包括考虑季节变化的昼/夜显示装置的钟表的制作方法

本发明涉及一种包括钟表机芯和考虑季节变化的日出和日落指示装置的钟表，所述日出和日落指示装置包括表示地球的球体、支承件和安装在支承件上并且与所述球体同心地布置的环圈，该环圈布置成指示地球的明暗界线的位置，并且该环圈和该球体布置成能够围绕与地球的极轴线对应的第一轴线以每24小时一圈的速率相对于彼此枢转，并且能够围绕在球体的中心处与第一轴线垂直地相交的第二轴线相对于彼此枢转，该环圈安装成围绕第二轴线在支承件上枢转，日出和日落指示装置还包括年份凸轮、凸轮从动件和运动链，该年份凸轮具有表示太阳关于赤道平面的倾角的轮廓，并且布置成以每年一圈的速率被驱动旋转，该凸轮从动件布置成与年份凸轮协作，该运动链布置成将凸轮从动件与环圈连接，使得环圈所包含的平面与第一轴线形成一角度，该角度与太阳关于赤道平面的相对倾角角度相等。

背景技术：

白昼的持续时间为每天日出时太阳的上边缘在东方出现在地平线以上的时刻至日落时太阳的上边缘在西方消失在地平线以下的时刻之间的时间。不论何时，地球表面总是存在被太阳照亮的一半和处于黑暗中的另一半。地球的明暗界线为被照亮的地球部分和处于黑暗中的地球部分之间的分界线。根据几何学来说，地球的明暗界线为环绕地球的一个大圆。该大圆在垂直于地球绕太阳的轨道平面(称为黄道面)的平面中延伸。还可注意到，地球的中心处在这两个平面的交线上。

一般来说，白昼的持续时间在全年中是变化的且还取决于纬度。所述变化是由于地球绕自身旋转的旋转轴线相对于黄道面的倾角所导致。按照定义该倾角对应于回归线的纬度，即±23°27’。如普遍已知的，白昼的持续时间在北半球冬至时最短，而在南半球夏至时最短。在昼夜平分点，地球上的任何地方的白昼和黑夜的持续时间是相等的。

已经存在布置成指示昼夜之间的分界线的当前位置并且满足上述前序部分所给出的定义的已知的钟表。特别是在申请人名下的欧洲专利文献ep2911013、ep2977832和ep3007012中有记载。然而，这些钟表的使用和设计存在一定数量的难点。

特别地，环圈和地球被布置成被机芯驱动以便以每24小时一圈的速率关于彼此旋转，从而提供地球的明暗界线在地球表面上的当前位置的指示。就这一点而言，应理解的是，由于钟表的时轮通常每12小时完成一圈，所以它可有利地用作用于此旋转的驱动元件。这仅需将时轮与例如具有等于1：2的传动比的减速齿轮组合。然而，这种构型的一个问题在于，当钟表的指针被作用以例如从夏令时切换为冬令时时，地球的明暗界线在地球上的当前位置的指示移动，尽管这并不反应太阳在天空中的实际移动。

技术实现要素：

本发明的一个目的是克服上面所述的现有技术的缺陷。本发明通过提供根据所附权利要求1的钟表机芯来实现此目的。

根据本发明，钟表机芯包括布置成使时轮副独立于走针机构步进式地枢转的可手动致动的时间改变机构。本领域的技术人员应理解的是，这种校正机构的一个优点在于它使得可以改变时区或在夏令时与冬令时之间切换而不影响钟表对分钟的指示和对秒钟的指示。

根据本发明，所述钟表机芯还一方面包括第二运动链并且另一方面包括脱开(disengagement)机构，第二运动链将时轮副与环圈或与球体连接，以便驱动环圈或球体以使得一者以每24小时一圈的速率相对于另一者旋转，该脱开机构布置成在时间改变机构被实施为使时轮副枢转以从夏令时变成冬令时或从冬令时变成夏令时时脱开第二运动链。这种布置的一个优点在于环圈或球体以每24小时一圈的速率相对于彼此的旋转不受任何夏令时/冬令时校正的影响。

而且，根据本发明，所述钟表包括日历机构，该日历机构包括布置成由时轮副驱动的用于显示日期的日期显示装置和布置成由日期显示装置驱动的月份显示装置。此外，年份凸轮布置成由日期显示装置驱动。这种设计的一个优点在于，在钟表停止不确定时间段之后，年份凸轮能仅通过重置日历机构的日期而无任何可能的误差地自动返回正确位置。

根据本发明，日期显示装置由时轮副驱动。在这些条件下，当钟表的佩戴者借助于时间改变机构使时轮副向前或向后步进式地枢转时，小时校正自动引起日历机构的校正。

根据本发明的一个有利变型，钟表机芯包括与走针机构啮合并且被称为“走针机构时轮”的第一时轮和形成时轮副的一部分的被称为“时轮”的第二时轮。此外，时间改变机构包括联接和定位装置，其可脱开并且布置成选择性地使第一时轮和第二时轮脱开和使第一时轮和第二时轮一体地旋转。

附图说明

当参考附图阅读下文仅通过非限制性示例给出的描述时，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：

图1是简要示出根据本发明的第一具体实施例的钟表的不同机构之间的运动学连接的框图；

图2是简要示出根据本发明的第二具体实施例的钟表的不同机构之间的运动学连接的框图；

图3a和3b分别是由此已知的示例性机构的截面图和视图，所述机构包括第一时轮和第二时轮以及布置成使两个时轮一体地旋转并且定位或者使两个时轮脱开的可脱开的联接装置。

具体实施方式

所附的图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的使钟表的不同机构相关联的运动学连接的框图。该特别基础的示意图借助于粗箭头示出用于将由机芯提供的驱动力传递至各种机构的装置，并且借助于细箭头示出布置成传输由用户手动输入的指令的运动学连接。

在图1的示意图中，箭头象征运动学连接，所述运动学连接在它们之间将代表钟表的不同机构的符号连接。符号所表示的机构是组合了驱动部件、调速部件和擒纵装置的驱动机构103、与分钟显示部件成一体并且布置成以每小时一圈的速率由驱动机构驱动的分轮副(附图标记为105)、与小时显示部件一体地旋转的时轮副107、使分轮副与时轮副连接以使得时轮副被以每12小时一圈的速率驱动的走针机构106、插在走针机构106与时轮副107之间的时间改变机构(附图标记为101)。在图示的示例中，时轮副布置成每12小时旋转一整圈。然而，应理解的是，根据本发明，时轮副可以选择性地布置成以每24小时一圈的速率旋转。

仍参照图1，可以看到，图示的钟表还包括日历机构121，该日历机构121特别是包括布置成经由时轮副107驱动的用于显示日期的日期显示装置123和布置成由日期显示装置经由按月驱动装置(图1中附图标记为127)驱动的月份显示装置125。根据构成本发明的主题的第一实施例，日期显示装置123包括日期轮(未示出)，并且按月驱动装置127布置成每当日期轮从与月份的最后一天对应的位置到与下月的第一天对应的位置时使月份显示装置125增加一个。本说明书的日历机构121优选地是万年历机构或年历机构。应当记得，如本领域的技术人员众所周知的，万年历机构是自动考虑各月份和闰年的不同持续时间的机构，不像万年历那样，年历不考虑被视为30天的月份的2月或闰年。因此，年历机构必须每年在2月结束时手动校正一次。由于万年历机构和年历机构对本领域的技术人员来说是熟知的，所以将不详细描述日历机构121的运转。这进一步说明，本发明不限于包括万年历机构或年历机构的钟表。该日历机构也可属于不同类型。

根据本发明，图示的钟表还包括用于考虑季节变化指示日出和日落的日出和日落指示装置。这些装置包括表示地球的球体、支承件和与球体同心地安装在支承件上并且布置成指示地球的明暗界线的位置的环圈。该环圈和该球体布置成被驱动而围绕与地球的极轴线对应的第一轴线以每24小时一圈的速率相对于彼此旋转。此外，该环圈安装在支承件上，以便也能够围绕在球体的中心处与第一轴线垂直地相交的第二轴线相对于球体枢转。日出和日落指示装置还包括年份凸轮、凸轮从动件和第一运动链，该年份凸轮具有表示太阳关于赤道平面的相对倾角的轮廓并且布置成以每年一圈的速率被驱动旋转，该凸轮从动件布置成与年份凸轮协作，该第一运动链布置成将凸轮从动件与环圈连接，使得环圈所包含的平面与第一轴线形成一角度，该角度与太阳关于赤道平面的倾角角度相等。参照图1，可以看到，在所示的实施例中，钟表包括日出和/或日落指示机构，该日出和/或日落指示机构包括代表地球的球体117和与球体117同心地布置以便使地球的一半变暗或被隐藏的半球形外壳113。外壳113具有大致圆形的边缘113a，并且应理解的是，该边缘形成根据本发明的日出和日落指示装置的所述环圈。仍参照图1，还可以看到，年份凸轮的附图标记为111并且它构成倾角控制机构(总体上具有附图标记109)的一部分。还应该理解的是，凸轮从动件(未示出)也构成倾角控制机构的一部分。

根据本发明，日期显示装置123布置成经由第三运动链118驱动年份凸轮111。如已经提到的，本例的日期显示装置123包括日期轮(未示出)，并且第三运动链118采用布置在日期轮的下游并且具有1：12的传动比的减速齿轮系的形式。在本例中，减速齿轮系包括与日期轮成一体的16齿小齿轮，48齿齿轮与该16齿小齿轮啮合并且与14齿中间小齿轮成一体，14齿中间小齿轮又与和年份凸轮111成一体的56齿齿轮啮合(在图1中未示出各齿轮和小齿轮)。年份凸轮因此布置成在日期轮旋转12圈时旋转一圈。因此，应理解的是，年份凸轮111和日历机构121布置成同步前进。

根据图1所示的本发明的实施例，半球形外壳113相对于球体117的运动是围绕在球体的中心处相交的两个垂直的轴线的不同旋转的组合的结果。这两种旋转中的第一旋转由球体117完成，球体117布置成围绕这两个轴线中的第一轴线以每24小时一圈的速率旋转，并且另一旋转对应于代表黑暗的半球形外壳113(黑暗半球体)围绕第二轴线的枢转并且随着半球体相对于第一轴线的倾角角度的变化而出现。由于黑暗半球体113和球体117相对于彼此的运动是两种功能上独立的运动，所以日出和/或日落指示机构115在图1中被示出两次。参照该图，应理解的是，机构115第一次被示出以描绘球体117围绕第一轴线以每24小时一圈的速率旋转，并且第二次被示出以描绘黑暗半球体113围绕第二轴线的枢转。

根据本发明，使用年份凸轮111来控制围绕第二轴线的枢转运动，年份凸轮111的轮廓代表太阳在赤道平面上方或下方的倾角。凸轮从动件(未示出)布置成将凸轮轮廓的变化经第一运动链112传递至半球形外壳113。根据本发明的第一实施例，黑暗半球体113安装成在固定支承件上枢转，并且象第一运动链112的布置一样，指示机构115的布置可例如符合在欧洲专利文献ep2911013中给出的描述。通过引用将该文献并入本说明书中。

根据本发明实施例，时轮副107通过运动链120(下称“第二运动链120”)与球体117连接。第二运动链布置成驱动球体旋转，使得它以每24小时一圈的速度围绕与地球的极轴线对应的第一轴线旋转。图1还示出布置成按指令脱开第二运动链120的脱开机构133。

再参照图1，可以看到，示出了其运转的钟表还包括布置成由钟表的佩戴者手动致动的一定数量的校正机构。首先，如已经提到的，时间改变机构(附图标记为101)插在走针机构106与时轮副107之间。如现在将说明的，根据时间变化是涉及例如旅行之后的经度的实际变化还是涉及从冬令时到夏令时的变化或从夏令时到冬令时的变化，可采用两种不同方式控制机构101。在图示的示例中，当钟表的佩戴者在旅行期间改变时区时，他可以借助钟表的控制柄轴131来校正时间指示。为此，他必须在旋转表冠以便以一系列一小时跳转的方式向前或向后移动时针之前将柄轴131拉出到位置t2。如在以上看到的，时轮副107驱动日历机构121和年份凸轮111。此外，时轮副107也驱动球体117围绕第一轴线旋转。因此，应理解，年份凸轮111、日历机构121和日出和/或日落指示机构115布置成不仅在它们借助于驱动机构103而被驱动时而且在它们借助于处于位置t2的控制柄轴131而被手动向前或向后驱动时同步前进。

在图示的示例中，在从冬令时切换到夏令时或从夏令时切换到冬令时时，钟表的佩戴者可通过在推动件p2上按压来使时间指示向前或向后移动正好一小时。在推动件p2上按压不仅致动了时间改变机构101，而且同步地致动了脱开机构133，以便脱开第二运动链120。应理解的是，在从夏令时切换到冬令时或反之时脱开第二运动链防止了时针的移动影响黑暗半球体113相对于球体117的相对角位置。

除了时间改变机构101之外，本例的钟表包括常规类型的时间设定机构。该时间设定机构允许钟表的佩戴者通过使用控制柄轴131来设定时间。为此，他必须在旋转表冠之前使柄轴131移动到位置t3。如在大部分当前钟表中那样，时间设定机构布置成驱动走针机构106，走针机构106又驱动分轮副105和时轮副107。如前面包含对时区的校正的情况那样，时轮副107经由第三运动链118来驱动日历机构121和年份凸轮111。此外，时轮副107还驱动球体117围绕第一轴线旋转。应理解的是，年份凸轮111、日历机构121和日出和/或日落指示机构115布置成也在它们借助处于位置t3的控制柄轴131而被手动向前或向后驱动时同步前进。

最后，本实施例的钟表的日历机构还包括用于校正日历机构121的月份显示装置125的机构。当钟表的佩戴者例如在钟表停止不确定时间段之后希望校正月份指示时，他可以通过致动推动件p1来使月份指示步进式地前进。根据本例，钟表佩戴者对推动件p1的致动具有驱动日期轮123高速旋转的作用。该校正机构布置成使得在需要的情况下在推动件上的单次按压足以使日期轮前进一整圈。然而，也包含在该校正机构中的可动止挡件具有以下功能：在经过月份的第31日之后，只要日期轮到达与月份的第一天的指示对应的角位置，就停止日期轮。在从月份的最后一天转入下月的第一天时，日期轮致动按月驱动装置127，这具有使月份显示装置125增加一个的作用。因此，应理解，该月份显示校正机构具有允许在校正期间保持日期与月份之间联结的优点。照此了解了刚才已经说明的校正机构。题为“calendarmechanismcomprisingaquickmonthcorrector(包括快速月份校正器的日历机构)”的欧洲专利公报ep2503410中描述了该校正机构。通过引用将该文献并入本专利申请中。

如已经说明的，日期显示装置123布置成经由第三运动链118来驱动年份凸轮111。此外，根据第一实施例，第三运动链118采用布置在日期轮的下游并且具有1：12的传动比的减速齿轮系的形式。在这些条件下，应理解的是，由于月份校正与日期的快速前进结合，所以月份显示校正机构同时校正年份凸轮111的角位置。

所附的图2是与图1的示意图非常相似的示意图，但示出了根据本发明的第二示例性实施例的使钟表的不同机构关联的运动学连接。如将看到的，第二实施例与第一实施例非常相似，特别是布置成由钟表的佩戴者致动的日历机构和校正机构两者与关于第一实施例描述的相同。图2示出结合了驱动部件、调速部件和擒纵装置的驱动机构203、与分钟显示部件成一体并且布置成以每小时一圈的速率由驱动机构驱动的分轮副(附图标记为205)、与小时显示部件一体地旋转的时轮副207、使分轮副与时轮副连接以使得时轮副以每12小时一圈的速率被驱动的走针机构206、插在走针机构206与时轮副207之间的时间改变机构(附图标记为201)、包括年份凸轮211和凸轮从动件(未示出)的倾角控制机构(附图标记为209)、包括表示地球的球体217和与该球体同心地布置的半球形外壳213的日出和/或日落指示机构(附图标记为215)。

图2还示出日历机构221，该日历机构221特别是包括布置成经由时轮副207驱动的用于显示日期223的日期显示装置和布置成由日期显示装置经由按月驱动装置(附图标记为227)驱动的月份显示装置225。根据构成本发明的主题的第二实施例，日期显示装置223包括日期轮(未示出)，并且按月驱动装置227布置成每当日期轮从与月份的最后一天对应的位置到达与下月的第一天对应的位置时使月份显示装置225增加一个。与前面关于第一实施例的情况一样，根据第二实施例的钟表的日历机构221优选地是万年历机构或年历机构。此外，根据本发明，日期显示机构223布置成经由第三运动链218驱动年份凸轮211。在图示的示例中，第三运动链可与上文关于第一示例性实施例描述的运动链118相同。

在第二实施例中，与第一实施例中一样，半球体213和球体217的相对运动是围绕在球体的中心处相交的两个垂直轴线的不同旋转的组合的结果。然而，根据第二实施例，黑暗的半球体213同时进行两种旋转，因为球体217未被驱动。该运转模式可通过黑暗的半球体213安装在其上的支承件(未示出)是旋转支承件的事实来实现。仍参照图2，应理解的是，在图示的实施例中，时轮副207通过运动链220(下称“第二运动链220”)与旋转支承件(未示出)连接。指示机构215和第二运动链220的布置例如可符合欧洲专利文献ep2977832和ep3007012中的一者或另一者中的描述。通过引用将这两个文献并入本说明书中。

再参照图2，可以看到，基准(reference)机构216插在倾角控制机构209与指示机构215之间。可以看到，机构216包括与指示机构215连接的输出部并包括两个输入部。运动连接件221(称为“第四运动链”221)将时轮副207与两个输入部中的第一个连接。机构216因此由时轮副经其称为“驱动输入部”的第一输入部驱动。还可以看到，凸轮从动件(未示出)通过布置成传递年份凸轮轮廓的变化的运动链212(称为“第一运动链212”)与第二输入部连接。机构216因此通过其称为“控制输入部”的第二输入部受年份凸轮211的轮廓控制。正如第二运动链220那样，机构216的输出部布置成以每24小时一圈的速度驱动指示机构。然而，机构216相对于第二运动链220以一定偏离驱动指示机构。机构216可采用许多方式实现而不脱离本发明的范围。它例如可以是差动机构，尤其是如欧洲专利no.ep2977832中描述的差动机构。它也可以是脱开机构，尤其是如欧洲专利no.ep3007012中描述的脱开机构。

现在参照图3a和3b，现在将更详细地描述总体上用附图标记101指示的时间改变机构。应记得，机构101已经在图1中被示出为插在走针机构106与时轮副107之间。此外，图2所示的机构201可与机构101相同。机构101包括称为内管的第一管2，第一管2意在以常规方式安装在分齿轴c(在图1中示出)上而围绕旋转轴线x旋转，分齿轴c由驱动机构103驱动。内管2承载形成时针的指针4，指针4被从外部压到内管2的从机构101突出的自由端上。

内管2因此构成时轮管，并且它承载包括板7的称为下齿轮的第一外齿轮6。这里应指出，有利地，该下齿轮6形成时轮，并且它与走针机构106(图1)的齿轮8(部分地示出)啮合。在正常运转时，该时轮6接收由走针机构的齿轮8传送的时间信息，如以下将看到的那样，它将该信息间接传输到内侧时轮管2和指针4。事实上，下时轮6安装成在时轮管2上自由旋转。为此，时轮管2的与其承载指针4的自由端相对的端部包括挡圈10，该挡圈10形成自由地支承星形轮12的肩部，下时轮6被固定地保持在星形轮12上。星形轮12包括板13、外齿圈14和圆形凸缘16，圆形凸缘16以在边缘与齿圈14邻接、位于齿圈14的后方且与其同轴的方式布置在板13的下方。

时轮6靠着星形轮12的齿圈14被固定地保持在星形轮12的侧面上。实际上，时轮6经由其具有孔口的板7的中央部分被从外部压配合到凸缘16上、被按压和/或铆接到其上。星形轮12和时轮6因此直接一体地旋转，并且在本例中由于它们的组装而形成被安置在时轮管2上的单个件。星形轮12和时轮6因此可经由走针机构的齿轮8同时一起运动。

时间改变机构还包括两个驱动圆盘20，驱动圆盘20呈阶梯状并且均具有圆柱形基部22，立柱24以垂直方式从圆柱形基部22延伸出来。所述圆盘在休息时均经由它们的基部22接合在星形轮12的齿圈14中并且它们经由该基部自由地并且在侧面搁靠在时轮6的板7的侧面(无附图标记)上。该休息位置还在图3b的俯视图中示出。圆盘20在该休息位置还由弹性回复装置26弹性地保持在齿圈14中，这里弹性回复装置26由与星形轮12同轴地安装并且沿径向作用在圆盘20的基部22的外周上的闭合环形弹簧形成。这里应指出，弹簧26抵靠驱动圆盘20自由地安装，不使用任何在机构1上的固定附接。弹簧26还自由地搁靠且更具体地搁靠在时轮6的板7上。弹簧26因此是自支承和自定心的。

时间改变机构还包括称为外管的第二管30，第二管30包括引导孔31并且经由该引导孔31从外部安装到第一管2上。该第二管30承载布置在下时轮6上方并且称为“上齿轮”的第二外齿轮32。这里应指出的是，齿轮6和32的上部位置和下部位置参照了图3a的图，图3a示出时针在上面的校正机构。上齿轮32包括板33且其经由其外齿圈与齿轮34啮合，齿轮34又由可从钟表的外部手动致动的校正部件驱动。

上齿轮34因此形成时间改变齿轮，其如将变得清楚的那样，时间改变齿轮可在不作用在走针机构上的情况下并且因此在不破坏通常经由所述走针机构与时轮管2运动学连接的其它时间信息如分钟和秒钟的情况下直接校正时轮管2和指针4的位置。有利地，外管30被从外部压配合到内时轮管2上并且它因此被固定在其上。这两个管因此一体地旋转并且它们可一起运动。应理解的是，时轮管2、外管30和上齿轮34共同构成时轮副107。上校正齿轮34因此可经由外管30作用在内时轮管2上。

应指出，时轮管2在正常运转时也由走针机构106且特别由走针机构的齿轮8驱动。这就是校正轮32的板33中布置有径向沟槽36的原因，可在所述沟槽中径向平移的立柱24自由接合在径向沟槽36中。因此，当星形轮12自身由时轮6驱动时，圆盘20可驱动校正齿轮32以及两个管2和30旋转。

为了改变到另一时区，钟表的用户必须旋转校正轮34；圆盘20于是角移位并且在星形轮12的齿圈14中跳转(而星形轮12和时轮6保持静止)，从而使弹簧26呈椭圆形。圆盘20然后返回到在星形轮12的齿圈14中的休息位置，但关于图3b的位置偏离。指针4于是指示另一时区。应指出，尽管图中星形轮12的齿圈具有12个齿(以指示12小时)，但该齿圈可具有24个齿以应用于24小时钟表。

还应该清楚的是，可对构成本说明书的主题的实施例做出对本领域的技术人员来说显而易见的各种变更和/或改进而不脱离通过所附权利要求限定的本发明的范围。