CN107179673A - 具有优化的磁性擒纵机构的钟表调速机构 - Google Patents

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Abstract

包括能量储存装置(2)的钟表调速机构(1)，该能量储存装置(2)经由轮系(3)将输出力矩(CS)输送到轮副(4)，该轮副(4)与谐振器轮副(5)形成磁性擒纵机构(10)，并且直接地或经由磁性止动件(7)与该谐振器轮副(5)配合，该谐振器轮副(5)经受来自于回复装置(6)的转矩，该磁性擒纵机构(10)布置成在轮副(4)接收高于或等于保持力矩(CE)的力矩时工作，轮系(3)包括力矩调节装置(30)，该力矩调节装置(30)布置成向轮副(4)传递恒定力矩，该恒定力矩包括在保持力矩(CE)的1.0和2.0倍之间，力矩调节装置(30)包括具有连续变化的横截面的均力圆锥轮(8)，链(9)从该均力圆锥轮(8)展开，该链(9)由条盒轮(21)缠绕，该条盒轮(21)直接地或间接地由能量储存装置(2)驱动。

Description

具有优化的磁性擒纵机构的钟表调速机构
技术领域
本发明涉及一种具有磁性擒纵机构的钟表调速机构，该钟表调速机构包括能量储存装置，该能量储存装置布置成通过传动轮系将能量以输出力矩的形式传递到磁性擒纵轮副，该磁性擒纵轮副与谐振器轮副构成磁性擒纵机构，该谐振器轮副经受来自于回复装置的转矩，所述磁性擒纵轮副直接地或通过磁性止动件与所述谐振器轮副配合，所述磁性擒纵机构布置成在所述磁性擒纵机构接受高于或等于对于所述磁性擒纵机构特定的保持力矩的力矩时工作。
本发明还涉及一种包括这种调速机构的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括这种钟表机芯的手表。
本发明涉及钟表调速机构的领域，更具体地涉及磁性型或静电型的场效应、非接触式或少接触式擒纵机构。
背景技术
传统的瑞士杠杆式擒纵机构的效率一般最多是35％或40％。在这种擒纵机构中，在红宝石擒纵叉瓦上的钢齿的一般情况下，擒纵轮和擒纵叉杆之间的相互作用产生相当大的摩擦力，并且影响擒纵机构的效率。
SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT Ltd名下的欧洲专利EP13199427通过引用结合在本文中，其提出使用排斥磁体来利用磁力代替该机械相互作用，这大大地降低了通过摩擦产生的损耗。
然而，由于磁性擒纵叉杆擒纵机构的设计，效率在本质上与发条盒提供的力矩水平有关。实际上，它是恒力擒纵机构，即它在理论上总是为谐振器提供相同的能量。多余能量的可变部分在磁性擒纵轮的回弹中耗散。擒纵轮处的输入力矩越高，发条盒提供的总动力将越大，这导致磁性擒纵轮更长时间的回弹。当擒纵轮处的力矩很高时，该现象导致擒纵机构的效率降低。
在低力矩的情况下，由于轮回弹产生的该部分能量很低。擒纵机构的效率很高，比传统的瑞士杠杆式擒纵机构的效率高得多。
在高力矩的情况下，由于轮回弹产生的该部分能量很高。擒纵机构的效率比在低力矩的情况下要低，并且在可以与传统的瑞士杠杆式擒纵机构相当的水平。
SWATCH GROUP RESEARCH&DEVELOPMENT LTD名下的欧洲专利EP 2911015公开了一种钟表擒纵机构，其包括介于谐振器和每一个都经受力矩的两个擒纵轮副之间的止动件。各擒纵轮副包括根据周期磁化的或具有铁磁性的轨道(磁道)。该止动件包括至少一个磁化的或铁磁性的磁极件，该磁极件可以相对于轨道的一个表面的行程横向运动。该磁极件或该轨道在该磁极件和该表面之间产生磁场。就在由谐振器的周期性动作控制的止动件的每次横向运动之前，该磁极件处于轨道上的磁场或静电场势垒。擒纵轮副各自布置成交替地与止动件配合，并且通过直接的运动学连接来彼此连接。
MONTRES ROMAIN GAUTHIER SA名下的瑞士专利CH 706209公开了一种手表机芯，该手表机芯包括至少一个发条盒和一个齿轮系，该齿轮系用于将能量从发条盒传递到机芯的其它元件。该齿轮系包括具有为1的第一传动比的减速齿轮、具有在减速齿轮下游的凸轮的用于根据发条盒的张力状态补偿由发条盒提供的力矩变化的力矩补偿***和具有大于1的第二传动比的用于驱动机芯的其它元件的齿轮***。力矩补偿***包括一链，该链布置成取决于发条盒的张力状态围绕凸轮缠绕不到一圈或展开(unwind)。
GIRARD PERREGAUX SA名下的欧洲专利EP 1914604公开了一种机芯，该机芯包括能量源，该能量源具有根据其负载状态变化的输出力矩，该能量源意在通过包括补偿装置的计时轮系维持机械振荡器的振荡运动，该补偿装置具有在运动学地连接至能量源的输入和在运动学地连接至机械振荡器的输出，并且布置成无论能量源的负载状态，都将大体上恒定的力矩传递到机械振荡器。该补偿装置包括凸轮，该凸轮具有大体上在一个平面中延伸的具有可变半径的周边，凸轮半径的变化根据从能量源输出的力矩的变化而变化，并且该补偿装置还包括中间连接机构，该中间连接机构布置成保证凸轮周边和计时轮系之间的大体上无滑动的运动学连接。
发明内容
本发明提出通过制造一种磁性擒纵机构来优化对来自于能量源、特别是来自发条盒的能量的使用，该磁性擒纵机构以尽可能地接近用于保证工作的最小的保持力矩的值工作，并且在该值下的效率最大。本发明还提出在调节擒纵轮副处的输入力矩的机构的帮助下，特别是通过使用均力圆锥轮-链(fusee-chain)型传动装置，尽可能长时间地保持该最小力矩。
约1540年从Leonardo da Vinci开始，已知均力圆锥轮用于调节传递到齿轮系的驱动力和用于克服常规的发条盒的力矩损耗的问题：它由此通常在最大可能的力矩范围内使用，以通过增加力矩来抵消动力损耗。
从均力圆锥轮-链的正常使用开始，本发明仅保留其传递大体上恒定力矩的能力。力矩调节机构有利地与减速传动装置相结合，以降低来自于能量源的力矩水平，从而在松弛(letting down)开始时，向擒纵轮副提供的力矩水平等于或略大于磁性擒纵机构的保持力矩值。当然，在能量源松弛结束时，由于力矩调节，向擒纵轮副供应的力矩水平保持相同。
为此，本发明涉及一种根据权利要求1所述的钟表调速机构。
本发明还涉及一种包括这种调速机构的钟表机芯。
本发明还涉及一种包括这种机芯的手表。
附图说明
当参考附图阅读下文的详细描述后，本发明的其它特征和优点将显而易见，图中：
-图1表示具有磁性擒纵叉杆擒纵机构的钟表调速机构的示意性透视图，根据本发明，通过***均力圆锥轮-链传动装置来优化该擒纵机构。
-图2和3是示出在力矩很高时，磁性擒纵机构的效率降低的曲线图：图2示出常规的磁性擒纵机构中的绝对损耗途径，其中，当力矩变化时，只有由于磁性擒纵轮的回弹的损耗变化，图3表示常规的磁性擒纵机构中的相对损耗途径：当力矩高时，擒纵机构效率低，当力矩低时，擒纵机构效率高。
-图4是示出根据本发明的调速机构随着时间的效率一致性的曲线图。
-图5表示并入根据本发明的这种调速机构中的磁性擒纵机构的非限制性示例的示意性平面图。
-图6示出根据本发明的齿轮系的非限制性示例的示意性平面图。
-图7是表示包括设置有这种优化的磁性擒纵叉杆擒纵机构的机芯的手表的框图。
-图8示出这种手表的示意性透视图。
具体实施方式
本发明涉及钟表调速机构的领域，更具体地涉及磁性型或静电型的场效应、非接触式或少接触式擒纵机构。
图2和3是示出在向擒纵轮副(通常是擒纵轮)施加的力矩增加时，磁性擒纵机构的效率降低的曲线图。
图2在纵坐标示出损耗，在横坐标示出向擒纵轮副施加的力矩。它示出常规的擒纵机构中的绝对损耗途径，其中，当力矩变化时，只有由于擒纵轮副特别是磁性擒纵轮回弹产生的损耗pR变化。这些回弹消耗了不可用的过剩能量，该过在空气中或枢轴中耗散。上面的曲线PTF示出提供的总动力，该总动力是由谐振器耗散的动力PDR、通过震动和摩擦产生的损耗pCF(当擒纵机构包括诸如擒纵叉杆或类似物的止动件时，该损耗pCF相当大)和通过回弹(rebound)产生的损耗pR之和，所述动力PDR在恒定水平，这是磁性式或静电式擒纵机构的优点，所述损耗pR表示无效的多余能量消耗。
***工作所需的向擒纵轮副施加的力矩水平是保持力矩CE，在该保持力矩CE处，通过回弹产生的损耗最小或为零；最大力矩水平CMAX取决于能量源和将能量传递到擒纵轮副的齿轮系。
图3在纵坐标示出效率，在横坐标示出向擒纵轮副施加的力矩。它示出在同一常规的磁性擒纵机构中的相对损耗途径：在力矩高达值CMAX时，擒纵机构效率低至水平ρMIN，当力矩为值CE时，擒纵机构效率高达水平ρMAX。
本发明由此提出通过限制或完全消除回弹来控制损失和避免浪费能量。为此，它提出使擒纵轮副经受恒定力矩，该恒定力矩具有至少等于保持力矩CE的值。图4因此示出效率ρ随着时间变化在值ρMAX处的一致性。
在这里以磁性擒纵机构的特别的非限制性实施例描述本发明。本发明可以参考上述欧洲专利EP 13199427在静电式实施例中实施。
本发明还在同一文献中描述的包括止动件的磁性擒纵机构的特别的非限制性变型中示出。
本发明同样的可以在不具有止动件的变型中实施，该变型在擒纵轮副和摆轮或类似物之间具有直接的相互作用，Nivarox-FAR SA名下的欧洲专利EP 14186261.5特别地描述了该变型，其通过引用结合在本文中。
图1示出钟表调速机构1的非限制性结构示例，该钟表调速机构1包括根据本发明优化的磁性擒纵叉杆擒纵机构10。本发明结合了场效应擒纵机构(特别是图示变型中的磁性擒纵叉杆擒纵机构，它关于谐振器轮副-一般地是摆轮-是恒力机构)的优点和力矩调节机构的优点。更具体地，从能量源2-尤其但不限于至少一个发条盒20-通过恒定力矩***-例如均力圆锥轮-链(fusee-chain)-的力矩传动保证了擒纵机构处的几乎恒定的力矩。
向擒纵轮副提供的力矩值CE必须被选择成很低，从而擒纵机构具有大约60％至70％的最高效率。
因此，本发明涉及一种具有磁性擒纵机构的钟表调速机构1，该钟表调速机构1包括能量储存装置2，该能量储存装置2布置成通过传动轮系3将能量以输出力矩CS的形式传递到磁性擒纵轮副4。
在这里以磁性擒纵轮的形式示出的该磁性擒纵轮副4与经受来自回复装置6的转矩的谐振器轮副5形成磁性擒纵机构10，该谐振器轮副5和回复装置6在这里分别以摆轮和摆轮游丝的形式示出。
磁性擒纵轮副4直接地或经由磁性止动件7与谐振器轮副5配合，该磁性止动件7在这里以磁性擒纵叉杆的形式示出。
磁性擒纵机构10布置成在磁性擒纵轮副4接收高于或等于对于磁性擒纵机构10特定的保持力矩CE的力矩时工作。
根据本发明，传动轮系3包括力矩调节装置30，该力矩调节装置30布置成向磁性擒纵轮副4传递恒定力矩，根据力矩消耗的复杂性和计时轮系的结构，该恒定力矩包括在保持力矩CE的1.0和2.0倍之间，更具体地在保持力矩CE的1.0和1.5倍之间，再更具体地在保持力矩CE的1.0和1.2倍之间，并且尽可能地接近保持力矩CE。该力矩对应于自启动和回弹的消除。
自然地，本发明还涉及具有静电式擒纵机构的变型，未详细描述该变型，该领域的技术人员将知道如何参考上述文献来实现该变型。
在一种有利的应用中，如图1所示，力矩调节装置30包括具有连续可变横截面的均力圆锥轮8，链9从该均力圆锥轮8展开，该链通过条盒轮21缠绕，该条盒轮21直接或间接地由能量储存装置2驱动。
更具体地，能量储存装置2包括至少一个发条盒20。本发明由此以最佳的方式使用来自于发条盒的全部能量，该发条盒不再以恒定的速度旋转，因为其瞬时切向速度取决于均力圆锥轮8上的链9的瞬时缠绕半径。
在图6所示的变型中，传动轮系3包括增速齿轮系31，该增速齿轮系31布置成使输出力矩CS在力矩调节装置30的输入处转换成更低的中间力矩CI。
在图5所示变型中，磁性擒纵机构10在磁性擒纵轮副4和谐振器轮副5之间包括磁性止动件7。该擒纵轮副4包括至少一个磁化的或铁磁性的轨道(磁道)40，该轨道40具有行程周期PD，磁性特征在该行程周期PD中重复。止动件7包括至少一个磁化的或铁磁性的磁极件70，该磁极件70可以沿着相对于轨道40的表面41的至少一个部件的行程方向DD的横向方向DT运动。至少一个磁极件70或轨道40在至少一个磁极件70和至少一个表面41之间的气隙5中产生磁场。就在由谐振器轮副5的周期性动作控制的止动件7的每次横向运动之前，磁极件70处于(confront)轨道40上的磁场势垒42。
本发明还涉及一种包括这种调速机构1的钟表机芯100。
本发明还涉及一种包括这种类型的机芯100的手表1000。
简而言之，对于给定的发条盒、谐振器和调节动力，与常规的(机械式或磁性式)瑞士杠杆结构相比，已经变成恒定的高效率值使得可以使动力储存增加多于50％。
对于使用者，这意味着手表可以走得更久，而不需要上条或再加载(recharge)(发条)。
本发明将对于场效应擒纵机构特别是磁性擒纵机构特定的速率的调节和相当大的节能结合。

Claims (6)

1.具有磁性擒纵机构的钟表调速机构(1)，所述钟表调速机构(1)包括传动轮系(3)、磁性擒纵轮副(4)、谐振器轮副(5)和回复装置(6)，所述钟表调速机构(1)包括能量储存装置(2)，该能量储存装置(2)布置成经由所述传动轮系(3)将能量以输出力矩(CS)的形式传递到所述磁性擒纵轮副(4)，所述磁性擒纵轮副(4)与经受来自所述回复装置(6)的转矩的所述谐振器轮副(5)形成磁性擒纵机构(10)，所述磁性擒纵轮副(4)直接地或经由磁性止动件(7)与所述谐振器轮副(5)配合，该磁性止动件(7)包含在所述调速机构(1)中，所述磁性擒纵机构(10)布置成当所述磁性擒纵轮副(4)接收高于或等于对于所述磁性擒纵机构(10)特定的保持力矩(CE)的力矩时工作，其特征在于，所述传动轮系(3)包括力矩调节装置(30)，该力矩调节装置(30)布置成向所述磁性擒纵轮副(4)传递恒定力矩，该恒定力矩包括在所述保持力矩(CE)的1.0和2.0倍之间，所述力矩调节装置(30)包括具有连续变化的横截面的均力圆锥轮(8)，链(9)从该均力圆锥轮(8)展开，该链(9)由条盒轮(21)缠绕，所述条盒轮(21)由所述能量储存装置(2)驱动。
2.根据权利要求1所述的钟表调速机构(1)，其特征在于，所述能量储存装置(2)包括至少一个发条盒(20)。
3.根据权利要求1所述的钟表调速机构(1)，其特征在于，所述传动轮系(3)包括增速齿轮系(31)，该增速齿轮系(31)布置成使所述输出力矩(CS)在所述力矩调节装置(30)的输入处变换成较低的中间力矩(CI)。
4.根据权利要求1所述的钟表调速机构(1)，其特征在于，所述磁性擒纵机构(10)在所述磁性擒纵轮副(4)和所述谐振器轮副(5)之间包括磁性止动件(7)，所述磁性擒纵轮副(4)包括至少一个磁化的或铁磁性的轨道(40)，该轨道(40)具有行程周期(PD)，磁性特征在所述行程周期(PD)中重复，所述磁性止动件(7)包括至少一个磁化的或铁磁性的磁极件(70)，所述磁极件(70)能够沿着相对于所述轨道(40)的表面(41)上的至少一个部件的行程方向(DD)的横向方向(DT)运动，至少所述磁极件(70)或所述轨道(40)在至少一个所述磁极件(70)和至少一个所述表面(41)之间的气隙(5)中产生磁场；就在由所述谐振器轮副(5)的周期性动作控制的所述磁性止动件(7)的每次横向运动之前，所述磁极件(70)处于所述轨道(40)上的磁场势垒(42)。
5.一种钟表机芯(100)，其包括根据权利要求1所述的钟表调速机构(1)。
6.一种手表(1000)，其包括根据权利要求5所述的钟表机芯(100)。
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