用于沿复杂路径驱动显示部件的计时器机芯和包括这样机芯的计时器.pdf

本发明涉及一种计时器机芯和相应的计时器，所述机芯包括框架(1)，该框架支承枢转地安装在框架上并且布置成用于驱动至少一个显示轮系(13)的驱动部件、时基和驱动轮系(9)，显示轮系用于承载显示比如时间的信息显示部件(23)。该机芯还包括牢固地附接到框架上的固定齿状物(22)，显示轮系的带齿部件(14)布置成与固定齿状物啮合；和驱动部件(11)，该驱动部件具有分别与驱动轮系之一和与带齿部件连接的第一和第二运动学连接装置，以沿固定齿状物驱动带齿部件在第一方向上平移。优选地，驱动部件实现为比如皮带的能变形部件的形式，所述机芯还包括逆行机构(2、3、18)，用于通过驱动部件沿相反方向快速地驱动带齿部件。由于这种结构，显示部件在运行时具有新的路径(24)，该路径主要取决于固定至框架的齿形物的形状。

1.  一种计时器机芯，包括：
框架(1)，所述框架支承枢转地安装在所述框架上的、布置成用于驱动至少一个显示轮系(13)的驱动部件、时基和驱动轮系(9)，所述显示轮系(13)设计用于承载信息显示部件(23)，
固定齿状物(22)，所述固定齿状物与所述框架成一体，所述显示轮系包括与所述固定齿状物啮合的带齿部件(14)，和
驱动部件(11)，所述驱动部件具有分别与所述驱动轮系(9)之一和与所述带齿部件(14)连接的第一和第二运动学连接装置，以便沿所述固定齿状物驱动所述带齿部件(14)在第一方向上平移，
其特征在于，所述固定齿状物(22)具有第一和第二不同的端部，并且，所述固定齿状物(22)还布置成允许沿与所述第一方向相反的方向驱动所述带齿部件。

2.  根据权利要求1所述的机芯，其特征在于，所述机芯还包括逆行机构(2、3、18)，所述逆行机构设计用于使得能够在第一速度下沿所述第一方向从初始位置到最终位置驱动所述带齿部件(14)，并且使得能够在第二较快速度下沿相反方向从所述最终位置到所述初始位置驱动所述带齿部件。

3.  根据权利要求2所述的机芯，其特征在于，所述逆行机构包括平衡弹簧(18)，所述平衡弹簧与所述带齿部件(14)同轴安装并且布置成作用在所述带齿部件(14)上以使所述带齿部件(14)在所述固定齿状物(22)上沿所述相反方向从所述最终位置滚动到所述初始位置。

4.  根据权利要求1到3中任一项所述的机芯，其特征在于，所述机芯包括至少一个导向表面(31)，所述导向表面在距离所述固定齿状物(22)基本上恒定的距离处延伸，并且所述显示轮系(13)设计用于布置成至少间接地支靠所述至少一个导向表面。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的机芯，其特征在于，所述驱动部件(11)是能变形的。

6.  根据权利要求5所述的机芯，其特征在于，所述驱动部件(11)为弹性件、为优选有齿的皮带或为链。

7.  根据权利要求5和6中任一项所述的机芯，其特征在于，所述机芯包括至少一个张紧部件(15)，所述张紧部件(15)作用在所述驱动部件(11)上以使所述驱动部件(11)在所述显示轮系(13)的所有位置中保持张紧。

8.  一种计时器，包括由玻璃封闭并且容纳根据权利要求1到7中任一项所述的机芯、指针(23)的壳体，所述指针(23)通过所述玻璃可见，所述指针由显示轮系承载以显示选自包括下述信息的组的信息：秒、分、小时、第二时区、星期几、日期、月相。

9.  一种计时器，包括由玻璃封闭并且容纳根据权利要求1到7中任一项所述的机芯、指针(23)的壳体，所述指针(23)通过所述玻璃可见，所述指针由显示轮系承载以显示选自包括下述信息的组的信息：能量储备、时差、日升或日落时间。

用于沿复杂路径驱动显示部件的计时器机芯和包括这样机芯的计时器
技术领域
本发明涉及一种计时器机芯，所述计时器机芯包括框架，所述框架用于支承枢转地安装在框架上的运动机构、时基(time base)和驱动轮系，它们布置成驱动至少一个设计用于承载信息显示部件的显示轮系。
更特别地，本发明涉及该类型的机芯和集成有该机芯的计时器，所述机芯布置成能够沿新型路径驱动显示部件，所述新型路径显著地区别于传统的围绕固定轴相对于所述机芯的框架旋转的路径。
背景技术
已经开发了很多能够实现显示部件的新型驱动方式的机芯。特别地，很多计时器制造商已经销售逆行式显示机芯，其中一个关注之处在于相关显示部件的独特的运动学。
作为一个实例，申请人为J.-M.Wiederrecht和R.Dubuis且在1988年8月15日公开的专利申请CH 666 591 A3描述了这种类型的机芯，该机芯包括蜗形凸轮和棘轮，所述蜗形凸轮具有基本上径向的侧面，所述棘轮包括与所述凸轮的边缘配合的指形部和与旋转安装在所述机芯框架上的小齿轮配合的带齿扇形部。小齿轮支承与扇形形式的指示器配合的指示器指针，并且受到由平衡弹簧施加的返回扭矩。当指针到达扇形部的一端时，棘轮的指形部在来自平衡弹簧的扭矩作用下沿凸轮的径向侧面下落，使指针返回到扇形部的开始处。
文献US 5 103 434提出了一种机芯，其中，固定齿状物与属于显示部件的带齿部件啮合，所述带齿部件布置成与固定齿接合。而且，机芯包括具有分别与驱动轮系之一和与显示轮系连接的第一和第二运动连接装置的驱动部件，用于沿固定齿驱动显示轮系在第一方向上平移。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种现有机芯的替代方案，特别地是通过使指示器部件能够具有新型驱动方式来实现。
为此，本发明更具体地涉及一种用于前述类型的计时器的机芯。当显示部件装配到显示轮系时，显示部件具有与沿固定齿状物平移运动相结合的旋转运动，从而产生显示部件的非圆形路径。
根据本发明，固定齿具有彼此间隔开的第一端和第二端，机芯还布置用于沿与第一方向相反的方向驱动显示轮系。有利地，机芯在该情况下包括逆行式机构。
还可提供至少一个在与固定齿状物间隔基本上恒定的距离处延伸的导向表面，显示轮系设计用于布置成至少间接支靠该导向表面。
驱动部件优选以能变形的环状物的形式来实现，特别是通过皮带或链来实现。
关于信息，在计时器中可有利地实施根据本发明的机芯以便能够显示不同量值，特别地，显示秒、分、小时、第二时区、星期几、日期、月相、能量储备、时差或日升和日落时间。
附图说明
通过阅读下面参照以非限制性实例的方式提供的附图进行的优选实施例的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更显而易见，附图中：
图1a示出根据本发明第一实施例的处于第一操作位置中的计时器机芯的一部分的简化俯视图；
图1b示出处于第二操作位置中的图1a机芯的简化俯视图；
图1c示出处于第三操作位置中的图1a机芯的简化俯视图；
图2a示出根据本发明第二实施例的处于第一操作位置中的计时器机芯的一部分的简化俯视图；
图2b示出处于第二操作位置中的图2a机芯的简化俯视图；
图2c示出处于第三操作位置中的图2a机芯的简化俯视图。
具体实施方式
附图示出了一种机芯，作为一个非限制性实例，在机芯中实施本发明以控制显示小时的指针。
图1a、1b和1c示出了具有根据本发明第一优选实施例的特征的处于第一、第二和第三操作位置中的计时器机芯的一部分的简化俯视图。
图1a示出的机芯包括承载驱动部件的框架1，所述驱动部件在图中不可见，并且其可以是筒形弹簧(barrel spring)或由电能源驱动的马达，而不会对实施本发明有任何影响。该能源将其能量传送到时基以驱动时基振动。同样，时基可以是与擒纵机构连接的带弹簧的平衡装置，或者还可以是石英，而不改变本发明的本质。
轮系按常规方式由运转轮系驱动，以控制一个或几个显示部件的运动。
在图中示出的实施例中，轮是不可见的，其可以是时轮，由运转轮系驱动并且支承与该时轮的轮成一体的蜗形凸轮2。该类结构通常用于逆行式机芯中。因而如图中所示，沿顺时针方向驱动凸轮旋转。
棘轮3由其基部4枢转地安装在框架上，臂5从基部4伸出，承载圆弧形状的齿6。布置成支靠蜗形凸轮2的边缘的指形部7延伸出齿的一端，使得通过与凸轮旋转相关的凸轮外周半径的变化而驱动棘轮相对于框架的枢转。
棘轮的齿6布置成与枢转地安装在框架上的减速轮系9的小齿轮8啮合。减速轮系包括轮10，该轮与小齿轮8一体旋转并且布置成与细长的并且能变形的驱动部件11接合。
驱动部件11可以按适于实施本发明的各种方式实现，特别地，呈简单的弹性件形式、有齿或无齿的皮带形式或链形式。在此我们已经图示了使用皮带。该皮带布置在框架1上以在旋转地安装在框架上的四个皮带轮12之间伸展。
皮带11布置成同时与显示轮系13接合，更特别地，与该轮系的显示轮14的齿接合。
还设置了张紧机构15，用于确保皮带11保持最小程度的张力，该部件具有适于使运动从皮带11有效地传送到显示轮14的特征。由于本领域技术人员对于其实施不会遇到特别的困难，因此在此将不详细描述该张紧机构。
显示轮系13还包括支架16，其自由平移地安装在机芯的框架上，并且特别用于支承相对于支架自由旋转的心轴17，并且显示轮14一体地安装在心轴17上。平衡弹簧18通过第一端19固定到支架上，并且通过其第二端(不可见)固定到心轴17上。平衡弹簧在心轴17上施加作用力，该作用力趋于将显示轮14保持在图1a所示的位置中。
而且，根据本发明的机芯还包括具有齿并且安装固定在框架1上的导轨22。显示轮14布置成与导轨22的齿持续啮合。
图中还示出了时针23，该时针在显示轮系的心轴17上被驱动并且设计用于指示正对图中示意性示出的轨迹(indications)24的小时数，并且该时针由表盘(不可见)承载。
现在将根据附图1a、1b和1c来说明以上描述的机构的操作。
作为一个非限制性实例，时针23在图1a中示出的位置中指示中午或午夜，轨迹24跨过十二小时。
图1b示出图1a六小时之后的机芯的构造。根据所示出和描述的实施例，蜗形凸轮2在这六小时过程中运行了半圈，这使棘轮3沿逆时针方向旋转。
棘轮的枢转使减速轮系9沿顺时针方向旋转，驱动皮带11在减速轮系9的区域中朝向图的底部平移运动。结果，设置成与显示轮14接合的皮带部分11同时朝向图的顶部平移运动，驱动显示轮系沿顺时针方向旋转。
显示轮系和固定导轨22的齿这两个部件之间啮合的直接结果是，显示轮系的旋转使其在固定导轨22的齿上转动而没有滑动，该运动可通过使支架能相对于框架平移运动来实现。因而，显示轮系的心轴17具有由平移和旋转运动构成的合成运动，这使得指针23的自由端遵循对应于表示小时轨迹24的曲线的路径。
在所述六小时过程中，将图1a的构造与图1b的构造区分，显示轮运行了四分之一圈，而其进行另一个四分之一圈从而到达在图1b的构造六小时之后所到达的图1c的构造。
而且，在十二小时中，将图1a和图1c的相应构造区分，凸轮2运行了完整的一圈，使得在图1c的构造中，可看到棘轮的指形部7靠近凸轮的边缘的径向侧面200。
棘轮3在这十二小时过程中的枢转抵抗由平衡弹簧18施加在显示轮系的心轴17上的作用力。因而，当棘轮的指形部7越过凸轮2的径向侧面时，由于凸轮2的径向侧面的连续旋转，包括减速运动部件9和皮带11的将棘轮连接到显示轮系14上的运动链可能受到由平衡弹簧施加在心轴17上的作用力以便产生显示轮系13、该运动链和棘轮3的快速逆行运动。
与上面的描述相似，由于显示轮系与固定导轨22的齿啮合，显示轮系受到的扭矩引起显示轮系的由旋转和平移构成的合成运动。显示轮系于是在固定导轨的齿上被快速驱动，从而驱动支架16相对于框架平移，使得显示轮系恢复到其初始位置，即图1a中示出的位置。
同时，与心轴17一体旋转的时针23描绘了与在前面十二小时过程中行进路径相反的路径。于是此时开始如刚才所描述的新的十二小时循环。
应注意的是，优选但是不限于如所示出和描述的平衡弹簧的位置，因为其使得可能避免在棘轮3和显示轮系14之间的运动连接中出现游隙，而无须借助特殊类型的齿轮，该特殊类型的齿轮可构成有效的但是成本昂贵的替代方案。
而且，图中示出了调整杆30，其也可用作发条机构。本领域技术人员根据自己的需要实施该发条机构将不会遇到任何特别的困难。
我们已经图示了存在表盘，出于美学原因，表盘可以是透明的，在将表盘安装在计时器壳体中时，表盘布置在机芯上方，该表盘包括直线槽31，所述直线槽在显示轮系13相对于框架平移运动的过程中形成了显示轮系13的侧向支承或导向表面。举例来说，支架16可具有与心轴17同轴的轮，并且该支架的边缘布置成与槽31的边缘持久接触。
图2a、2b和2c示出根据本发明的机芯的第二优选实施例，特别地，事实上，所述机芯的第二优选实施例当然不限于承载与显示轮系啮合的齿的固定导轨形式，也不限于在棘轮的齿和显示轮系之间实现的减速系数。而且，第二实施例示出了显示部件的路径主要取决于固定齿状物的形状及该减速系数，该减速系数被认为与显示轮在固定齿状物上的行进长度有关。
为简明起见，已经在第一实施例描述的相关部件采用相同的附图标记，并且将不再详细讨论。
第一实施例到第二实施例时进行了两个主要的改变，即显示轮系的尺寸，轮114具有比显示轮14更小的尺寸，以及承载显示轮在其上滚动的齿的固定导轨122的形式。为了简化附图，非限制性地将图示的固定导轨简化为齿。
显示轮114具有小直径的事实显著地增大了时针23行进的角度，固定导轨的曲率影响显示轮在固定齿上滚动时所遵循的路径形状，并且因此影响指针23的自由端所遵循的路径。如在图1a、1b和1c中，在图2a、2b和2c中用双线图示了小时轨迹124，其基本上是心形形状。
而且，我们已经图示了存在表盘，出于美学原因，表盘可以是透明的，其中布置有形成支架16的导向表面的弯曲槽131。槽131优选在距离导轨122恒定距离处延伸，以在支架16的平移运动过程中确保显示轮114和固定导轨122的齿之间保持啮合。
图2b和2c示出了图2a的机芯在运动六小时后和十小时后的相应构造。该机构操作与上面描述相同，将不再对其进行进一步详细描述。
特别地，当凸轮2完成完整一圈时，棘轮3的指形部7越过凸轮的径向侧面200，这使得棘轮和显示轮之间的运动链的部件快速返回，直到回到其相应初始位置，即图2a中可见的位置。与在第一实施例中相似，由平衡弹簧18施加在显示轮系113的心轴17上的作用力引起逆行运动。
前面的描述对应于本发明非限制性描述的优选实施例。特别地，示出的和描述的关于计时器机芯的不同构成部件的实施例是非限制性的。
如前面所提到的，根据本发明的机芯可用于实施替代小时显示的不同量值的显示，包括第二时区、分、秒、星期几、日期、月相或其他比如能量储备、时差、日升或日落时间的量值。本领域技术人员在实施本发明过程中采用现有技术的已知机构来显示这些量值时不会遇到特别的困难。当然，在显示能量储备的情况下，例如，为了考虑代替刚才描述的逆行机构的筒形弹簧的加载和卸载，机芯将包括皮带的双向驱动机构或该类型的其他驱动部件。
可注意到，在以机电类型的计时器实施本发明的情况下，齿轮系可以是任意类型，并且本领域技术人员在根据其自己需要使用它们时不会遇到任何特别的困难。
同样，可提供期望量值的跳动显示。作为一个实例，根据所描述实施例，可考虑安装与凸轮2一体旋转的十二星轮以获得连续跳动的凸轮运动。
而且，可提供对由一个单元的增量显示量值大小的校正。因此，在小时的情况下，可提供校正器，该校正器在每次按压时可使凸轮2转动十二分之一圈。
如前面所提到的，驱动部件11可以按不同形式来实现而不超出本发明的范围，特别是以有齿或无齿的皮带形式、简单弹性件形式或链形式来实现。同样，本领域的技术人员在改变如根据刚才描述的两个实施例所述的导轮或其他适用的导向装置的数量和位置时不会遇到任何特别的困难。所示出的张紧机构也是如此。
也可在同一机芯中同时使用上述的两种类型机构，或更特别地，例如用于沿两个新的路径显示小时和分钟。