用于钟表机心的擒纵机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明关于用于钟表机心的擒纵机构，特别是瑞士杠杆或英式杠杆擒纵机。本发明更具体关于由冲击针和擒纵叉形成的组件的优化。
【背景技术】
[0002]由冲击针和擒纵叉形成的组件容许擒纵机构的轮的齿从杠杆解锁和平衡轮的冲击。在冲击期间，连接于平衡物的冲击针和擒纵叉利用每次振动将来自擒纵杠杆的能量传送至平衡物。
[0003]常规系统由圆形或〃半月〃形针形成，该圆形或〃半月〃形针具有除去的圆的一部分，以允许针以足够稳定的方式进入叉内。叉采用矩形切口的形式，与冲击针接触的表面为平面。
[0004]根据平衡物的振荡频率、擒纵杠杆的旋转幅度和其旋转轴线的位置，或其它大小，常规系统中不可避免存在冲击针与叉之间的一些滑动。叉与冲击针之间的接触表面相同，用于解锁和用于冲击，即是说，在解锁发生在第一振动中时接触的成对表面与在冲击发生在第二振动中时接触的成对的表面相同。然而，可对于解锁功能为最佳的几何形状可对于冲击功能不是最佳的。在常规系统中，冲击针和叉的几何形状因此并未优化。
[0005]优化冲击针与叉之间的接触表面的几何形状的目的特别是在于减小摩擦，以便减小部分的损耗，或减少能量损失以提高擒纵机的效率。
[0006]本发明的目的在于提供在长使用时段内准确且可靠的钟表擒纵机构。
[0007]有利的是提供具有非常低损耗的钟表擒纵机构。
[0008]有利的是提供具有非常低功率消耗且因此高效的钟表擒纵机构。
[0009]有利的是提供紧凑且稳健的擒纵机构。
【发明内容】
[0010]本发明的目的通过根据权利要求1的钟表擒纵机构实现。从属权利要求描述了本发明的有利方面。
[0011]在本发明中，一种用于钟表机心的钟表擒纵机构包括具有叉的擒纵杠杆和联接于平衡轮的具有冲击针的圆盘装置，叉包括第一叉角和第二叉角。冲击针包括构造成接合第一叉角的接合表面的第一凸轮部分，以及构造成接合第二叉角的接合表面的第二凸轮部分。根据本发明的方面，进入成与凸轮部分接合的接合表面(即，活动表面)包括非平面几何轮廓，其构造成在解锁和冲击作用期间减少滑动。
[0012]这使得有可能进一步优化冲击针上以及叉上的活动表面的轮廓，以消除或最小化这些元件之间的摩擦。试图获得滚动运动，而没有进入成接触的针和叉的部分之间的滑动。
[0013]根据优选实施例，沿平衡物的一个旋转方向，第一叉角操作为进入叉角，而第二叉角作为退出叉角，并且沿相反方向，第一叉角操作为退出叉角，而第二叉角作为进入叉角。然而，本发明还扩展至平衡物的每次返回循环仅具有一次解锁和冲击的擒纵机构，并且在该情况下，叉角中的一个仅操作为进入叉角，而另一个仅作为退出叉角。
[0014]根据一个实施例，接合表面可包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分由表面部分互连，该表面部分不进入成与冲击针的凸轮部分接触。换言之，接触表面为间断的(包括中断)。凸轮表面和接合表面构造成使得进入叉角的接合表面的第一部分至少部分地执行擒纵杠杆的擒纵叉瓦的解锁功能，而退出叉角的接合表面的第二部分至少部分地执行擒纵杠杆的所述擒纵叉瓦的冲击功能。在变型中，进入叉角的接合表面的第二部分也至少部分地执行擒纵杠杆的所述擒纵叉瓦的解锁功能。在变型中，退出叉角的接合表面的第一部分也至少部分地执行擒纵杠杆的所述擒纵叉瓦的冲击功能。具有间断接触表面的该实施例提供了在解锁和冲击操作期间优化活动表面的几何轮廓的更多可能性。
[0015]在变型中，接合表面包括两个部分，各个部分具有由其一阶或二阶导数中的连续函数限定的几何轮廓，构造成使得各个接合表面的第一部分主要执行擒纵杠杆的擒纵叉瓦的解锁功能，并且各个接合表面的第二部分主要执行擒纵杠杆的擒纵叉瓦的冲击功能。
[0016]在一个实施例中，冲击针的凸轮部分中的各个包括由一阶或二阶导数中的间断函数限定的几何轮廓。在变型中，凸轮部分的一部分不进入成与接合表面接触。在变型中，凸轮部分包括两个部分，各个部分具有由其一阶或二阶导数中的连续函数限定的几何轮廓，构造成使得各个接合表面的第一部分主要执行擒纵杠杆的擒纵叉瓦的解锁功能，并且各个接合表面的第二部分主要执行擒纵杠杆的擒纵叉瓦的冲击功能。
[0017]接合表面和冲击针的凸轮部分的几何轮廓可包括对应于齿轮齿的轮廓的至少一个部分。
[0018]在其中擒纵杠杆的擒纵叉瓦的解锁和冲击沿圆盘装置的两个旋转方向执行的实施例中，即，在平衡物的振荡的各个半周期处，进入成与冲击针接触的叉的接合表面可相对于叉的中间平面对称。冲击针的一侧上的凸轮表面可与针的另一侧上的凸轮表面对称，以实现沿平衡物的两个旋转方向的针和叉之间的相同接合。
[0019]在一个实施例中，叉可有利地通过沉积方法诸如光刻法来产生，或通过硅基材料的用于半导体工业的其它制作方法来产生。这使得有可能以高精度获得复杂形状的表面轮廓。
[0020]在有利实施例中，接合表面的几何轮廓包括齿轮轮廓。冲击针还可有利地包括互补的齿轮轮廓。
[0021]在第一变型中，齿轮轮廓为圆形轮廓的渐开线。该轮廓可有利地通过指定模块的值(例如，0.2)以及冲击针和擒纵杠杆在它们形成齿轮系的一部分的情况下将具有的相同数量的虚拟〃齿〃的值(例如分别为6和31)来自动地限定。
[0022]在第二变型中，齿轮轮廓为符合瑞士钟表行业标准(NIHS)(例如，标准NIHS20-25)的轮廓。
[0023]冲击针可具有常规形状，例如，半月形。然而，冲击针可具有与接合表面的轮廓互补的其它优化轮廓，以在解锁和冲击接触期间消除或最小化滑动。
【附图说明】
[0024]本发明的其它有利目的和方面将在阅读权利要求和以下实施例的详细描述，以及附图时显现，在该附图中: 图1为根据本发明的实施例的用于钟表机心的擒纵机构的示意性透视图；
图2a为根据本发明的实施例的擒纵机构的叉冲击针结构的视图。
[0025]图2b为根据图2a的实施例的变型的擒纵机构的叉冲击针结构的视图。
[0026]图3为示出随与冲击针接触的叉表面的曲线横坐标变化的摩损功(或能量)的图表，示出了三个类型的几何形状的比较:(i)圆形冲击针和常规叉、(?)瑞士钟表行业标准(NIHS)轮廓和(iii)圆形轮廓的渐开线。
[0027]图4为由擒纵杠杆提供至平衡物的转矩的图表，其由静态的FEM模拟产生，示出了三个几何类型的比较:(i)圆形冲击针和常规叉、(ii)瑞士钟表行业标准(NIHS)轮廓和(iii)圆形轮廓的渐开线。
[0028]图5a为处于第一冲击阶段的根据本发明的另一个实施例的擒纵机构的叉冲击针结构的视图。
[0029]图5b为类似于图5a的视图的视图，示出了第二冲击阶段。
[0030]部件列表 2平衡物
3擒纵机构 5轮 9齿
7擒纵杠杆 11枢轴 13叉
19第一叉角(进入叉角)
23接合表面
23a第一部分
23b第二部分
23c中间部分(间断)
21第二叉角(退出叉角)
25接合表面
25a第一部分
25b第二部分
25c中间部分(间断)
27防护针 15杠杆 17擒纵叉瓦 17a进入擒纵 17b退出擒纵 4圆盘装置 6台圆盘 10冲击针
12第一凸轮部分(进入凸轮) 14第二凸轮部分(退出凸轮)
8安全圆盘切口。
【具体实施方式】
[0031]参照附图，用于钟表机心的擒纵机构包括具有齿9的轮5、擒纵杠杆7，以及联接于平衡轮2的圆盘装置4。
[0032]擒纵杠杆包括叉13、擒纵叉瓦17a，17b，以及使擒纵叉瓦与叉互连的杠杆15。杠杆借助于枢轴11旋转联接于机心框架。擒纵叉瓦接合轮的齿9，该轮连接于将旋转转矩输送至轮的能量源。一个擒纵叉瓦形成进入擒纵叉瓦17a，而另一个形成退出擒纵叉瓦17b。擒纵杠杆还包括借助于例如驱动到叉的基部处的固定孔27中的针固定于叉的防护针27。所示的机构对应于瑞士杠杆类型的擒纵机。由于该原理是公知的，故常规元件及其操作将不在本说明书中更详细描述。
[0033]圆盘装置4包括具有冲击针10的台圆盘6，以及设有用于防护针的切口 16的小圆盘8。冲击针10具有在一侧上的第一凸轮部分12和在另一侧上的第二凸轮部分14。沿图2a和2b中示出的平衡物的旋转的方向(第一振动)，第一凸轮部分12操作为进入凸轮，而第二凸轮部分作为退出凸轮。由于平衡物具有振荡运动，故沿另一个旋转方向(第二振动)，第一凸轮部分和第二凸轮部分的功能相反。
[0034]叉13具有第一叉角19和第二叉角21。沿图2a和2b中示出的平衡物的旋转的方向(第一振动)，第一叉角19操作为进入叉角，而第二叉角作为退出叉角。沿另一个旋转方向(第二振动)，第一叉角和第二叉角的功能相反。
[0035]冲击针的第一凸轮部分12构造成接合第一叉角的接合表面23，而第二凸轮部分14构造成接合第二叉角的接合表面25。进入成与凸轮部分接触的接合表面包括非平面几何轮廓。
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