包括至少两个调节系统的手表

摘要

本发明涉及一种具有包括至少两个调节系统(SR1、SR2)的类型的机械机芯的手表，每个调节系统包括机械振荡器和擒纵机构。机芯包括与调节系统数目相等的子组件(SE1、SE2)，每个所述子组件包括调节系统(SR1、SR2)、发条盒(B1、B2)以及在子组件内从发条盒向调节系统传递能量的运转轮系。显示器差动轮系(Da)将每个子组件的发条盒或运转轮系连接到显示器(A)以平均这两个子组件的速率。在一个优选实施例中，这两个子组件安装在共用的旋转支承件(5)上，它们的调节系统是围绕表盘中心作轨道运动的陀飞轮。

说明书

技术领域

本发明涉及尤其是手表中的机械钟表机芯，并且涉及用来减小由手表的调节系统中的缺陷引起的等时性误差的某些设置。

背景技术

两个世纪以前由Abraham-Louis Breguet发明的陀飞轮(tourbillon)是一种减小等时性误差的装置，该等时性误差尤其由手表的调节机构上的重力的影响所导致的，因为这种机构会有不可避免的偏重。由于振荡器和擒纵机构安装在围绕与游丝发条组件的轴线平行的轴线旋转的构架或壳体内，所以在垂直面内施加在这些轴线上的重力分量相对于该机构不停地旋转，因此壳体的每次旋转都会补偿该平面内的不平衡效应，从而改善手表被佩戴时尤其是当手表处于垂直位置时的工作规律性。为了简化术语，这里术语“陀飞轮”用来表示其中摆轮机构的轴线与壳体的旋转轴线重合的装置(例如根据Breguet或者根据CH专利No.262 017)以及其中这些轴线不重合的通常称为“回转车(Carrousels)”的装置(参见例如CH专利Nos.30 754和256 590以及EP专利No.846 987)。

鉴于常规陀飞轮仅能不完全地补偿重力的影响，寻求进一步改善高质量机械手表的等时性的手表制造商已经设计出具有两个或三个均彼此垂直的旋转轴线的陀飞轮，具体地在专利出版物Nos.GB 2 027 232、CH 693832、EP 1 465 024和WO 2004/077171中公开。这些结构取得很大成功，但是它们占据一个球形空间因此只能安装在非常厚的手表中。

根据WO 03/017009，通过具有两个以非90度的角例如30度角彼此相交的旋转轴线的陀飞轮实现了类似的目的。该结构在高度方面比具有两个垂直轴线的结构更紧凑，但是仍然比常规陀飞轮机芯厚得多。

FR专利No.2 784 203提出另一种增强由陀飞轮提供的补偿的方法。陀飞轮、驱动该陀飞轮的发条盒以及连接这两个元件的轮系安装在每小时旋转一周的旋转机板上，该旋转机板的旋转轴线平行于陀飞轮的旋转轴线。这一装置在某种程度上形成位于回转车上的陀飞轮，其中陀飞轮围绕旋转机板的中心旋转。

另一种提高等时性的方法在1930s由M.Vuilleumier提出并发表在CH专利No.156 801中，该方法在单独一个钟表机芯内使用两个标准调节系统，每个调节系统包括游丝发条和擒纵机构，这两个系统通过差动轮系联接到运转轮系，该差动轮系执行双重功能，即，将驱动能量平均分配给两个系统并且平衡这两个系统的工作以便调节运转轮系的速度。这一原理没有获得成功，可能是因为理论上的优点被附加的轮系尤其是差动轮系中的效率损失所抵消。但是，在当前陀飞轮流行的情况下，各个钟表制造商又回到这一原理，以便制造出包含两个或多个通过差动轮系联接的陀飞轮的手表。这种设置使手表负有盛名，但是它们与具有单个陀飞轮的手表相比是否真正改进了等时性还有待发现。

发明内容

本发明涉及一种包括至少两个调节系统的机械机芯，每个调节系统包括机械振荡器和擒纵机构，该调节系统安装在共用的支承件上并且经由差动轮系连接到共用的时间显示装置，其目的是在一定程度上对这种设置进行改进，从而改进手表的工作。另一个目的是提供具有最佳地显示机芯的高度技术性的新颖外观的手表。

最概括地说，根据本发明的手表的特征在于，手表的机芯包括与调节系统数目相等的子组件，每个所述子组件包括调节系统、发条盒以及在子组件内从发条盒向调节系统传递能量的运转轮系，并且被称为显示器轮系的差动轮系将每个所述子组件的发条盒或运转轮系连接到显示器。

因此，与利用CH专利No.156 801中所述的原理的机芯不同，差动轮系不是用来将存储在发条弹簧中的机械能分配到调节系统，而仅仅是使显示器元件以调节系统的平均速度向前移动。因此该轮系几乎不传递应力，所以根本不会影响运转轮系的效率。

优选地，发条盒通过上条差动轮系彼此连接并且连接到上条装置。其优点在于，不仅允许一起给两个发条盒上条，而且在两个发条盒之间对上条进行补偿，这将在调节系统之间平衡摆轮机构的振幅。

调节系统的共用的支承件可固定在手表中，但是在改进的方案中，该共用的支承件可由旋转机板形成，该旋转机板对重力在陀飞轮中造成的不平衡影响增加了补偿。为了获得独特的手表的外观，该旋转机板可以每天仅完成两周旋转并承载时针。

根据本发明的一个优选实施例，安装在旋转机板上的调节系统是两个陀飞轮装置，这在本发明基本效果的基础上增加了由FR专利No.2 784 203所提供的补偿效果，从而进一步改善了手表工作的规律性。这一原理被应用于下文所述的示例中。

附图说明

从下面参照附图对通过非限制性示例给出的优选实施例的说明，可以看到本发明的其它特征和优点，在附图中：

-图1是CH专利No.156 801中公开的类型的具有两个调节系统的机械手表机芯的框图；

-图2是根据本发明的优选实施例的机械手表机芯的框图；

-图3是根据图2的图表制造的手表的机芯和表盘的示意性平面图，其中在旋转机板上有两个陀飞轮；

-图4是沿图3的线IV-IV的机芯的剖视图；

-图5是位于图3和4的手表的旋转机板上方的传动机构的平面图；

-图6是图3和4的手表的时间设定轮系的平面图；以及

-图7和8是图3和4的手表的上条轮系的平面图以及局部剖视图。

具体实施方式

为了更加清楚地说明下文所述的示例是如何工作的，图1和2的框图分别示出根据CH专利No.156 801和本发明的优选实施例的手表的机芯。将参照如下图例：

A                    显示器

B，B1，B2            发条弹簧

Df                   运转差动轮系(going train differential)

Dr                   上条差动轮系

Da                   显示器差动轮系(differential display gear)

F，F1，F2            运转轮系

MH                   时间设定机构

SR1，SR2             调节系统

R                    上条装置

在这些图表中，单箭头代表对调节系统没有能量传递的轮系，而双箭头则代表对调节系统有能量传递的轮系。还应指出，在这些图表中，符号SR既可代表普通的机械调节系统，又可代表旋转调节系统，尤其是陀飞轮。

在图1的图表中，包含元件R、B、F、A和MH的上部与常规的钟表机芯相同。但是在此例中，单个调节系统被包含两个调节系统SR1和SR2以及运转差动轮系Df的组件所代替，该组件在调节系统中分配马达转矩并且同时根据两个调节系统的平均速度来调节传动机构的速度。

根据由图2示出的本发明的实施例，每个调节系统SR1、SR2分别与发条盒B1、B2匹配，该发条盒B1、B2分别经由适当的传动机构F1、F2驱动调节系统SR1、SR2，即，每对B1-SR1和B2-SR2形成子组件SE1、SE2，该子组件可以具有自己的速率，如同是独立的手表的机芯。这两个子组件的设计可以相同。在本示例中，两个发条盒通过上条差动轮系Dr永久地连接在一起，在手表的正常工作期间该上条差动轮系Dr的输入元件被棘爪锁定。结果，上条扭矩通过差动轮系Dr被永久地平衡，这有助于平衡这两个调节系统的速率，尤其是摆轮机构的振幅。

两个发条盒B1和B2各自的转速通过两个适当的传动机构传递给显示器差动轮系Da的两个输入元件，该显示器差动轮系Da将其平均值传递到与显示器A联接的输出元件。与图1的情形不同，这种设置具有以下优点，即，不经由将发条盒连接到显示器的传动机构——尤其是不经由显示器差动轮系Da——向陀飞轮传递能量。这还使得这些传动机构较轻。

在下文说明的示例中，根据图2的图表制成的机芯还包括下列特性，从而有助于提高在手表的不同位置的等时性。一方面，两个调节系统SR1和SR2是陀飞轮。另一方面，两个子组件SE1和SE2安装在旋转机板上，该旋转机板的大部分在手表的顶面上可见。因此该手表具有吸引人的新颖的外观，并在表盘一侧呈现两个陀飞轮，这两个陀飞轮围绕手表的中心作轨道运动，同时各自自转。

图3和4示出手表的机芯的总体结构。机芯包括固定的机板1，该机板1安装在表壳中并在其内表面上承载时间设定条板2。定中心在轴线4上的较大的球轴承3的外圈固定在机板1的顶面上。该球轴承的内圈承载包括旋转机板6的旋转支承件5，在旋转机板6上固定有用于承载轮系的主条板7和多个其它的条板。顶部条板8固定在条板7上，条板8的尖端9形成手表的时针，该时针与位于环形表盘10上的时标相对而移动。条板8还承载两个陀飞轮11和12的顶部轴承，这两个陀飞轮相对于旋转支承件5的旋转轴线4沿径向相对。在陀飞轮12上方，条板8具有带有秒的刻度的环形件13，该秒的刻度与固定在陀飞轮12的顶部枢轴上的秒针14相对。

两个发条盒安装在旋转支承件5上以便每个发条盒驱动其中一个陀飞轮11和12。在图3中，发条盒隐藏在条板7下方，但是在条板中承载这些发条盒的轴承15示出发条盒的平面位置。在图4中可见其中一个发条盒16，可以看到一个轮18固定在该发条盒上，而该发条盒的心轴19设有棘轮20。

图4示出在此示例中陀飞轮11的结构完全是常规结构，因此将不作详细说明。仅要指出的是，陀飞轮构架的底部和顶部枢轴通过各自的轴承22和23安装在旋转机板6和顶部条板8上。固定到陀飞轮构架上的秒针小齿轮25位于旋转机板6的顶面上。陀飞轮的擒纵机构小齿轮26啮合在连接到板6上的固定的秒轮27上。第二陀飞轮12以相同方式构造并且与第一陀飞轮处于相同的高度。

图5示出两个运转轮系31和32将每个发条盒16、17连接到相应的陀飞轮11、12，此处仅由秒针小齿轮25、26和擒纵轮36、37来代表该陀飞轮，擒纵轮36、37的小齿轮与固定的秒轮27、28相配合。运转轮系31包括中心轮副40和第三轮副41。中心轮副41的小齿轮42与发条盒16的周向齿圈43啮合。中心轮副41的轮与陀飞轮11的秒轮25啮合，并且通过发条盒的作用力而驱动该秒轮25旋转。另一个运转轮系32结构相同，并具有中心轮副44和第三轮副45。

图4和5还示出经由图2所示的显示器差动轮系Da将每个发条盒16、17连接到显示器元件的传动机构。该显示器差动轮系Da是一个外摆线轮系，该外摆线轮系的三个主要元件中的一个由具有带齿的轮52的管轮(pipewheel)51形成。管轮51形成用于该差动轮系的支承元件，并且通常不旋转，但是为了进行时间设定，该管轮51通过机板1中的底部轴承53和旋转部件的条板55中的顶部轴承54可旋转地安装。时间设定轮56固定在管轮51的底端并与下文将要说明的时间设定轮系相配合，该时间设定轮系的其中一个元件通过摩擦装置静止不动。

显示器差动轮系Da的第二个主要元件是由两个部件形成的行星轮架60，其中一个部件是具有外齿圈的输入轮。在这种情况下，设置单个的行星轮64，该行星轮具有两个齿圈，其中一个齿圈与管轮51的轮52啮合，另一个齿圈与固定到差动轮系的另一输入轮66上的小齿轮65啮合。两个轮62和66直径相同且具有对称的作用，因此图5中仅示出它们的一半。轮66经由中间轮67与发条盒16的轮18啮合。同样，差动轮系的轮62经由中间轮9与发条盒17的轮68啮合。如果设置多个行星轮来取代此差动轮系中的单个行星轮，则转矩的传递不会更好，这是因为由于钟表齿轮中的固有游隙，转矩的传递主要仅发生在其中一个行星轮上。

行星轮64的齿圈和元件52和65的对应齿圈使得当管轮51静止不动时，差动轮系的输入轮62和66可以相等的并且相反的速度旋转。但是由于这两个速度分别由其中一个陀飞轮11和12调节，因此由于速率的瞬时变化这两个速度可能有轻微的不同，差动轮系Da的作用是使这两个速度在承载陀飞轮和刚才所述的传动机构轴承的支承件5的回转速度中达到平衡。这样可比每个陀飞轮获得更好的速率(等时性)调节。

图3所示的分针70由心轴72承载，该心轴穿过管轮51内部并在机板1下方设置有分针小齿轮73。一常规的走针机构(motion work)轮74将小齿轮73连接到固定在旋转机板6下面的时轮76上。因此，是承载时针9的支承件5以传动比12∶1驱动分针70。

下面参照图4和6说明时间设定机构。与一般不同的是，该时间设定机构并不是作用于走针机构轮，而是作用于固定在管轮51上的轮56，该轮56用作显示器差动轮系Da的接合点，从而被用来限定旋转机板6的角位置。通过承载滑动小齿轮78的上条柄轴77来实现时间设定，其中通过拉出件79和杆80以常规方式控制滑动小齿轮78。当位于时间设定位置时，滑动小齿轮78与将该滑动小齿轮连接到轮56的时间设定轮系82啮合。该轮系包括第一小齿轮83、中间轮副84和中间轮85。轮副84的底端通过摩擦环86安装在条板2中，该摩擦环施加一个抵抗该轮副的任何转动的保持扭矩。这一扭矩乘以轮副84和管轮51之间的传动比，从而提供了足够高的支承扭矩以便在手表工作期间防止管轮51发生任何转动。但是，由于轮副84和柄轴77这两个元件之间存在减速作用(reduction)，该摩擦扭矩对柄轴77的旋转提供很小的阻力。

从图2中可以看到，用于两个发条盒的上条机构使用上条差动轮系Dr。下面参照图4、7和8说明此差动轮系和上条轮系。

旋转机板6的中心部分具有朝向底部的圆柱状突出部90，该突出部用作上条差动轮系Dr的三个主要元件——即，行星轮架91和两个输出轮92和93——的轮毂。该差动轮系是行星类型，它的两个卫星轮94啮合在轮92的内齿圈和轮93的中心轮毂89的齿圈上。轮92通过安装在板6上的轮系——包括轮副95和中间轮96——驱动发条盒16的棘轮20。同样，轮93通过插入的包括轮副98和中间轮99的轮系驱动第二发条盒17的棘轮97。当然，应将差动轮系Dr和跟随该差动轮系的轮系的齿轮元件的直径确定为，使得上条期间施加到行星轮架91上的扭矩被同等地分配到两个发条盒的棘轮中。

行星轮架91仅能沿一个方向转动，因为它在另一个方向上被棘爪100(图4)止挡，该棘爪100围绕安装在相对于旋转机板6固定的位置的螺钉109枢转。由于两个发条盒的心轴在差动轮系Dr的输入端被阻断，而不像通常那样直接作用在每个发条盒的棘轮上，因此该差动轮系使得如果其中一个发条盒比另一个松弛时——例如与一个发条盒相关联的陀飞轮的工作频率略高于另一个陀飞轮时——则另一个发条盒能够向此第一个发条盒传递能量。这使得总是能够平衡两个发条盒的上条，这有助于在两个陀飞轮中平衡摆轮机构的振幅。

图4示出上条小齿轮101，当上条柄轴77旋转时可通过滑动小齿轮78驱动该上条小齿轮。图7和8示出小齿轮101经由上条轮系102驱动行星轮架91，该上条轮系102包括表冠103、中间轮副104和滑动小齿轮105，当该轮系沿上条方向转动时，滑动小齿轮105将啮合在行星轮架91的外齿圈上。

本领域的技术人员可很容易地理解，图2的图表同样可在固定机板和旋转支承件上实现，并且在每种情况下每个调节系统SR1或SR2可以或者是固定的，或者像陀飞轮一样旋转，并且该调节系统还可以是具有多个旋转轴线的陀飞轮，尤其是绪论中提及的类型之一。本领域的技术人员还可通过运用本发明的原理设计出具有两个以上调节系统的机芯，这是因为适当的差动轮系允许两个以上的类似于B1-SR1和B2-SR2的子组件相联接以便在手表的显示器上平均它们的速度。

此外，尽管在上文说明的示例中两个调节系统SR1和SR2具有相同的额定频率，但这不是必须的，因为通过对传动机构和显示器差动轮系适当地设定尺寸，就能够恰当地平均两个不同的额定频率。