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CN1685292A - 机械式时钟和分钟显示装置 - Google Patents

机械式时钟和分钟显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机械式时钟和分钟显示装置。本发明的装置包括4个盘(1、2、3、4)，其中两个盘(1、2)分别用于显示时钟的十位数和个位数，另外两个盘(3、4)分别用于显示分钟的十位数和个位数，所述的每个盘与顺次连接到跳簧的齿轮固定连接。分别与用于显示时钟和分钟的个位数的两个盘(2、4)固定连接的所述齿轮(25、14)分别连接到各个轭机构(8、10、20)，该轭机构通过弹性元件(16、21)压靠在各个瞬间跳变凸轮元件(7、19)上。本发明的装置还包括连接构件(14a、17a、24b)，所述连接构件位于所述凸轮元件(7、19)与所述齿轮(17、26)之间，所述齿轮(17、26)分别固定连接到所述分钟盘(3)的十位数和时钟盘(1)的十位数，并且所述连接构件利用上述十位数的每次改变，将所述齿轮(17、26)连接到所述各个瞬间跳变凸轮元件(7、19)。

Description

机械式时钟和分钟显示装置
本发明涉及一种机械式时钟和分钟显示装置。
虽然使用液晶或场致发光二极管的数字式时钟和分钟显示对于石英表来说是已知的，但对于机械表来说则完全未知。虽然进行过一些尝试，但对于时钟和分钟的改变完全是瞬间跳变的显示装置来说一直处于未知状态。钟表的数字-机械式显示装置也是未知的，其中所有的数字并列设置，所以容易阅读，并且所有的数字大小相等且足够大以便不需要放大镜便可阅读，前提是该装置能独立显示时钟和分钟的个位数和十位数。
本发明的目的正是为了克服通过机械方法进行时钟和分钟的数字显示所固有的难题，其效果是相对于传统的模拟显示使显示元件的数量加倍。
为此，本发明的主题是如权利要求1所限定的机械式时钟和分钟显示装置。
构成本发明主题的显示装置，其优点在于能够通过机械方法实现时钟和分钟的瞬间数字显示。
附图通过示例的方式概略地图示了构成本发明主题的显示装置的实施方式。
图1是包括构成本发明主题的时钟和分钟显示装置的钟表的整个机械显示的顶视图；
图2是类似于图1的顶视图，但拿去了各种不同的指示盘，从而显露出该钟表的全部显示机构；
图3是图2的部分顶视图，图示了分钟显示机构；
图4是沿图3中的线IV-IV截取的截面图；
图5是图2的另一部分顶视图，图示了时钟和昼夜时间的显示机构；
图6是沿图5中的线VI-VI截取的截面图；
图7是图2的部分顶视图，图示了位于分离位置的显示校正机构；
图8是类似于图7的视图，图示了位于啮合位置的显示校正机构；
图9是沿图8中的线IX-IX截取的截面图。
这里通过示例的方式进行说明的钟表包括多个指示器，这些指示器源于时间，特别源于星期中的日子、月份中的日子、月相以及昼夜时间。应该清楚的是，这些不同的指示器仅仅是通过随意选择的方式进行说明，但本发明并不限于它们与时钟和分钟显示相关的表现形式。
从图1中能够看出，时钟通过分别具有十位数(用于通过12小时时段显示时钟的0、1)和十个个位数的两个同心盘1、2指示，分钟通过分别具有十位数(0至5)和十个个位数的两个非同心盘3、4指示。
一对时钟盘1、2上的两个并排数字与一对分钟盘3、4上的两个相邻数字对准。时钟盘1、2和分钟盘3、4上的这两对相邻的对准数字分别透过两个矩形窗口A和B显示，所述矩形窗口A和B分别穿过钟表的表盘C设置(图4和6)，所述表盘以目前使用的窗口形式覆盖在图1中所示的不同显示盘上，尤其用于指示月份中的日子。在盘1、2、3、4位于图示的示例中的位置，通过所述窗口A、B可以读出是11点59分。
分钟盘3、4的驱动机构(图3、4)包括安装在钟表运转系中心的驱动轮5。该驱动轮5的中心具有方形孔5a，该方形孔5a位于传统钟表运转系中的空心轴小齿轮(未图示)的等截面部分的上方，以使该驱动轮5以1转/小时的速率转动。该驱动轮5与以2/1倍速率运转的分钟轮6啮合，使得该分钟轮以每小时两圈的速率转动。该分钟轮6固定连接到瞬间跳变分钟轮7，该分钟轮7包括30个三角齿，每个齿构成一个瞬间跳变凸轮。由此，每个齿中的一个面相对于轮7的中心沿径向定位，而另一个面则是倾斜的并构成上条斜面(winding ramp)。
中间轭8通过紧固螺钉9围绕轴可转动地安装。该轭8包括边齿，该边齿与通过紧固螺钉11围绕轴可转动地安装的分钟轭10的边齿相啮合。该分钟轭10具有通过弹簧13压靠在轭10的限位10a上的驱动棘爪12。所述驱动棘爪12与具有十个三角齿的星形齿轮14的边齿啮合，该星形齿轮14与分钟盘4的个位数固定连接。所述星形齿轮14通过跳簧15定位。
弹簧16使得中间轭8一直趋向于按照表针的相反方向转动，从而使轭8与瞬间跳变轮7上的一个齿或凸轮之间保持固定接触。假设轭8和10之间通过各自的齿部连接，则当分钟轭10按照表针的方向移动时，中间轭8反向移动，反之亦然。
分钟盘3上的十位数与星形齿轮17固定连接，该星形齿轮17包括12个三角齿，且通过跳簧18定位。该星形轮17相对于与分钟盘4的个位数固定连接的星形齿轮14偏置。这两个星形齿轮14、17的相对位置使得其各自的边齿在一个区域内上下重叠。在每个三角齿的中心固定有销钉17a，该销钉17a垂直于星形齿轮17的平面，由此形成凸起(addendum)。这些销钉在星形齿轮14的方向延伸，该星形轮14上的十个齿中的一个齿14a(图4)比该星形轮14上的其余齿厚，从而形成对着星形轮17的凸起，使得这个齿14a与销钉17a的轨迹相交，以便当星形轮14每转动一周时星形轮17移动一步。由于星形轮14具有十个齿，所以每当星形轮14移动十步时，便驱动与分钟盘4的十位数固定连接的星形轮17移动一步。另外，假设星形轮14由瞬间跳变驱动，则星形轮17也依次由瞬间跳变驱动。由于星形轮17具有12个齿，所以它每两小时行走一圈，从而与其固定连接的盘4则具有两组数字0-5。
时钟显示机构(图5、6)包括与分钟驱动轮5共轴的瞬间跳变时钟凸轮19，而该凸轮19与传统轮系的空心轴小齿轮(未图示)固定连接，使得它在12小时内行走一圈并沿着表针的方向旋转。该轮19包括12个三角齿形状的凸轮，其各个面中的一个面沿径向定位。
瞬间跳变轭20的一端通过弹簧21压靠在凸轮19上。该轭的另一端具有棘爪22，该棘爪22通过弹簧23压靠在限位20a上。该棘爪22与轮24的24齿齿轮24a的边齿啮合，该轮24在24小时内行走一圈。该轮24包括第二个4齿齿轮24b的第二边齿，其对称地成对排列。两个齿轮24a、24b彼此固定连接且彼此共轴。齿轮24a的边齿通过跳簧33定位。
轮24的边齿24a与12齿的星形齿轮25啮合，该星形齿轮25固定连接到时钟盘2的个位数并通过跳簧34定位，而齿24b则与6齿的星形齿轮26啮合，该星形齿轮26固定连接到时钟盘1的十位数并通过跳簧35定位。齿24b与星形轮26之间的连接不是通过轮26的齿实现的，而是通过销钉26a(图6)实现的，该销钉26a垂直于星形轮26突出。边齿上的4齿齿轮24b的角度位置可进行选择，以便在第一时间驱动星形轮26，使个位数通过十位数，然后在第二时间，在显示数字12之后，以便返回到个位数。该循环在24小时内重现第二次。当然，在这里所给出的示例中，显示是通过将一天的周期分割成两个12小时的周期来实现的。
为了区别白天时间与夜间时间，可以指示给定的信息。为此，将在窗口D下面移动的盘27(图1和6)固定到通过跳簧29定位的星形轮28(图5和6)。该星形轮28通过固定连接到小齿轮30的拨爪30a每12小时前进一次，所述小齿轮30通过轮31驱动在24小时内行走两圈，轮31与轮32啮合，轮32与轮24共轴并固定连接到轮24。盘27具有可以区别两个12小时周期的指示器。这两个分别具有12小时的周期通过盘27指示。时钟显示盘1、2没有必要符合12小时周期。实际上，如果盘27可以显示昼夜之间的区别，则可以设置每个周期的开始时间，例如分别在6a.m.和6p.m.。如果盘27以盎格鲁-撒克逊(Anglo-Saxon)方式指示时间，则其可以指示AM和PM，在此情况下，周期将与盘1、2的两个12小时周期相符合。
所描述的瞬间跳变显示机构具有这样的性质，即其不同的元件不能按照与表针转动方向相反的方向转动。实际上，凸轮7和19的形式仅仅允许按照一个方向转动，其中每个凸轮的三角齿的一侧都沿径向定位，因为当轭位于分开两个齿的空间的底部时，齿的径向凸缘会在相反方向阻碍轮。如果这些轮系能够在两个方向被驱动，如同在其他钟表中那样，则对钟表运转会造成很大的破坏。
即使解决了轮系转动方向的问题，如果时间设置必须通过分钟显示机构的瞬间跳变机构进行，则进行时间设置将花费相当长的时间，因为星形齿轮14是通过轭机构8，10一步一步行走的，并且该机构被驱动的速度也受到限制。
这就是为何要实现特别的时间设置以满足上述两个需求的原因。该机构包括传统的上条柄轴(winding stem)36，其上安装有现有的滑动小齿轮37，该小齿轮37以常规的方式在上条柄轴36的矩形截面部分上滑动，使该滑动小齿轮37可转动地固定连接到该上条柄轴上而与其沿着该上条柄轴36的位置无关。该滑动小齿轮37，与所有的常规滑动小齿轮一样，包括让轭38啮合在其中的槽。该轭38通过转动安装的设置杆39启动，该设置杆39的一个拨爪以常规方式啮合在上条柄轴的槽内。根据上条柄轴36的轴向移动，该设置杆39转动并驱动轭38转动，这使得滑动小齿轮37在图7和8所示的两个位置移动。
当滑动小齿轮37位于图8所示的位置时，也就是说位于时间设置位置时，其边齿与时间设置齿轮40啮合。该齿轮40具有贝利坚式(Breguet-type)边齿40a(图9)，并与同样为贝利坚式的边齿41a啮合，该边齿41a固定连接到第二共轴齿轮41。第二齿轮41可转动地安装在管状回转元件42上，在该元件42内装有螺旋弹簧43。该弹簧43将两个锯齿状边齿40a、41a压靠在一起，使得齿轮40仅仅按照一个方向将其旋转传递给齿轮41，因为在其他方向上锯齿状边齿相互分离且使齿轮41分离，后者能够在管状回转元件42上轴向滑动。因此这种结构允许时钟和分钟显示机构仅仅在需要的方向被驱动，从而避免对机构造成破坏的危险。
轭38通过两个臂停止，这两个臂形成夹持元件38a并且在他们之间安装有校正轭44的一个末端，该校正轭44支撑三个齿轮45、46、47并且与齿轮46共轴转动。在图7所示的时间设置机构的上条位置，三个齿轮45、46、47与齿轮41以及小齿轮14a分开，所述小齿轮14a固定连接到分钟星形轮14的个位数。当上条柄轴36在图8所示的位置移动时间设置机构时，校正轭44被移动并且同时使齿轮45与齿轮41啮合，以及使齿轮47与分钟显示星形轮14的个位数的小齿轮14a啮合。该校正轭44构成了用于建立滑动小齿轮37与分钟显示星形轮14的个位数之间的正确连接的机构。
通过这种结构，使星形轮14的瞬间跳变驱动机构不起作用，通过齿轮41、45、46、47和小齿轮14a影响盘3和4的移动，这使得通过轭8和10的机构能够非常快速地进行时间设置。
与固定连接到空心轴小齿轮的驱动轮5啮合的齿轮48同样在上条和时间设置机构的时间设置位置与齿轮45a啮合，使得齿轮41的单方向转动同样传递给时钟显示机构的轮系，以及传递给能够与其联动的其他所有显示机构。
从前面的说明中可以清楚地看出，分钟和时钟显示的所有变化，以及源于时间显示的显示、即昼夜指示，分别通过凸轮7和轭8、11以及通过凸轮19和相连轭20驱动。
图1表示的这里所述的钟表还包括星期中日子显示盘49，月份中日子显示指针50，以及用于显示月相的盘51。这些显示元件的驱动通过固定连接到时钟凸轮19的小齿轮52(图2和5)实现，该时钟凸轮19本身则固定连接到所有机械式显示钟表的常规工作轮系的空心轴小齿轮(未示出)上。这些机构属于常规类型，不作为本发明的一部分，因此这里没有必要进行说明，因为它们对于理解本发明并不是必要的。
很清楚，构成本发明主题的机械式显示机构必须克服显示元件之间的摩擦，以及由弹簧上条引起的能量损失，弹簧上条是为了储存足够的能量以便能够通过瞬间跳变来移动显示元件以及克服用于定位显示盘的跳簧的力。很清楚，只有在该机构不同元件的摩擦面之间的表面状态允许最大程度地减少摩擦时，这种显示机构才能够工作。因此，特别的，如果固定连接到分钟盘3的十位数上的星形轮17显示为环的形状(图4)，则让该环的内圆周面在其上面旋转的轴承将优选地由红宝石制造。

Claims (5)

1、一种机械式时钟和分钟显示装置，其特征在于，该装置包括四个盘(1、2、3、4)，其中两个盘(1、2)分别用于显示时钟的十位数和个位数，另外两个盘(3、4)分别用于显示分钟的十位数和个位数，所述的每个盘与连接到定位跳簧的齿轮固定连接，与两个盘(2、4)固定连接以分别显示时钟的个位数和分钟的个位数的所述齿轮(25、14)连接到各个轭机构(8、10、20)，该轭机构则通过弹性元件(16、21)压靠在各个瞬间跳变凸轮元件(7、19)上；所述装置还包括构件(14a、17a、24b)，所述构件位于所述凸轮元件(7、19)与所述齿轮(17、26)之间，所述齿轮(17、26)分别固定连接到所述分钟盘(3)的十位数和时钟盘(1)的十位数，且所述构件利用十位数的每次改变，将所述齿轮(17、26)连接到所述各个瞬间跳变凸轮元件(7、19)。
2、如权利要求1所述的装置，其中分别固定连接到分钟显示盘的所述个位数(4)和十位数(3)的所述齿轮(14、17)的旋转轴相互平行，其排列方式使得所述齿轮(14、17)的两个对应的边齿部分彼此上下重叠，固定连接到所述个位数显示盘的所述齿轮(14)的十个齿中的一个齿具有朝向另一个齿轮(17)的凸起(14a)，而所述齿轮(17)上的每个齿都具有朝向另一个齿轮(14)的凸起(17a)，使得所述个位数显示轮(14)的凸起(14a)每走一圈，该凸起(14a)便会驱动所述十位数显示轮走一步。
3、如上述权利要求之一所述的装置，其中分别固定连接到所述时钟显示盘的个位数(2)和十位数(1)的所述齿轮(25、26)同心，驱动轮(24)的双齿轮(24a、24b)设置在所述轭机构(20)与所述齿轮(25、26)之间，所述驱动轮(24)的第一齿轮(24a)一方面与所述轭机构(20)啮合，使其每小时移动一步，另一方面与固定连接到所述时钟显示盘的个位数(2)的所述齿轮(25)啮合，所述驱动轮(24)的第二齿轮(24b)包括规则设置的齿(24b)以便与固定连接到所述时钟显示盘的十位数的所述齿轮(26)啮合，以使十位数移动并且每12小时移动一次。
4、如上述权利要求之一所述的装置，该装置包括时间设置机构，该机构的轮系包括用于单方向传递上条和时间设置柄轴(36)的转动的构件(40-43)。
5、如权利要求4所述的装置，其中所述的时间设置机构一方面包括构件(44-47)，该构件(44-47)用于在所述上条和时间设置柄轴(36)的时间设置位置建立所述柄轴与固定连接到所述盘(4)的所述齿轮(14)之间的直接连接以便显示分钟的个位数，另一方面包括构件(45a，48)，该构件(45a，48)用于在所述上条和时间设置柄轴(36)的时间设置位置建立所述柄轴与所述驱动轮(24)的双齿轮(24a、24b)之间的连接，其中所述驱动轮(24)设置在所述轭机构(20)与所述齿轮(25、26)之间，而所述齿轮(25、26)分别固定连接到所述时钟显示盘的所述个位数(2)和十位数(1)。
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