包括模拟显示装置的钟表机芯的制作方法

本发明涉及具有模拟显示装置的钟表机芯的领域。本发明尤其是涉及驱动模拟指示器的驱动机构的抗震性能，该模拟指示器尤其是承载日历数据的盘，尤其是日期环。本发明首先涉及设置有电磁马达的电动机械机芯，该电磁马达作为模拟指示器驱动机构的驱动源。然而，本发明也可应用于纯机械机芯。

尤其是，本发明在具有两个模拟指示器的电动机械机芯中发现了具体应用，这两个模拟指示器由同一单个马达驱动，并且设置成使得两个指示器中的至少一个可以被致动以显示其功能，而另一指示器不被驱动。

背景技术：

在大多数已知的日期显示装置中，日期环在连续的显示位置的定位通常由与日期环齿圈相关联的跳簧来保证。在发生震动的情况下常规的驱动系统不保证充分保持日期环并因此通常不保证任何锁止。因此，跳簧必须保证该锁止功能，这就是为什么跳簧具有高弹性常数。需要指出的是，为了克服跳簧的弹性力，必须在日期环上提供高转矩。

然而，为了克服对还具有抗震功能的定位跳簧定位的问题，ep专利申请2927756提出包括不可逆的传动系统的日期环驱动机构，该不可逆的传动系统能够保证抗震功能，而日期环的定位仍然由跳簧保证，跳簧于是具有较小的弹性常数。该文献尤其是提出具有小齿轮的一个实施例，该小齿轮由相对于该小齿轮的转动轴线径向相对的两个销钉形成。在该文献中，在销钉和日期环齿圈之间提供了大游隙，以保证无干涉的驱动，尤其是没有锁止。当定位跳簧将所述日期环保持在所述小齿轮的转动轴线与插在销钉之间的齿的中心轴线相交的位置或者使所述日期环返回到该位置时，所述销钉插入齿圈的凹部中，而无锁止的风险。为了保证该功能，销钉甚至在转动轴线侧被截去一部分。需要指出的是，齿圈具有凹部，该凹部的侧面朝向齿圈的底部靠近。在ep专利申请2927756的图3a和3b中所示的实施例的一个问题源于这一事实：销钉具有小直径并且还被截去一部分，从而它们很脆弱，具有损坏的风险，尤其是，在发生震动的情况下，具有弯曲的风险。进一步地，该实施例需要定位跳簧，这增大了日期显示装置的尺寸并且也增加了钟表机芯的成本。

此外，从us专利no.6185158已知安装有模拟显示装置的电子表，该模拟显示装置用于借助于位于表盘中心的三个同轴指针显示多个时间参数，尤其是小时、分钟和秒。进一步地，该模拟显示装置包括计时指针和使用日期环的日期显示装置，该计时指针尤其是用于所测得的时间间隔的分针，所测得的时间间隔与在360°上的圆分度相关联，所显示的日期以常规方式透过表盘上的开孔显现出来。该专利提出借助于同一单个电动机械马达来致动用于驱动计时指针的机构(下称“第一机构”)和用于驱动日期环的机构(下称“第二机构”)。

第一机构包括由马达的转子直接驱动的中间轮和与该中间轮啮合的计时轮。第二机构也包括所述中间轮并且还包括与所述中间轮啮合的辅助轮。该辅助轮与周期性致动日期环驱动轮的轮副一体，该轮副具有用于致动所述驱动轮的指状件。该周期性致动轮副和驱动轮一起形成已知用于周期性驱动日期环/盘的日内瓦机构。在周期性致动轮副的每次转动时，指状件驱动日期环驱动轮，该日期环驱动轮被驱动而转动通过一角距离，该角距离对应于在表盘上的设置成用于日期显示的开孔中的从一个日期到下一日期的变化。日内瓦机构的特征因此在于日期环驱动轮的周期性驱动，周期性致动轮副仅与驱动轮在小于360°的角扇区上啮合，而该轮副在其余角扇区上锁止该驱动轮。因此，尽管当周期性致动轮副定位在其余角扇区上时转动，但是转子的转动运动不被传递到日期环。

us专利6185158使用日内瓦机构来使得用于驱动日期机构的马达能够执行附加功能，即，驱动计时指针。简而言之，该方法在于，当所述周期性致动轮副处于它的非致动区域——即，在所述其余角扇区——时以及在所测量的时间间隔结束时，驱动计时指针，还在于执行反向重置以使周期性致动轮副返回到预定初始位置。

日内瓦机构或类似的马耳他十字机构对于驱动日期环来说是较复杂的。它们需要这种机构具有小公差以便有效，并且存在锁止的风险。此外，它们体积较大。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是，提出一种安装有模拟显示装置的钟表机芯，该模拟显示装置用于显示数值周期性或间歇性变化的信息，其中，用于这种显示装置的指示器的周期性或间歇性驱动机构较便宜、组装简单并且在钟表机芯内部所需的空间有限，同时提供抗震功能和该指示器在模拟显示装置的多个离散位置的恰当定位。

“周期性驱动”是指仅周期性发生的驱动，也就是说，在有限的时间间隔期间周期性发生驱动，并且在有限的时间间隔之间不发生驱动。同样地，“间歇性驱动”是指，根据间歇驱动机构的指令停止和启动不连续的驱动，而不必一定以规律的时间间隔发生驱动。

本发明的第二个目的是，提供一种满足上述第一个目的的钟表机芯，其中，所述驱动机构允许指示器在多个离散位置的有效定位，而不需要跳簧，尤其是保证在致动该指示器的转动轮副的特定角度范围内进行这种定位，以便允许在将该转动轮副相对于其初始角位置组装时具有特定公差，还允许保证即便在通过步进电机致动驱动机构期间发生失步(missedsteps)时指示器也恰当的定位，失步会引起在休息位置的转动轮副的角位置变化。

本发明的第三个目的是，提供满足上述第二个目的的钟表机芯，其中，所述转动轮副至少具有用于驱动上述显示装置指示器的特定死角，在转动轮副在由所述死角限定的死角区域内转动期间，保证了抗震功能和指示器的定位。这种钟表机芯允许满足本发明的第四个目的，该目的在于设置第二模拟显示装置，该第二模拟显示装置包括第二指示器，该第二指示器在运动学上连接到所述驱动机构，使得第二指示器由该驱动机构驱动以指示第二项信息，同时转动轮副保持在死角区域内。

这些各种目的通过一种设置有模拟显示装置的钟表机芯实现，该模拟显示装置用于显示数值周期性或间歇性变化的信息项，该模拟显示装置包括用于所述信息的设置有齿圈的指示器以及用于周期性或间歇性地驱动所述指示器的驱动机构，所述驱动机构包括转动轮副，该转动轮副的与所述指示器齿圈处于啮合关系的小齿轮由相对于所述小齿轮的转动轴线径向相对的两个销钉形成，这两个销钉构造成交替地插入在所述齿圈内的连续凹部中，并且构造成在所述钟表机芯受到震动时、至少在所述小齿轮处于两个切向位置中的任一个时形成自锁系统，在所述切向位置，所述两个销钉与所述齿圈基本上相切地定向。在所述齿圈的垂直于所述转动轮副的转动轴线的总平面内，所述两个销钉中的每一个具有横截轮廓，该横截轮廓具有中心在所述转动轮副的所述转动轴线上的基本上圆弧的第一外部部分。在一个特定实施例中，所述小齿轮的所述两个销钉相对于指示器齿圈构造成这样：存在用于从所述小齿轮的所述两个切向位置中的每一个沿至少一个转动方向经由所述小齿轮驱动所述指示器的死角(α)，所述死角在第一变型方案中基本上等于或大于十五度(15°＝<α)，并且在第二有利变型方案中基本上等于或大于二十五度(25°＝<α)。在另一个变型方案中，所述两个销钉的所述横截轮廓的圆弧延伸通过基本上等于或大于所述死角的角距离。在一个优选变型方案中，所述两个销钉的所述横截轮廓的圆弧延伸通过角距离(β)，该角距离(β)在上述死角乘以3/2和所述死角的基本上两倍之间(3α/2<β<2α)。

附图说明

下面将参考附图经由非限制性示例对本发明进行描述，其中：

-图1示出本发明的主实施例类型的电动机械机芯，该电动机械机芯使用已知的小齿轮-销钉来致动日期盘。

-图2是图1的局部放大图。

-图3示出图1的机芯的变型方案，基于该变型方案更详细地解释本发明的核心问题。

-图4a和4b是本发明的第一实施例的局部视图。

-图5是本发明的第二实施例的局部俯视图。

-图6是第二实施例的复杂变型方案。

具体实施方式

参考图1和图2，下面描述本发明的主实施例类型的电动机械机芯2，该电动机械机芯2使用已知的小齿轮-销钉来驱动日期环。该钟表机芯2包括第一显示装置，该第一显示装置由包括内齿圈5的日期环4形成，该日期环由驱动机构8周期性地驱动(通常每天一次)，该驱动机构8包括转动轮副10，该转动轮副10的小齿轮12与齿圈5啮合。该驱动机构由驱动源致动，该驱动源由通过电子单元控制的双向电动马达16形成，其尤其是步进类型的。小齿轮12由两个销钉22和23形成，这两个销钉在日期环4的驱动期间交替插入齿圈5上的连续的凹部7内。销钉-小齿轮12的特征在于，当钟表机芯受到震动时，它与齿圈5至少在小齿轮处于两个切向位置中的任一个时形成用于日期环的自锁系统，在所述切向位置，两个销钉与圆形齿圈5基本上相切地(平行于方向t)定向。

为了将日期环保持在多个不同位置，设置定位跳簧14，其中在所述多个不同位置，日期环在连续的日期显示期间保持静止。在日期环4的多个不同位置中的每个位置，该跳簧设置成稳定地插在齿圈的两个相邻齿之间。鉴于在两个销钉22、23与齿圈5之间存在相当大的游隙并且小齿轮12在从其两个切向位置转动时具有较大的死角α，该跳簧的尺寸优选确定为保证日期环4的精确定位。然而，此处该跳簧不提供抗震功能，从而弹性常数可以比常规装置的小。

钟表机芯2还包括第二指示器18，该第二指示器18运动学地连接到驱动第一指示器4的驱动机构8，该第二显示装置设置成使得：第二指示器18可以由该驱动机构驱动以指示第二项信息，尤其是与所测量的时间间隔相关的信息，同时转动轮副10保持在用于驱动第一指示器的两个死角区域中的一个或另一个内。事实上，小齿轮12的两个销钉相对于日期环齿圈5构造成这样：在从小齿轮的两个切向位置中的每个位置的至少一个转动方向上，存在用于通过小齿轮驱动指示器的死角α；转动轮副因此在由连接到钟表机芯并且中心在转动轮副的转动轴线a10上的角度标记件(angularmarker)限定的两个死角区域内不驱动日期环，这两个死角区域至少包括分别从小齿轮的两个切向位置开始标记的死角。如在图2中所示的，如果小齿轮12处于死角区域结束处的角位置，则第二模拟显示装置和其驱动机构(此处由驱动机构8的轮副的一部分形成)设置成使得：第二指示器18可以转动至少360°，而小齿轮在从其两个切向位置中的一个开始的死角α内转动。在指示器18的致动期间，存在该指示器的重置或周期性向后返回，而小齿轮在角度上保持在死角区域内。因此可以使用单个驱动机构尤其是单个电动马达16独立地显示两项信息。

钟表机芯2具有若干优点，尤其是与以下方面有关的优点：借助于同一单个驱动源驱动提供独立的信息项(日期和所测量的时间间隔)的两个指示器，以及通过易于安装在钟表机芯内部的较简单便宜的系统获得了抗震功能。然而，该钟表机芯具有一些缺点。首先，销钉较小。因此，当钟表机芯受到震动时，存在销钉损坏的真实风险，尤其是，在某些震动期间，在齿圈于销钉上所施加的力的作用下，存在销钉永久弯曲变形的风险。当然，可以略微增大销钉的横截面，但是这因而会减小死角区域。也可以采用包括具有平行侧面的凹部的已知齿圈，如图3所示，以增大死角区域。然而，即便在那种情形下，也设置定位跳簧，该定位跳簧很繁琐并且在日期改变时需要一定量的能量。进一步地，当小齿轮12位于死角区域的结束区内时，抗震功能失效，从而在这种情形下发生震动时不可能保证日期环的充分锁止。

图3示出始自现有技术中已知的构型的类似构型的钟表机芯2的一种变型方案，其中，各种参数已被改进。仅示出钟表机芯2a的驱动机构的销钉-小齿轮12a，因为其它部件与钟表机芯2的相同。小齿轮12a包括两个具有直径d的圆柱形销钉24和25。日期环4a的齿圈5a的凹部7a具有基本上矩形的轮廓并因此具有平行的侧面(侧壁)。凹部的宽度l大致等于齿在中间高度处的宽度。销钉的直径d大于凹部7a的宽度l的一半，以保证足够的机械强度。

为了获得用于这种构型的最大死角α，在上述两个切向位置，销钉设置成在该销钉和两个齿之间留有较小的游隙，以便当小齿轮在两个切向位置中的一个或另一个处时日期环具有较小的角向游隙，其中所述两个齿限定两个对应凹部的面向两个销钉的外侧面28和29。因此，通过对齿圈5a和销钉的尺寸进行最好调节，在这两个切向位置处可以实现锁止，而不需要定位跳簧，这是本发明的其中一个目的。然而，如可在图3中看到的，当小齿轮12a在死角区域内转动时，例如在第二指示器的致动期间，角向游隙增大，并且一旦退出的销钉不再与齿圈啮合，该游隙就变得相当大，其值e1等于凹部的宽度l与销钉的直径之间的差值。因此，在机芯2a中没有定位跳簧的情况下，不可能实现锁止。

需要指出的是，在当日期环或第二指示器都不被驱动时的休息期间，小齿轮通常设置在其两个切向位置的其中一个。这些休息位置是优选的，因为它们保证了最好的抗震保护。需要指出的是，随着离开所述休息位置，由小齿轮施加的锁止力矩会立即减小。最后，需要指出的是，优选的休息位置由于各种原因不总是在实践中出现的那些；这是因为，首先小齿轮12a可能初始安装成其角位置具有某些变化，其次马达可能漏掉某些步，使得不知道小齿轮的精确角位置。因此，即便在休息期间驱动机构不工作时，也需要在现有技术中设置的定位跳簧，以便克服这个问题。然而，通过提出下面将阐述的解决方案，本发明有效地克服了这些问题。

参考图4a和4b，将描述钟表机芯30的第一实施例。除了小齿轮32外，用于日期环4a的驱动机构以及日期环4a与图3的机芯2a中使用的相同。因此，此处不再描述。小齿轮32包括两个销钉34和36，每个销钉在齿圈5a的垂直于包括小齿轮32的转动轮副的转动轴线a10的总平面内具有横截轮廓,该横截轮廓具有中心在所述转动轴线上的基本上呈圆弧的第一外部部分38。每个销钉的后部部分40是倒圆的并且基本上对应于图3的销钉24和25的后部部分。因此，在所示出的示例中，具有销钉24和25的直径的圆内接在每个销钉34、36内。这些销钉34和36关于包括转动轴线a10的平面对称，并且具有相同的行为，而不管小齿轮32的转动方向如何。这些销钉的垂直于所述对称平面的切向长度t设置成比销钉24、25的直径d大，并且比销钉34、36的径向尺寸r大。外部圆弧部分有利地在整个切向长度上延伸。需要指出的是，为了驱动环4a，切向长度t小于凹部7a的宽度l。

在图4b中，小齿轮32已经转动通过死角α；在该转动期间，日期环仍然保持在相同的角位置处。首先观察到的是，该死角基本上等于在图3的实施例中所示的死角。总的来说，该死角设置成基本上等于或大于十五度(15°＝<α)。需要指出的是，在一个优选的变型方案中，该死角基本上等于或大于二十五度(25°＝<α)。其次，观察到，这两个销钉的横截轮廓的外圆弧在角距离β上延伸，该角距离β在所示出的示例中基本上等于所述死角。优选地，在其它变型方案中，角距离β设置成大于所述死角。在图4b中可以观察到本发明的一个明显优点，即，根据本发明构造的销钉的最大游隙e2远小于图3的实施例的最大游隙e1，而销钉32在其对应于图4a的情形的两个切向位置处的游隙与两个钟表机芯2a和30中的相同。在一个有利的变型方案中，小齿轮和齿圈设置成：当小齿轮在其两个切向位置中的任一个处时，日历指示器具有小于或基本上等于三十五微米(35μm)的角向游隙。进一步地，在由死角α限定的死角区域的从与圆形齿圈5a相切的切线方向42开始的初始部分中，日期环的角向游隙不变。这是因为，圆弧38具有中心在小齿轮32的转动轴线a10上的半径。需要指出的是，该初始部分在此处延伸通过角距离β(在该示例中对应于销钉的角向开度)的大致一半。通过调整齿端部的轮廓，可以获得具有恒定游隙的更大的转动角距离。在一个有利的变型方案中，小齿轮和齿圈设置成这样：当转动轮副完全转动通过两个死角区域中的任一个时，日期指示器具有保持小于或基本上等于四十微米(40μm)的角向游隙。

由于根据本发明的销钉的轮廓，通过在小齿轮的两个切向位置提供小的游隙，因此可以去除定位跳簧并同时保证日期环的恰当定位。本发明还具有其它优点。首先，对于齿圈5a的凹部的宽度l，该销钉比图3的情形中的更结实。因此，它们强度更高并且抗震性能更好。其次，死角以及因此死角区域可以显著地仍然与具有常规圆柱形销钉的实施例一样大。最后，抗震功能极大改善，这是因为，在发生震动的情况下，日期环对销钉施加力的点在整个转动角距离上都以恒定游隙保持在与转动轴线a10相交的切线上。因此，不仅在其两个切向位置处，而且在所述整个角距离上，在发生导致日期环角加速的外部震动的情况下，均没有力矩施加在小齿轮32上。

参考图5和6，下面将描述特定的第二实施例的两个变型方案，其中，不仅销钉具有根据本发明的特定轮廓，而且日历指示器的齿圈具有特定轮廓。在这两个变型方案中，两个销钉的横截轮廓的圆弧38延伸通过角距离β，该角距离β在死角α乘以3/2和所述死角α的基本上两倍之间(3α/2<β<2α)。需要指出的是，所述圆弧的中心在由两个销钉形成的转动轮副的转动轴线a10上。其次，在这两个变型方案中，齿圈5b、5c的对应凹部7b、7c在两个相邻齿6b、6c的端部48处具有开口，该开口具有尺寸l1，该尺寸l1小于在通过包括这两个销钉的转动轮副对日历指示器进行驱动期间所述凹部在与这两个销钉接触的区域处的宽度，并且显著小于所述凹部在所述齿圈的底部处的最大宽度l2。上述接触区域沿齿的侧壁50、62在与圆形齿圈相切的切线42之外朝向该齿圈的底部延伸通过特定距离。

其次，每个销钉46、56具有相对于转动轮副的转动轴线a10的径向尺寸r和垂直于该径向尺寸的切向尺寸t，这一个切向尺寸的值基本上等于径向尺寸的两倍或者更大。还需要指出的是，尺寸l1设置成大于径向尺寸r，尺寸l2设置成大于切向尺寸t，否则小齿轮-销钉与日历指示器的齿圈的啮合不能起作用，因为它很快就锁止。

在图5的变型方案中，齿6b的侧壁50的或凹部7b的侧边缘的轮廓从切线42到齿圈的底部基本上是成直线的。每个凹部7b都朝向齿圈的底部张开并且因此每个齿6b都朝向其端部区域48张开。在齿的端部，齿的轮廓基本上跟随中心在轴线a10上的圆弧。销钉46也具有随着径向远离转动轴线a10而张开的形状。它们具有大的开口，以显著增大由销钉的外部部分限定的圆弧的角距离β。因此，对于几乎整个死角距离，获得了小的基本上恒定的游隙，对于所示出的示例，该整个死角距离大致延伸通过数值大致等于30°的死角α。因此，在发生外部震动的情况下，当转动轮副在角度上位于两个死角区域中的任一个时，小齿轮的两个销钉锁止第一指示器。

在图6的变型方案中，两个销钉56中的每一个的内部部分也具有圆弧轮廓，以允许销钉的切向尺寸t增大，而不因此增大它们的径向尺寸r。这允许销钉的角向开度增大并因此由外部圆弧38限定的角距离增大。齿6c具有相应的轮廓，该轮廓设置成允许获得较大的死角，同时在由该死角得到的死角距离上具有基本上恒定的小游隙。每个齿具有根部58，该根部58具有基本上平行的侧壁62。接下来，齿的宽度增大，其圆形轮廓部分64的中心在轴线a10上，该圆形轮廓的半径设置成略小于由销钉的内部圆形部分限定的半径。最后，为了便于销钉插入齿圈并且为了防止齿轮锁止，在它们的末端区域中，齿具有朝向轴线a10弯曲的轮廓部分66并且扩大了在两个相邻齿的端部之间的开口。部分66的长度尺寸这里可以较大并且延伸超过切线42，而不会负面地影响在所示示例中数值在35°和40°之间的大的死角距离上获得小游隙。

以与如上在第一和第二实施例中参考图1和图2阐释的相似的方式，分别在图4、图5和图6中所示的每个日历指示器4a、4b和4c的信息是第一项信息。因此，该模拟显示装置是第一模拟显示装置并且日历指示器是第一指示器。其次，这两个实施例的钟表机芯44、54还包括第二模拟显示装置(未示出，但与图1和图2的相似)，该第二模拟显示装置包括第二指示器，该第二指示器运动学地连接到驱动第一指示器的机构。该第二显示装置设置成这样：该第二指示器由该驱动机构驱动以独立于第一项信息指示第二项信息，同时转动轮副保持在从小齿轮-销钉的两个可能的切向位置开始的由死角α限定的两个死角区域中的一个或另一个内。