本发明涉及一种用于机械表的钟表机芯，该钟表机芯包括设置在主机板上的谐振器机构和承受所述机芯中所包括的驱动装置的转矩的维持机构。
本发明还涉及一种包括至少一个这样的机芯的机械表。
本发明涉及形成机械表的时基的谐振器机构的领域。
背景技术：
大多数现在的机械表包括形成手表的时基的摆轮/游丝型谐振器和实现以下两个主要功能的擒纵机构——一般称为瑞士杠杆式擒纵装置：
-维持谐振器的往复运动；
-对这些往复运动进行计数。
擒纵装置必须稳固，耐冲击，并且被设计成避免卡住机芯(翻摆)。
机械谐振器组合了至少一个惯性元件和一个弹性回复元件。在游丝摆轮中，游丝充当用于由摆轮形成的惯性元件的弹性回复元件。
摆轮通常由在光滑红宝石轴承中旋转的枢轴引导旋转。这产生摩擦，并进而产生被寻求消除的能量损失和操作干扰。损失通过品质因数Q来表征。寻求使Q因数最大化。
瑞士杠杆式擒纵装置具有低能量效率(约30％)。这种低效率归咎于擒纵装置运动急动的事实，存在“落角间隙”(运行至摆点以适应加工误差)并且还因为多个构件经由互相摩擦的倾斜平面传递它们的运动。
ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的欧洲专利申请2908189公开了一种使两个钟表振荡器与齿轮系同步的机构，其中钟表调节机构包括安装成至少在相对于主机板的枢转运动中运动的擒纵轮，该擒纵轮设置成经由齿轮系接收驱动转矩，以及第一振荡器，该第一振荡器包括通过第一弹性回复装置与机板连接的第一刚性结构。该调节机构包括第二振荡器，该第二振荡器包括第二刚性结构，该第二刚性结构通过第二弹性回复装置与第一刚性结构连接，且其包括设置成与擒纵轮中所包括的互补承载装置协作的承载装置，从而使第一振荡器和第二振荡器与齿轮系同步。
ETA Manufacture Horlogère Suisse名下的欧洲专利申请3054358公开了一种钟表振荡器，该钟表振荡器包括一结构和在时间和几何学上移位/偏置的不同的主谐振器，每个主谐振器包括由弹性回复装置朝向所述结构返回的重块。该钟表振荡器包括用于主谐振器之间的相互作用的联接装置，该联接装置包括用于驱动轮副运动的驱动装置，所述轮副包括设置成驱动和引导控制装置的驱动和承载装置，所述控制装置与传动装置铰接，每个传动装置在离所述控制装置一定距离处与主谐振器的重块铰接，并且所述主谐振器和所述轮副设置成使得任何两个所述主谐振器的铰接轴线与所述控制装置的铰接轴线是不共面的。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于消除谐振器的维持机构、尤其是擒纵机构的急动以便提高该维持机构的效率。
为了实现这一目的，提出了一种允许谐振器与维持轮副、尤其是擒纵轮之间的连续相互作用且因此没有急动的机构。为了实现这一点，必须允许谐振器使用第二自由度，其中第二自由度相对于第一自由度异相。
因此，本发明涉及一种用于机械表的钟表机芯，其包括设置在主机板上的具有两个自由度的谐振器机构和承受所述机芯中所包括的驱动装置的转矩的维持机构，其特征在于，所述维持机构是连续维持机构，并且包括曲柄，该曲柄能围绕曲柄旋转轴线运动并且包括在所述曲柄旋转轴线上的承受所述驱动装置的转矩的轴向元件和相对于所述曲柄旋转轴线偏心的曲柄销，该曲柄销设置成在所述谐振器机构中所包括的刚性(坚硬，stiff)环的轨道上行进，所述刚性环能在所述两个自由度上运动。
本发明还涉及一种包括至少一个这样的机芯的机械表。
附图说明
在参照附图阅读下文的详细说明后，本发明的其它特征和优点将显现，在附图中：
-图1表示在一“平面内(in-plane)”变型中的根据本发明的机芯的示意性局部平面图，该机芯包括具有两个自由度的谐振器和根据本发明的连续维持机构，在该平面内变型中，维持机构包括由驱动装置或发条盒(未示出)驱动的曲柄，该曲柄承载在与谐振器的惯性元件成一体的环的轨道——这里为内孔——上滚动的偏心曲柄销。
-图2表示承载在其偏心曲柄销上自由转动的滚轮的特定曲柄变型的示意性透视图。
-图3以与图1相似的方式示出曲柄销的轨迹被局限于在环的内孔与也包括在环中的同心毂之间延伸的沟槽。
-图4表示两个自由度限定在谐振器的惯性元件的平面中的运动的情况下的具有柔性条形件的谐振器的特定变型的示意性透视图。
-图5表示两个自由度是围绕谐振器的惯性元件的惯性中心的旋转的情况的示意性透视图。
-图6表示特定“非平面(out-of plane)”变型的示意性透视图，其中曲柄销在平的——不再如图1、3和4中那样呈圆筒形——的轨道上切向地滚动。
-图7表示根据本发明的机芯的示意性局部平面图，其中谐振器包括以四分之一周期的时间相移振荡的两个惯性元件，每个惯性元件在垂直于其运动的方向上以柔性方式与图1的环连接；每个惯性元件通过两个交叉条形件与机芯板连接。
-图8和9在示意性透视图中示出根据本发明的另一变型的机芯，该机芯还包括与分别在图8中被组装和在图9中被分解的弹性回复装置组合的承载装置，其中主机板借助于具有交叉的柔性条形件的弹性连接件来承载包括上部环形轨道的大致十字形的惯性元件，收纳在维持轮副的凹槽内的滚轮在所述上部环形轨道上滚动，所述维持轮副在主机板的壳体中和条夹板(未示出)中枢转，其中该滚轮在惯性元件上施加偏心推力，从而使惯性元件进行旋进式(precession)旋转运动。
-图10列举了实验测量结果，这些实验测量结果是呈现出以下各项随横坐标上的转矩变化的关系图：振幅A；调节功率PR，日差M，和效率R。
-图11是表示包括这种机芯的表的框图。
具体实施方式
本发明涉及机械表100，其设置有机芯500，该机芯500包括安装在主机板1上的谐振器100以及维持机构200，所述谐振器100具有两个自由度，即第一自由度DDL1和第二自由度DDL2，所述维持机构200承受机芯500中所包括的驱动装置300的转矩。
根据本发明，并且如特别是在图1中所见，该维持机构200是连续维持机构，并且包括可围绕曲柄旋转轴线DM运动的曲柄7，且该曲柄在曲柄旋转轴线DM上包括尤其位于擒纵小齿轮4或类似物上的承受驱动装置300的转矩的轴向元件71。曲柄7包括相对于曲柄旋转轴线DM偏心的曲柄销72。该曲柄销72设置成沿谐振器机构100中所包括的刚性环8的轨道82行进。
该刚性环8可在两个自由度上运动。
更具体地，环8可在由所述两个自由度限定的平面P中运动。
更具体地，该刚性环8承受弹性回复装置3在两个自由度上的作用。
更具体地，在图1、3、4和7中所见的“平面内”变型中，轨道82围绕垂直于平面P的轮廓轴线DC回转。
更具体地，轨道82呈圆筒形。
图4示出一个这样的平面内变型，其中承载环8的惯性元件2通过平行于中间部件9的两个柔性条形件3Y悬置，所述中间部件9通过彼此平行但垂直于条形件3Y的两个柔性条形件3X悬置于主机板1上。
在图6中所见的“非平面”变型中，轨道82是平的。
更具体地，曲柄的旋转轴线DM垂直于平面P。
更具体地，在平面内变型中，曲柄销72关于垂直于平面P的曲柄销轴线DG旋转对称。
更具体地，在非平面变型中，曲柄销72关于平行于平面P的曲柄销轴线DG旋转对称。
有利地，为了最低限度的摩擦，曲柄销72包括绕曲柄销轴线DG回转并且绕曲柄销轴线DG自由转动且其边缘沿轨道82行进的滚轮74。
更具体地，曲柄销72的在轨道82上行进的部分由红宝石制成。
在图3的变型中，轨道82是刚性环8的内部轨道，该刚性环8在轮廓82内部且距离该轮廓一定距离处包括毂83，该毂与轨道82一起限定了曲柄销72在其内部运动的沟槽84，该沟槽形成在冲击的情况下或在谐振器100的两个自由度之间发生相移的情况下防止曲柄7与谐振器100之间的任何脱开/分离的安全装置。
更具体地，轨道82和毂83是同心的。
在图5的特定示例中，谐振器机构100的两个自由度是围绕包括环8的谐振器100的惯性元件2的惯性中心CI的转动。
在一个特别有利的变型中，谐振器机构100在第一自由度DDL1上的振荡周期和谐振器机构100在第二自由度DDL2上的振荡周期基本上相同。更具体地，这些周期是相等的。
在一个未图示的特定变型中，谐振器机构100包括惯性元件2，该惯性元件包括环8，该惯性元件包括用于调节惯性和不平衡性的惯性块。
在一个特定变型中，谐振器机构100包括与环8刚性连接或由环8形成的单个惯性元件2。
在图7所示的一个特定变型中，谐振器机构100包括两个惯性元件2A、2B，其以四分之一周期的时间相移振荡，并且各惯性元件均在与有关的惯性元件2A、2B振荡时所围绕的方向垂直的方向上以柔性方式与环8连接。
更具体地，每个惯性元件2A、2B借助于柔性承载件与主机板1连接，所述柔性承载件具有限定从有关的惯性元件2A、2B的惯性中心CI通过的虚拟旋转轴线的交叉条形件31、32。
在一个变型中，具有两个自由度的谐振器机构100是具有柔性承载件的谐振器，所述柔性承载件包括设置成引导谐振器100的至少一个惯性元件2和/或环8并且确保该惯性元件2和/或该环8的弹性回复的柔性条形件。
在一个特定变型中，柔性条形件由“埃林瓦尔铁镍铬合金(elinvar)”制成。
在一个特定变型中，柔性条形件由氧化硅制成以补偿温度效应。
有利地，并且如图所示，弹性回复装置由不具有枢轴的旋转柔性承载件形成。
在本发明的一个特定实施方案中，弹性回复装置全部一起形成整体式构件。
在附图所示的本发明的一个特定实施例中，该弹性回复装置包括具有在同一平面中交叉的两个条形件或者具有位于两个靠近的平行平面中且其投影在一平行平面中交叉的条形件的柔性承载件。
在具有两个条形件的柔性承载件的该变型中，两个条形件的实际相交点或投影相交点有利地位于它们的长度的0.12倍与0.14倍之间的位置处，并且这些条形件之间形成60度至80度之间的角度。
在图8所示的变型中，维持机构200包括具有设置成用于引导滚轮45的孔42的驱动装置40。该滚轮45设置成在惯性元件2中所包括的环形轨道250上滚动，所述轨道250形成互补的连续驱动装置20。滚轮45因此向惯性元件施加偏心力，以及倾向于向惯性元件2赋予旋进运动的转矩，就像由于转矩而在平面上旋转的硬币或板，或者如同陀螺仪或旋转陀螺。连续维持机构于是由承载环形轨道250并与惯性元件2成一体的环形成，该惯性元件由承受驱动装置300、尤其是至少一个发条盒的转矩的具有滚轮45的轮4驱动旋进运动，其中轮4围绕垂直于由两种柔性转动的旋转轴线限定的平面的轴线旋转。
本发明还涉及一种包括一个这样的机芯500的钟表，特别是机械表1000。
图10示出了关系图形式的实验测量结果，所述关系图呈现出以下各项随横坐标上的转矩(单位：μNm)的变化关系：以mm为单位的振幅A；以mW为单位的调节功率PR；以秒/天为单位的日差M；和以％为单位的效率R。可以看出，系统在巨大的转矩范围内工作并且效率接近98％。归咎于擒纵系统的该损失在相当大的程度上取决于转矩，该损失可通过回复弹簧中的非线性得以补偿(off-set)。
简而言之，本发明提供了特定优点：
-通过用柔性承载件替换枢轴而消除了来自谐振器的枢轴摩擦，从而可以提高品质系数；
-通过连续维持而消除了来自维持机构的急动，从而可以提高维持机构的效率，尤其是维持机构作为擒纵机构时擒纵装置的效率。
技术特征：
1.一种用于机械表(1000)的钟表机芯(500)，包括设置在主机板(1)上的具有两个自由度的谐振器机构(100)和承受所述钟表机芯(500)中所包括的驱动装置(300)的转矩的维持机构(200)，所述钟表机芯的特征在于，所述维持机构(200)是连续维持机构，并且包括曲柄(7)，所述曲柄能围绕曲柄旋转轴线(DM)运动并且该曲柄包括在所述曲柄旋转轴线(DM)上的轴向元件(71)和相对于所述曲柄旋转轴线(DM)偏心的曲柄销(72)，所述轴向元件承受所述驱动装置(300)的转矩，所述曲柄销设置成在所述谐振器机构(100)中所包括的刚性环(8)的轨道(82)上行进，所述刚性环(8)能在所述两个自由度上运动。
2.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述刚性环(8)承受弹性回复装置(3)的作用。
3.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述刚性环(8)能在平面(P)内运动。
4.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述轨道(82)围绕垂直于所述平面(P)的轮廓轴线(DC)回转。
5.根据权利要求4所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述轨道(82)呈圆筒形。
6.根据权利要求4所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述轨道(82)是平的。
7.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述曲柄旋转轴线(DM)垂直于所述平面(P)。
8.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述曲柄销(72)关于与所述平面(P)垂直的曲柄销轴线(DG)旋转对称。
9.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述曲柄销关于与所述平面(P)平行的曲柄销轴线(DG)旋转对称。
10.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述曲柄销(72)包括绕所述曲柄销轴线(DG)回转并且绕所述曲柄销轴线(DG)自由转动的滚轮(74)，并且所述滚轮的边缘沿所述轨道(82)行进。
11.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述曲柄销(72)的在所述轨道(82)上行进的部分由红宝石制成。
12.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述轨道(82)是所述刚性环(8)的内部轨道，所述刚性环在所述轮廓(82)内且距所述轮廓一定距离处包括与所述轨道(82)一起限定出沟槽(84)的毂(83)，所述曲柄销(72)在所述沟槽(84)内运动，所述沟槽(84)形成在冲击的情况下或在所述谐振器机构(100)的所述两个自由度之间发生相移的情况下防止所述曲柄(7)与所述谐振器机构(100)之间的任何分离的安全装置。
13.根据权利要求5所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述轨道(82)是所述刚性环(8)的内部轨道，所述刚性环在所述轮廓(82)内且距所述轮廓一定距离处包括与所述轨道(82)一起限定出沟槽(84)的毂(83)，所述曲柄销(72)在所述沟槽(84)内运动，所述沟槽(84)形成在冲击的情况下或在所述谐振器机构(100)的所述两个自由度之间发生相移的情况下防止所述曲柄(7)与所述谐振器机构(100)之间的任何分离的安全装置，并且其中，所述轨道(82)和所述毂(83)是同心的。
14.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述谐振器机构(100)的所述两个自由度是围绕包括所述环(8)的所述谐振器机构(100)的惯性元件(2)的惯性中心(CI)的转动。
15.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述谐振器机构(100)在第一自由度(DDL1)上的振荡周期和所述谐振器机构(100)在第二自由度(DDL2)上的振荡周期基本上相同。
16.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述谐振器机构(100)包括惯性元件(2)，所述惯性元件包括所述环(8)，所述惯性元件包括用于调节惯性和不平衡性的惯性块。
17.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述谐振器机构(100)包括与所述环(8)刚性连接的单个惯性元件(2)。
18.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述谐振器机构(100)包括两个惯性元件(2A；2B)，所述两个惯性元件以四分之一周期的时间相移振荡，并且各惯性元件均在与有关的所述惯性元件(2A；2B)振荡时所围绕的方向垂直的方向上以柔性方式与所述环(8)连接。
19.根据权利要求18所述的钟表机芯(500)，其特征在于，每个所述惯性元件(2A；2B)借助于具有交叉条形件(31，32)的柔性承载件与所述主机板(1)连接，所述交叉条形件限定从有关的所述惯性元件(2A；2B)的惯性中心(CI)通过的虚拟旋转轴线。
20.根据权利要求1所述的钟表机芯(500)，其特征在于，具有两个自由度的所述谐振器机构(100)是具有柔性承载件的谐振器，所述柔性承载件包括设置成引导所述谐振器机构(100)的至少一个惯性元件(2)和/或所述环(8)并且确保所述惯性元件(2)和/或所述环(8)的弹性回复的柔性条形件。
21.根据权利要求20所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述柔性条形件由埃林瓦尔铁镍铬合金制成。
22.根据权利要求20所述的钟表机芯(500)，其特征在于，所述柔性条形件由氧化硅制成以补偿温度效应。
23.一种机械表(1000)，包括至少一个根据权利要求1所述的钟表机芯(500)。
技术总结
本发明涉及一种用于机械表(1000)的钟表机芯(500)，其包括设置在主机板(1)上的具有两个自由度的谐振器机构(100)和承受机芯(500)中所包括的驱动装置(300)的转矩的维持机构(200)，其中，该维持机构(200)是连续维持机构，并且包括曲柄(7)，该曲柄能围绕曲柄旋转轴线(DM)运动，且该曲柄包括在曲柄旋转轴线(DM)上的轴向元件(71)和相对于曲柄旋转轴线(DM)偏心的曲柄销(72)，所述轴向元件承受驱动装置(300)的转矩，所述曲柄销设置成在谐振器机构(100)中所包括的刚性环(8)的轨道(82)上行进，该刚性环(8)能在所述两个自由度上运动。
技术研发人员：P·温克勒;G·迪多梅尼科
受保护的技术使用者：ETA瑞士钟表制造股份有限公司
文档号码：10962956
技术研发日：.10.17
技术公布日：.04.24
包括具有两个自由度的谐振器和使用在轨道上滚动的滚轮的维持机构的机械钟表机芯的制作方法
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