下允许支撑件的移动。

模块能够存储时间信息，例如，其包括在框架99上围绕轴线c1枢转的秒轮6。指示器a2，例如指针，其优选地被固定到该秒轮。指示器可以与并非被表现为指示秒信息的分度盘协作。

秒轮6具有能够与齿轮5啮合的齿组。该齿轮5紧固或固定到第一凸轮1。齿轮和第一凸轮在框架99上围绕轴线c2枢转。可动支撑件4也在框架99上围绕轴线c2枢转。因此，可动支撑件4与第一凸轮1同轴地枢转。然而，支撑件4能够独立于齿轮5和第一凸轮1之外绕轴线c2转动。支撑件4被弹簧r4朝向静止位置推动。

第二凸轮2被固定到框架。

棘爪围绕轴线c5在支撑件上枢转。复位弹簧r3推动棘爪抵靠第一凸轮和第二凸轮。

支撑件4具有齿组，特别是扇形齿板，其能够与在框架99上围绕轴线c3枢转的轮或齿条7啮合。指示器a1，例如指针，优选地被固定到该轮或齿条。指示器a1优选地与分度盘协作，以指示十分之几秒的信息。

控制系统80包括在框架99上绕轴线c4枢转的控制构件8和在框架99上绕轴线c6枢转的杠杆14。杠杆14的第一端适于与支撑件4协作，并且杠杆14的第二端14a适于与控制构件8协作。控制系统还包括控制杠杆81和用于使控制构件转位的定位杆82。

第一凸轮1具有第一凸轮表面10。该第一表面整体上是圆柱形状。然而，该表面包括n个第一凹部10a，当装置、特别是控制系统处于计数状态时，该第一凹部10a适于与棘爪3协作。例如，第一凹部具有u形或v形截面。

n个第一凹部10a有利地规则地分布在第一表面10上。

在计数状态下，n个第一凹部10a使得其中一个凹部允许将棘爪的尖头定位在小于第一凸轮1的第一表面10的外半径的半径水平处。因此，在该构造中，并且在与另一元件协作的情况下，棘爪3能够固定可动支撑件4。

可以看出，第一凸轮1的几何形状特别简单。凹部或凹口10a在这里仅设置用于确定齿轮5和可动件6的相对角位置。因此，第一凸轮1特别紧凑、易于制造并且易于在与工业装置相容的公差内组装。第一凸轮1可以有利地通过电铸制造，例如由ni合金或nip合金制成。

例如，相对于机芯的框架99固定的第二凸轮2可以与机芯的半成品、例如计时码表桥板或夹板一体地制成。

就此而言，第二凸轮2具有m个第二凹部20a，其适于在装置或控制系统的计数状态下与棘爪3协作，特别是通过接触协作。第二凸轮2的m个第二凹部20a可以构成齿组2，特别是有齿部2，例如，其齿可以具有三角形或基本上三角形的轮廓。该轮廓特别地可以是不对称的，并且具有陡峭的第一侧面和具有与第一侧面的斜率显著不同斜率的第二侧面。因此，例如，该轮廓可以是宝玑齿(breguettooth)轮廓。

在装置的计数状态中，棘爪被移动，直到其通过接触而与其中一个第二凹部协作。特别地，这种协作选地通过棘爪、特别是棘爪的尖头30接触抵住第二凹部的陡峭的侧面来实现。棘爪与其中一个第二凹部接触的这种构造确定了支撑件相对于框架99的特定位置。

与棘爪协作的第二凹部20a由第一凹部10a限定。实际上，该第一凹部10a允许棘爪与两个凹部中的一个或另一个协作。因此，第一凹部10a的几何形状决不涉及支撑件相对于框架的精确定位，这种精确定位是第二凸轮2的凹部20a的功能。

第一凸轮1和第二凸轮2有利地是同轴的。第一表面10可以是第一凸轮的外表面10，并且该第一表面10的半径r10可以大于或等于齿组2的总外半径r20。

可替代地，第一表面可以是第一凸轮的内表面，并且该第一表面的内半径可以小于或等于齿组的总内半径。

此外，该装置包括第二邻接表面20。该第二邻接表面20有利地是第二凸轮的一部分。在装置的非计数状态下，棘爪、特别是棘爪的尖头30抵靠在该第二表面或邻接表面上。因此，阻止了棘爪与第一表面并且特别是与第一凹部协作。因此，该邻接部能够保持棘爪远离第一凹部。

第一凸轮1和第二表面20有利地是同轴的。第一表面10可以是第一凸轮的外表面，并且该第一表面10的半径r10可以小于第二表面20的外半径r200。可替代地，第一表面可以是第一凸轮的内表面，并且该第一表面的内半径可以大于第二表面的内半径。

在所表示的第一实施方式中，齿轮5和第一凸轮1通过可动件6以每分钟十二圈的速率转动，该可动件6以每分钟一圈的速率转动。第一凸轮1具有在该第一凸轮1的外周缘10处规则分布的五个凹口10a。第二凸轮2包括两个凹部20a。因此，所表示的装置能够计量和显示十分之几秒的存储的时间信息。

如将在下文中出现的那样，通过第二凹部与棘爪的协作，使得支撑件能够在计数状态下固定。与棘爪协作的第二凹部由开始与第二凹部面对并且因此允许棘爪与第二凹部协作的第一凹部确定。为此，第一凹部10a所对的角大于或等于第二凹部20a所对的角，即大于或等于齿组2的一个齿距所对的角。

此外，齿组2所对的角，即所有第二凹部所对的角，等于或基本上等于两个连续的第一凹部之间的角幅度。

如上所述，棘爪在支撑件上围绕轴线c5枢转，并且通过弹簧r3朝向静止位置被推动。

在变型实施方式中，棘爪可以与弹簧和/或支撑件制成单件，或者与弹簧和/或支撑件成为一体。然后，通过棘爪的弹性变形产生将棘爪推入其静止位置的力。

在装置的非计数状态下，棘爪3、特别是棘爪3的尖头30因此被推动抵在第二邻接表面上，并且在装置的计数状态下，棘爪3、特别是棘爪3的尖头30因此被朝向第一凸轮1和齿组2推动。

棘爪的尖头30有利地具有三角形或基本三角形轮廓。该轮廓特别地可以是不对称的，并且具有陡峭的第一侧面和具有与第一侧面的斜率显著不同斜率的第二侧面。尖头的陡峭侧面优选地适于与第二凹部的陡峭侧面协作。还优选的是尖头30的轮廓和第二凹部的轮廓是互补的或基本上互补的。

装置100包括运动地连接到支撑件的显示构件7、a1。例如，支撑件包括与显示构件的第二扇形齿板70啮合的第一扇形齿板40。例如，显示构件包括指示器a1。因此，支撑件相对于框架的运动涉及指示器a1相对于框架的运动，以允许显示十分之几秒。

例如，指示器a1是与分度盘协作的十分之一秒指针。该指针可以附加到与秒可动件6集成的秒指示器a2。

在图2所示的装置的非计数状态中，指示器a1优选地不指示任何信息。为此，例如，指针a1可以指向表示十分之几秒的分度盘外侧。

第二凹部有利地使得十分之几秒的指示器a1被定位成精确地面向分度盘上十分之几秒的标记。因此，在所述第一实施方式中，指示器a1只能采用十个不同的位置。对于以码表示的任何存储的时间信息t，第二凹槽优选地使得装置100显示十分之x秒，并使得：

y+x×0.1-0.05≤t＜y+x×0.1+0.05，其中x和y是自然整数，并且x∈[0；9]，并且y是信息t的完整秒数。

可替代地，对于以码表示的任何存储的时间信息t，第二凹槽使得装置100显示十分之x秒，并使得：

y+x×0.1≤t＜y+(x+1)×0.1，其中x和y是自然整数，并且x∈[0；9]，并且y是信息t的完整秒数。

如图4所示，控制系统80包括杠杆14和控制构件8、特别是包括双轮廓80b的控制构件。

例如，控制构件是导柱轮。控制系统还包括连接至按钮p的控制杠杆81以及导柱轮的转位定位杆82。转位定位杆82适于经由控制杠杆81作用在导柱轮的棘轮齿组80a上而通过按钮p被致动和驱动一个角梯级。导柱轮8和按钮p优选地还适于致动计时码表模块的计数系统的启动和停止。因此，计时码表和计数装置100可以完全同步地被驱动。

杠杆和控制构件适于一起协作，使得控制系统具有：

-第一或非计数状态，其对应于其中棘爪3与第二表面20协作、特别是搁置在第二表面上的、支撑件4相对于框架的预定位置；以及

-第二或计数状态，其允许其中棘爪3与其中一个第二凹部以阻碍的方式协作的、支撑件4相对于框架的任意位置。

因此，当计时码表模块停止时，并且因此当可动件5和6的旋转停止时，通过控制系统致动计数装置100。控制系统有利地能够同时控制计时码表模块和计数装置。

导柱轮的双轮廓80b能够限定杠杆14的状态或位置。

当计数装置100不工作时，即处于非计数状态时，杠杆14的第二端14a或从动件14a压靠在导柱轮8的轮廓80b的其中一个柱上。在该构造中，支撑件4的侧面4b压靠杠杆14的第一端14b或头部14b。该头部确定图2和图4至图6中所示的支撑件的预定位置。因此，杠杆14抵抗易由图5和图6中示意性示出的弹簧r4的返回扭矩产生的、支撑件的运动。

当计数装置100运行时，即处于计数状态时，杠杆14的第二端14a或从动件14a不再压靠在导柱轮8的轮廓80b的其中一个柱上。在该构造中，如图7至图9所示，由于弹簧r4的作用，杠杆的头部14b通过支撑件4的侧面4b缩回。

接下来参考图6至9更详细地解释上述设备100的第一实施方式的操作。

假定该设备最初处于图6所示的构造，即计时码表模块正在运行，并利用计时码表指针、特别是秒针a2的转动来显示发展的时间信息。

图6示出了刚好在按钮p致动之前的装置100。在该构造中，棘爪3的尖头30抵靠第二邻接表面20，使得棘爪3的尖头30不接近第一凸轮1的外周缘10。因此，第一凸轮1可以由于计时码表计数系统、特别是可动件6的作用而以齿轮5的速率自由转动。因此，当计时码表机构释放时，秒分数显示装置不工作。

如图7所示，由于弹簧r4的作用，导柱轮8由于按钮p的作用而进行的旋转引起杠杠14以及支撑件4的旋转。实际上，在该构造中，由于杠杆14、特别是端部14a不再抵靠导柱轮8的其中一个柱80b，因此杠杆的头部14b能够缩回。因此，支撑件4被弹簧r4朝向静止位置推动。由于图6和图7中示意性表示的离合和/或制动机构15的作用，导柱轮8也同时停止可动件5和6的旋转。

当支撑件4移动时，由于弹簧r3的作用，棘爪3的尖头30离开第二邻接表面20并且开始抵靠凸轮1的第一表面10。尖头在第一表面上移动，直到它遇到第一凹部10a，其被弹簧r3推动到第一凹部10a中。凹部10a和20a的尺寸设置为使得凹部10a可以叠置在一个且仅一个凹部20a上。因此，如图8所示，一旦棘爪3的尖头30面向凹部10a，其就被插入到凹部20中，并且固定支撑件，凹部20a相对于框架被固定。

当支撑件移动时，十分之几秒的指示器a1也移动，直到它到达由插入尖头30的第二凹部20a限定的位置。如图9所示，在这种状态下，装置100将存储的或所记录的时间信息显示成最接近的十分之一秒。在图9的示例中，装置正在显示55秒和十分之六秒。

再次按压按钮p使导柱轮旋转，以使导柱轮定位于图6所示的状态。导柱轮作用在杠杆14上，以将杠杆14重新定位在图6所示的位置。杠杆的这种运动导致杠杆的头部抵住支撑件的动作，以克服复位弹簧r4的作用将支撑件重新定位在图6所示的位置。在该步骤期间，棘爪的尖头30从凹部抽出、抵靠第一表面的圆柱形部分移动并且定位成与第二邻接表面接触。在该步骤期间，支撑件的运动还涉及指示器a1的运动，指示器a1返回至其在图6中所示的位置。以这种方式再次按压按钮可以通过机构15再次扣住计时码表模块。

当计时码表模块释放时，从一个第一凹部10a到另一个，连续的第一凹部10a相对于棘爪3的尖头30的行程花费一秒钟。在致动用于显示十分之几秒的装置时，由于在第一凸轮1的第一表面上的五个凹部10a的其中一个的存在，棘爪3的尖头30进入且固定在其中一个第二凹部20a中。因此，装置100具有包含两个不同的凸轮1和2的特定特征，每个凸轮都适于与固定至可动支撑件4的棘爪协作，例如，该可动支撑件4形成齿条。

在未示出的第二实施方式中，计数装置不包括任何第二凹部。因此，通过棘爪的尖头与第一凹部的协作，特别是通过棘爪的尖头与第一凹部的侧面经由接触进行的协作，支撑件通过复位弹簧的作用进行的移动被停止。在这种实施方式中，重要的是，秒可动件的制动转矩足以克服由支撑件的复位弹簧和棘爪的复位弹簧产生的转矩。此外，齿轮系5和6的齿组中的齿隙可以被最小化，以在显示存储的时间信息的状态下限制指示器a1的跳动。

通过上述类型的实施方式，十分之几秒的指示器a1不像在第一实施方式中那样仅采用10个预定位置，而是能够采用分度盘上的任何位置，特别是两个时间标记之间的位置。

上述实施方式当然可以被概括为任意类型的显示器，该显示器适于在需要时指示任何时间标记或由已被存储的时间导出的任何标记的分数。非常具体地，根据为基础机芯的振荡器选择的频率，例如，这种装置100可以显示百分之几秒。

第一凸轮1的第一凹部10a的数量j由齿轮5旋转的速度v(每分钟转数)给出。显示精度p(以秒为单位)由第二凸轮2的第二凹槽20a的数量i给出，其被选择为振荡器的频率f(以赫兹为单位)的函数。下表给出了几个例子，包括上述第一实施方式(*)。

在第一实施方式中，棘爪3的尖头30在对应于第一凸轮1和第二凸轮2的各自的水平的两个不同水平上交错。在图10所示的第三实施方式中，凸轮1和2可以是共面的。为此，棘爪3可以采用枢转杠杆的形式，其在支撑件4上的枢转轴线c5的相应相对侧上具有两个不同的尖头。然后，棘爪的每个尖头会被特别地设计成与第一凸轮1和第二凸轮2中的一个或另一个协作。

棘爪3可以优选地与支撑件4成一体，并且通过柔性臂连接到支撑件的其余部分。

在第一和第三实施方式中，计数装置包括两个不同的凸轮，每个凸轮都被设计成与相同的棘爪协作。第一凸轮运动地连接到承载时间信息的齿轮系，而第二凸轮相对于钟表的框架被固定。

在所描述的各种实施方式中，第一凸轮可旋转地移动并且采用轮的形式。然而，第一凸轮可以通过一些其他运动来移动，例如平移，并且可以具有另一种形状。

装置能够通过计量可动构件的运动单位分数的数值来计量时间单位分数的数值。实际上可以通过假设两个测量值之间的相关性、特别是假设可动构件以恒定速度移动，从而考虑可动构件的运动单位分数的数值来计量时间单位分数的数值。

在本申请中，“分数”是指在广义数学意义上的，以致单位的分数可以大于整体。或者，单位的分数是单位的一部分，因此小于整体。

本发明还涉及一种操作上述计数装置100或上述机芯110或上述钟表120的方法。

在操作的第一阶段中，该方法包括以下步骤：

-固定第一凸轮1；

-缩回使支撑件4固定在预定位置的杠杆14或邻接件；

-相对于框架将支撑件4从第一预定位置移动到静止位置，直到棘爪邻接第一凹部10a，例如邻接抵靠第一凹部的侧面或邻接抵靠第二凹部20a的侧面。

在操作的第二阶段中，该方法可包括以下步骤：

-作用在杠杆14或邻接件上，以使支撑件返回到其第一预定位置。

由于用户在设备上作用的能量，特别是用户按压按钮的能量，可以引起上述动作。

有利地，通过控制系统上的动作，特别是按压按钮，触发了第一阶段和/或第二阶段。