具有功率儲備指示的時計的製作方法
2023-10-25 04:52:47
專利名稱：具有功率儲備指示的時計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括具有功率儲備指示的發生器的時計。
背景技術：
這種時計包括其中容納有彈簧的條盒。時間顯示元件與該條盒以及電能發生器機械連接。調整電路用來將發生器頻率約束成基準頻率。因此該調整電路包括設置成在制動周期中將發生器電制動的開關裝置，即，當調整電路檢測到發生器頻率高於基準頻率時。
如圖1中所示，從現有技術具體是以本申請人的名字申請的歐洲專利No.0 762 243中已知這種時計。該時計包括由其中容納有彈簧1a的條盒1形成的機械能量源，手動或自動地對該彈簧上條，這裡沒有顯示出上條裝置。
條盒1通過齒輪系3與電子發生器2的磁性轉子2a機械連接。發生器2包括至少一個線圈2b，當旋轉驅動磁性轉子2a時，從中產生交變電壓Ug，產生由箭頭標示的磁場並且與所述至少一個線圈2b耦合。
線圈2b(或多個線圈)的終端與在輸出端提供整流後的電壓Ua的整流器4連接，為調整電路6供電，下面將對其進行檢查。
與時間有關的指示5的模擬顯示元件，通常是一組指針或任何其他傳統的機械時間顯示裝置，它們通過機芯的齒輪系3與條盒機械連接並且旋轉地固定到轉子2a上。由於將發生器頻率約束成基準頻率的調整電路6，指針5的旋轉速度保持在恆定的平均值，使得指針的速度對應於為了獲得正確的時間顯示所需要的速度。
這裡將不再詳細地描述該調整電路6，因為本領域的技術人員通過參考以本申請人的名字提交的瑞士專利申請No.686332中的說明書可以構建這種約束裝置。但是，為了便於理解所述電路，這裡將調用它的基本元件和工作原理。
該調整電路6包括通過時鐘機構類型石英穩定化的振蕩器6a，和分頻器6b，使得振蕩器6a的頻率變成能夠由邏輯電路6c使用的頻率，通過控制信號控制開關元件7，例如電晶體，從而為了將它的頻率調整成最好是對應於由時間指示5的顯示元件指示的正確時間的基準頻率的目的而對發生器2進行制動。
根據該專利文獻的時計還包括功率儲備指示器裝置9。該裝置包括計數器9a，通過附加的分頻器9b在特定的時間周期中保持連續的制動信號8的數量。存儲器9c與計數器9b的輸出連接從而在該特定的時間周期中存儲經過計數的數據，在與解碼器9d連接的輸出處將所存儲的數據轉換成用於功率儲備17的增量顯示裝置9e的控制信號，通過彩色條帶或液晶單元實現該增量顯示裝置。「增量顯示裝置」意味著包括連續標記的顯示器9e，將它們照亮或顯示成對應於正在測量或計算的量的值的點。
具有發生器的時計的一個主要優點是傳統的機械錶機芯的使用可以調整成與石英精度一致。
這就是為什麼在歐洲專利No.0 762 243中提出的解決方案儘管以適當的方式工作仍然具有缺點，該缺點在於採用由指示器裝置控制的用於功率儲備的增量顯示裝置，基本上由對於調整電路的工作所必需的附加的電子元件形成的指示器裝置。
另外，包含集成一個傳統的功率儲備指示裝置的解決方案的缺點在於，以在發生器工作的期間內並且特別是在後者的制動期間中不使用該指示器為條件。
為了克服現有技術中的這些缺點，根據本發明的一個想法是提供一種模擬功率儲備指示，雖然使用與發生器的工作連接的指示器但沒有增加時計的電源損耗。
發明內容
因此本發明涉及在說明書的前文中限定的這種類型的時計，其特徵在於在制動期間的過程中，通過由位於致動裝置與發生器之間的電耦合傳輸的電量，發生器控制用來致動模擬功率儲備元件的裝置。
根據一個優選實施例，致動裝置包括定子和轉子，並且通過定子與發生器電耦合，後者還與轉子機械連接，該轉子使得模擬功率儲備顯示元件在對應於彈簧上條後的第一位置與對應於彈簧鬆開後的第二位置之間機械地移動。
通過閱讀參照附附圖以非限定的舉例方式給出的下面說明，將更好地理解本發明的其他特徵和優點，其中
圖1前面已經描述了表示根據現有技術的時計的簡圖；圖2表示根據本發明的優選實施例的時計的總的簡圖；圖3A、3B和3C表示根據圖2中的優選實施例的電子控制；圖4A和4B表示致動裝置的優選實施例；圖5表示根據本發明的一個優選實施例的指示器裝置的剖面圖；圖6A、6B和6C表示在致動裝置中使用的磁性轉子的運動起到對彈簧上條的作用；以及圖7表示根據圖2中的實施例的開關裝置的一個變型。
具體實施例方式
現在將參照圖2，它表示根據本發明的優選實施例的時計的總的簡圖。可以看到一定數量的元件與結合現有技術的圖1中表示的這些相同，這裡將不再解釋並且它們的附圖標記保持一致。
如在前面表示的現有技術中提到的，當調整電路6檢測到發生器的頻率高於預定的基準頻率時，發生器2在制動期間內製動。如圖3A中所示，穿過發生器的線圈2b的兩端的電壓Ug是交變電壓，其中線圈的制動期間由f1、f2和f3標記的區域表示。
已經論證了在發生器的這些制動期間中，如圖3B中所示，能量以與功率儲備聯繫的電量G1的形式在一個或多個線圈2b中消散。實際上，當發生器頻繁地制動時，平均消散的能量是明顯的，這意味著剩餘的能量儲備是明顯的。相反地，當發生器不頻繁地制動時，平均消散的能量降低並且剩餘的能量儲備不再明顯。
因此提供一種能量儲備指示器裝置。它包括致動模擬功率儲備顯示元件11的致動裝置10。這些致動裝置10最好是由具有具體包括線圈10b的定子和磁性轉子10a的電控制的致動器的形式。
經過開關裝置7a至7d以取決於在制動周期的過程中消散的電量G1的電量G2的形式，通過線圈2b和10b之間的電耦合傳遞對致動裝置10的這些命令。電量G2最好是對應於流經附加線圈10b的電流I，不僅僅使得對致動裝置10供電，而且還感應出一個平均磁場，驅動磁性轉子10a旋轉。
在具有磁性轉子的致動器的具體例子中，需要檢查在附加線圈10b中感應的平均磁場不是零。為了這樣做，能夠具有不同的變型來實現開關裝置，分別在圖2和7中以舉例的方式給出兩個變型。
如圖2中所示，根據第一個優選變型，採用包括開關7a至7d的H形的橋式整流器作為開關裝置。
為了得到傳遞後的電量G2，以圖3C中所示的形式，4個開關7a至7d受到由調整電路6傳送的控制信號8的控制，以下面解釋的方式進行。
當已經沒有制動力作用到發生器的線圈2b上時，4個開關7a至7d處於斷開位置中，如圖所示，並且傳輸給附加線圈的電量是零。
當制動力作用在線圈2b上時，如前面所提到的，能夠區分電量G1的正和負半周期。在電量G1的正半周期中，開關7a和7b同時轉換到閉合位置，與此同時，開關7c和7d同時轉換到斷開位置。並且，在同一個電量G1的負半周期中，開關7a和7b則同時轉換到斷開位置，與此同時，開關7c和7d同時轉換到閉合位置。還可以預計以相反的方式轉換該開關。通過反相器8a和8b獲得作用到開關裝置7a-7b和7c-7d上的相反的命令。
在圖3C中表示所得到的受到傳輸的電量G2。在這一點上應當注意到，根據該第一個變型，優選地在發生器制動期間的時間內傳輸電量G2，即，在該期間持續的整個時間中。
根據第二個可能的變型，如圖7中所示，簡單地假定通過使用包括兩個開關的開關裝置，僅僅將正半周期或僅僅將負半周期傳輸給附加線圈10b。
當已經沒有制動力作用在發生器的線圈2b上時，兩個開關則轉換到斷開位置。
當制動力作用給線圈2b時，也能夠區分電量G1的正和負半周期。在正半周期中，一個開關轉換到閉合位置，然後另一個開關轉換到斷開位置。在負半周期中，以相反的方式實現該轉換。根據該變型，在制動期間，根據所採用的連接，在正或負半周期中所傳輸的電量G2僅僅提供數據給功率儲備。
在這一點上根據第二個變型應當注意到，在制動期間傳輸電量G2(圖中沒有示出)，即，對於這些周期持續的整個時間內不需要進行傳輸，但是例如僅僅是在諸如正半周期中的特定期間的時間中進行。
對於開關裝置無論採用哪種變型，都將磁性轉子10a設置成將顯示元件11從對應於彈簧上條後的第一位置驅動到對應於彈簧鬆開後的第二位置。至此以下將參照圖4至6給出該功率儲備指示器裝置的詳細工作情況。
圖4A表示根據本發明的優選實施例的電子控制的致動器的頂視圖。
如前面已經提到的，該致動裝置具體包括致動器10，其具有固定在優選地具有圓形空腔13的定子12上的線圈10b，因此劃定由材料12c和12d的收縮區域連接的第一和第二定子部分12a和12b，當線圈接通電源時，即在發生器致動周期中，所述定子部分12a和12b限定兩個正對的磁極(N和S)。在這一點上應當注意到該定子優選地由具有高磁導率的材料形成。
圓形空腔13在它的邊緣上具有兩個基本上直徑正對的頸部14a和14b。沿著連接兩個頸部14a和14b的直徑限定的軸D例如基本上與沿著定子12的長度限定的軸E形成大約45°的角。
致動器10還包括最好是以由定子12限定的空腔13為中心的圓形的並且旋轉地固定在軸15上的磁性轉子10a。已經在所謂的轉子空轉位置中表示了磁性轉子10a的磁極(N和S)。
「轉子的空轉位置」(參見圖6C)意味著當對定子的線圈10b沒有供電時，即當線圈中的平均感應磁場為零時，轉子10a所在的位置。具體由定子12的幾何結構和頸部14a和14b的位置限定該空轉位置。在圖6A至6C中詳細地給出了磁性轉子10a相對於定子12的旋轉運動。
圖4B表示最好是與圖4A中的致動器10一同使用的驅動機構。轉子(在圖4B中看不到)固定在軸15上，後者與帶齒的驅動輪16一同限定一個用於功率儲備指示器元件的驅動輪副。如參照圖6A至6C將要看到的，由於有用的功率儲備指示角度是大約為60°，優選地提供一個齒輪減速輪副，其由與驅動輪16嚙合並且固定到驅動如圖5中所示的模擬功率儲備指示元件的軸18上的帶有齒的齒輪減速輪17構成。驅動輪16的齒數與齒輪減速輪17的齒數之間的優選比率是2或3，這允許該角度增大從而顯示所提供的功率儲備，對於60°的有用角度，可以獲得大約120°或180°的相應的顯示角度。
為了防止功率儲備指示器元件在顯示角度以外移動，例如由於受到衝擊，或者上條機構的過多的操作，提供阻止指示器元件的裝置。為了該目的，最好使用具有空心扇形20的齒輪減速輪17，其限定出與單個的停止元件19合作的第一和第二支承表面21a和21b。優選地，該空心扇形20具有120°的圓心角。支承表面21a和21b的兩個末端位置與停止元件19接觸，對應於功率儲備指示器裝置的兩個末端位置，即，對應於彈簧上條後的第一位置和對應於彈簧鬆開的第二位置。
應當注意到可以提供其他停止裝置，具體是以放置在位於時計的錶盤上的顯示角度的任何一側上的螺栓。
圖5表示根據圖4A和4B中所示的實施例的整個功率儲備指示器裝置的剖面圖。平板22用來作為具體是定子12和線圈10b以及軸15和18的支承，在軸15和18上分別安裝有帶齒的驅動和齒輪減速輪16和17。上夾板23使得停止元件19受到固定。在上夾板23和時計錶盤24中形成的通道允許軸18穿過，在它上面安裝有模擬功率儲備指示元件11通常是面對適當的刻度運動的指針。當然，還可以提供穿過圓孔提供指示的圓盤的使用，或者任何其他適當的模擬顯示裝置。
圖6A、6B和6C表示磁性轉子相對於定子的運動作為容納在時計的條盒中的彈簧上條過程的函數。該運動對應於磁平衡的位置的變化，該磁平衡由基於制動周期的過程中傳輸的電量而在定子(12)和轉子之間存在的平均磁耦合與基於定子的幾何結構在定子和轉子之間存在的定位扭矩或耦合之間的對抗確定，定子具有高的導磁率。
圖6A對應於當彈簧完全上條時磁性轉子10a的初始位置。然後為了將它的工作頻率降低到基準頻率通過開關裝置頻繁地制動該發生器。在該制動周期過程中，線圈10b與發生器的線圈2b電耦合，其產生穿過定子12的磁場。得到的平均感應磁場允許定子與磁偶極子同化，它的第一定子部分12a例如對應於磁北極N，並且第二定子部分對應於磁南極S。
在這種情況中，定子部分12a的N極吸引磁性轉子10a的S極。該轉矩的定位反抗位於定子和轉子之間的磁矩，其效果在於將磁性轉子10a吸引到如圖6C中所示的空轉位置上。通過磁平衡的位置給出該轉子的位置。
圖6B表示彈簧不再完全上條的中間位置。則作用給發生器的制動力頻率降低並且定子的平均磁偶極子不再明顯。因此，磁性轉子10a的磁平衡的位置位於圖6A中限定的初始位置與圖6C中限定的空轉位置之間。轉子在由箭頭表示的方向中旋轉。
如前面所提到的，圖6C表示，磁性轉子10a的空轉位置，即在發生器不再制動的位置中，當彈簧鬆開時或者當發生器不再處於以基準頻率操作的位置中時。
在這種情況中，定子和轉子之間的磁矩是零並且因此轉子的磁平衡位置不再僅僅取決於該位置的扭矩，然後處在它的空轉位置中的轉子取決於定子的幾何結構。為了該目的，定子具有材料12c和12d的收縮區域和在圓形空腔13的邊緣上形成的頸部14a和14b。因此空轉位置在定子的軸E和磁性轉子的南-北軸(N-S)之間形成大約80°的角(a)。
在這種情況下應當注意在實際中，有兩個空轉位置，如圖中所示的和正對的磁性位置，即，由180°進行的角度補償。因此當組裝功率儲備指示器裝置時，磁鐵任意地放置在圖中所示的位置中。
通過附加注釋的方式，應當注意到已經論證了該模擬功率儲備指示器元件給出了作為時計機心所使用的油老化的信息，特別是考慮到齒輪系，當彈簧完全上條時該元件不再指示儲備的最大值。優選地，因此為了替代他們的目的，該元件還將用來作為油老化的指示器。
也還應當注意到為了增加它的穩定性，優選地將粘性油用於該指示器裝置。
另外，應當注意到所提供的該發生器最好對應於以本申請人的名字申請的歐洲專利No.1 109 083中圖1所限定的內容，通過引用將其合併進來。這種發生器包括轉子，該轉子具有設置在三個串聯連接的扁平線圈的任何一側上的兩個凸緣，形成定子並且在與後者垂直的同一平面中彼此相對於轉子的軸基本上補償120°。在每個凸緣上正對線圈徑向地並且以規則的間隔固定有6個磁鐵。兩個連續的或正對的磁鐵的極性是相反的。
在這一點上應當注意到能夠提供該發生器的其他實施例，具體是與條盒彈簧機械連接的發生器，從而以通過調整電路束縛的頻率產生振蕩運動。
最後，應當注意到可以提供致動裝置的其他實施例，具體與下面表示的兩個變型一致。
根據第一個變型，該致動裝置具體包括線圈，該線圈通過例如圖2中所示的開關裝置與發生器線圈在致動周期中連接，在其中設置有鐵磁體，例如鐵-鎳合金或鋼-黃銅類型的合金的組合。在致動周期中，根據功率儲備，通過由發生器傳輸的電量對線圈供電。取決於該電量並且因此取決於該功率儲備的所感應的磁場通過磁致伸縮具有使得鐵磁體變形的效果。通過任何適當的機械裝置使用該鐵磁體的變形來指示該功率儲備。
根據第二個變型，該致動裝置具體包括由在發生器致動期間的時間中與發生器線圈串聯連接的形狀記憶合金形成的導線。該形狀記憶合金可以獲得兩種不同的形狀，高溫形狀和低溫形狀，通過在致動周期中傳輸的電量作用這兩種形狀，它具有增加由這種類型的合金形成的所述導線的溫度的效果。最常使用的合金是CuZnAl、TiNi和CuAlNi。應當注意到，優選地在CuAl合金中添加鈹使得能夠獲得相當低的變形溫度，與此同時保證在高溫處的良好的穩定性。
權利要求
1.一種時計，包括條盒(1)，容納在條盒中的彈簧(1a)，與所述條盒機械連接的時間顯示元件(5)，同樣與所述條盒連接的電能發生器(2)，和用來將所述發生器的頻率約束成基準頻率的調整電路(6)，為了該目的所述調整電路包括設置成在制動周期中將所述發生器電制動的開關裝置(7)，當所述調整電路檢測到所述發生器的頻率高於基準頻率時，所述時計的特徵在於在所述制動周期的過程中，通過由位於致動裝置與發生器之間的電耦合傳輸的電量(G2)，該發生器控制模擬功率儲備元件(11)的致動裝置(10)。
2.如權利要求1所述的時計，其特徵在於，將所述功率儲備顯示元件的所述致動裝置(10)設置成使得將所述顯示元件(11)從對應於彈簧上條後的第一位置移動到對應於彈簧鬆開時的第二位置。
3.如權利要求1所述的時計，其中發生器包括至少一個線圈(2b)並且其特徵在於所述致動裝置包括附加線圈(10b)，通過設置成使得所述線圈在所述制動周期中電耦合的所述開關裝置(7a，7b，7c，7d)實現致動裝置與發生器之間的所述電耦合。
4.如權利要求3所述的時計，其特徵在於，所述電量(G1)是交變的，並且其中所述開關裝置(7a，7b，7c，7d)進行轉換使得將整流後的電量(G2)傳輸給所述附加線圈(10b)。
5.如權利要求3所述的時計，其特徵在於，致動裝置(10)包括由包括所述附加線圈(10b)的定子(12)和由磁性轉子(10a)形成的電控制的致動器，後者與定子磁耦合併且與所述模擬功率儲備顯示元件(11)機械連接。
6.如權利要求5所述的時計，其特徵在於，定子(12)具有上面設有兩個頸部(14a，14b)的圓形空腔(13)，兩個頸部(14a，14b)設置成使得對應於它的旋轉運動的轉子(10a)的可以利用的角度是大約60°。
7.如權利要求5或6所述的時計，其特徵在於，所述轉子(10a)通過包括具有空心扇形(20)的齒輪減速輪(17)的齒輪減速輪副與所述模擬功率儲備顯示元件(11)連接，並且其中在所述扇形中設有停止元件(19)使得限制所述輪的旋轉角度。
8.如權利要求1所述的時計，其特徵在於，使用粘性油來通過顯示元件獲得穩定的功率儲備顯示。
9.如權利要求1所述的時計，其特徵在於，模擬功率儲備顯示元件還提供一個作為所述時計的油老化的指示器，第一位置略微受到偏移。
全文摘要
本發明涉及一種時計，包括條盒(1)，容納在條盒中的彈簧(1a)，與所述條盒機械連接的時間顯示元件(5)，同樣與所述條盒連接的電能發生器(2)，和用來將所述發生器的頻率約束成基準頻率的調整電路(6)，為了該目的所述調整電路包括設置成在制動周期中將所述發生器電制動的開關裝置(7)，當所述調整電路檢測到所述發生器的頻率高於基準頻率時，所述時計的特徵在於在所述制動周期的過程中，通過由位於致動裝置與發生器之間的電耦合傳輸的電量(G2)，該發生器控制模擬功率儲備元件(11)的致動裝置(10)。
文檔編號G04C3/00GK1504848SQ200310119738
公開日2004年6月16日 申請日期2003年12月3日 優先權日2002年12月4日
發明者J·-J·博恩, J -J 博恩 申請人:阿蘇拉布股份有限公司