具有功率储备指示的时计

申请号 CN200310119738.1 申请日 2003-12-03 公开(公告)号 CN1504848A 公开(公告)日 2004-06-16
申请人 阿苏拉布股份有限公司; 发明人 J·-J·博恩;
摘要 本 发明 涉及一种时计,包括条盒(1),容纳在条盒中的 弹簧 (1a),与所述条盒机械连接的时间显示元件(5),同样与所述条盒连接的 电能 发生器(2),和用来将所述发生器的 频率 约束成基准频率的调整 电路 (6),为了该目的所述调整电路包括设置成在 制动 周期中将所述发生器 电制动 的 开关 装置(7),当所述调整电路检测到所述发生器的频率高于基准频率时,所述时计的特征在于在所述制动周期的过程中,通过由位于致动装置与发生器之间的电耦合传输的电量(G2),该发生器控 制模 拟功率储备元件(11)的致动装置(10)。
权利要求

1.一种时计,包括条盒(1),容纳在条盒中的弹簧(1a),与所 述条盒机械连接的时间显示元件(5),同样与所述条盒连接的电能发 生器(2),和用来将所述发生器的频率约束成基准频率的调整电路 (6),为了该目的所述调整电路包括设置成在制动周期中将所述发生 器电制动开关装置(7),当所述调整电路检测到所述发生器的频率 高于基准频率时,所述时计的特征在于在所述制动周期的过程中,通 过由位于致动装置与发生器之间的电耦合传输的电量(G2),该发生器 控制模拟功率储备元件(11)的致动装置(10)。
2.如权利要求1所述的时计,其特征在于,将所述功率储备显示 元件的所述致动装置(10)设置成使得将所述显示元件(11)从对应 于弹簧上条后的第一位置移动到对应于弹簧松开时的第二位置。
3.如权利要求1所述的时计,其中发生器包括至少一个线圈(2b) 并且其特征在于所述致动装置包括附加线圈(10b),通过设置成使得 所述线圈在所述制动周期中电耦合的所述开关装置(7a,7b,7c,7d) 实现致动装置与发生器之间的所述电耦合。
4.如权利要求3所述的时计,其特征在于,所述电量(G1)是交 变的,并且其中所述开关装置(7a,7b,7c,7d)进行转换使得将整 流后的电量(G2)传输给所述附加线圈(10b)。
5.如权利要求3所述的时计,其特征在于,致动装置(10)包括 由包括所述附加线圈(10b)的定子(12)和由磁性转子(10a)形成 的电控制的致动器,后者与定子磁耦合并且与所述模拟功率储备显示 元件(11)机械连接。
6.如权利要求5所述的时计,其特征在于,定子(12)具有上面 设有两个颈部(14a,14b)的圆形空腔(13),两个颈部(14a,14b) 设置成使得对应于它的旋转运动的转子(10a)的可以利用的度是大 约60°。
7.如权利要求5或6所述的时计,其特征在于,所述转子(10a) 通过包括具有空心扇形(20)的齿轮减速轮(17)的齿轮减速轮副与 所述模拟功率储备显示元件(11)连接,并且其中在所述扇形中设有 停止元件(19)使得限制所述轮的旋转角度。
8.如权利要求1所述的时计,其特征在于,使用粘性油来通过显 示元件获得稳定的功率储备显示。
9.如权利要求1所述的时计,其特征在于,模拟功率储备显示元 件还提供一个作为所述时计的油老化的指示器,第一位置略微受到偏 移。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种包括具有功率储备指示的发生器的时计。

背景技术

这种时计包括其中容纳有弹簧的条盒。时间显示元件与该条盒以 及电能发生器机械连接。调整电路用来将发生器频率约束成基准频 率。因此该调整电路包括设置成在制动周期中将发生器电制动开关 装置,即,当调整电路检测到发生器频率高于基准频率时。
如图1中所示,从现有技术具体是以本申请人的名字申请的欧洲 专利No.0 762 243中已知这种时计。该时计包括由其中容纳有弹簧 1a的条盒1形成的机械能量源,手动或自动地对该弹簧上条,这里没 有显示出上条装置。
条盒1通过齿轮系3与电子发生器2的磁性转子2a机械连接。发 生器2包括至少一个线圈2b,当旋转驱动磁性转子2a时,从中产生交 变电压Ug,产生由箭头标示的磁场并且与所述至少一个线圈2b耦合。
线圈2b(或多个线圈)的终端与在输出端提供整流后的电压Ua 的整流器4连接,为调整电路6供电,下面将对其进行检查。
与时间有关的指示5的模拟显示元件,通常是一组指针或任何其 他传统的机械时间显示装置,它们通过机芯的齿轮系3与条盒机械连 接并且旋转地固定到转子2a上。由于将发生器频率约束成基准频率的 调整电路6,指针5的旋转速度保持在恒定的平均值,使得指针的速度 对应于为了获得正确的时间显示所需要的速度。
这里将不再详细地描述该调整电路6,因为本领域的技术人员通过 参考以本申请人的名字提交的瑞士专利申请No.686332中的说明书可 以构建这种约束装置。但是,为了便于理解所述电路,这里将调用它 的基本元件和工作原理。
该调整电路6包括通过时钟机构类型石英稳定化的振荡器6a,和 分频器6b,使得振荡器6a的频率变成能够由逻辑电路6c使用的频率, 通过控制信号控制开关元件7,例如晶体管,从而为了将它的频率调整 成最好是对应于由时间指示5的显示元件指示的正确时间的基准频率 的目的而对发生器2进行制动。
根据该专利文献的时计还包括功率储备指示器装置9。该装置包括 计数器9a,通过附加的分频器9b在特定的时间周期中保持连续的制动 信号8的数量。存储器9c与计数器9b的输出连接从而在该特定的时 间周期中存储经过计数的数据,在与解码器9d连接的输出处将所存储 的数据转换成用于功率储备17的增量显示装置9e的控制信号,通过 彩色条带或液晶单元实现该增量显示装置。“增量显示装置”意味着包 括连续标记的显示器9e,将它们照亮或显示成对应于正在测量或计算 的量的值的点。
具有发生器的时计的一个主要优点是传统的机械表机芯的使用可 以调整成与石英精度一致。
这就是为什么在欧洲专利No.0 762 243中提出的解决方案尽管 以适当的方式工作仍然具有缺点,该缺点在于采用由指示器装置控制 的用于功率储备的增量显示装置,基本上由对于调整电路的工作所必 需的附加的电子元件形成的指示器装置。
另外,包含集成一个传统的功率储备指示装置的解决方案的缺点 在于,以在发生器工作的期间内并且特别是在后者的制动期间中不使 用该指示器为条件。
为了克服现有技术中的这些缺点,根据本发明的一个想法是提供 一种模拟功率储备指示,虽然使用与发生器的工作连接的指示器但没 有增加时计的电源损耗。

发明内容

因此本发明涉及在说明书的前文中限定的这种类型的时计,其特 征在于在制动期间的过程中,通过由位于致动装置与发生器之间的电 耦合传输的电量,发生器控制用来致动模拟功率储备元件的装置。
根据一个优选实施例,致动装置包括定子和转子,并且通过定子 与发生器电耦合,后者还与转子机械连接,该转子使得模拟功率储备 显示元件在对应于弹簧上条后的第一位置与对应于弹簧松开后的第二 位置之间机械地移动。
附图说明
通过阅读参照附附图以非限定的举例方式给出的下面说明,将更 好地理解本发明的其他特征和优点,其中:
图1前面已经描述了表示根据现有技术的时计的简图;
图2表示根据本发明的优选实施例的时计的总的简图;
图3A、3B和3C表示根据图2中的优选实施例的电子控制;
图4A和4B表示致动装置的优选实施例;
图5表示根据本发明的一个优选实施例的指示器装置的剖面图;
图6A、6B和6C表示在致动装置中使用的磁性转子的运动起到对 弹簧上条的作用;以及
图7表示根据图2中的实施例的开关装置的一个变型。

具体实施方式

现在将参照图2,它表示根据本发明的优选实施例的时计的总的简 图。可以看到一定数量的元件与结合现有技术的图1中表示的这些相 同,这里将不再解释并且它们的附图标记保持一致。
如在前面表示的现有技术中提到的,当调整电路6检测到发生器 的频率高于预定的基准频率时,发生器2在制动期间内制动。如图3A 中所示,穿过发生器的线圈2b的两端的电压Ug是交变电压,其中线 圈的制动期间由f1、f2和f3标记的区域表示。
已经论证了在发生器的这些制动期间中,如图3B中所示,能量以 与功率储备联系的电量G1的形式在一个或多个线圈2b中消散。实际 上,当发生器频繁地制动时,平均消散的能量是明显的,这意味着剩 余的能量储备是明显的。相反地,当发生器不频繁地制动时,平均消 散的能量降低并且剩余的能量储备不再明显。
因此提供一种能量储备指示器装置。它包括致动模拟功率储备显 示元件11的致动装置10。这些致动装置10最好是由具有具体包括线 圈10b的定子和磁性转子10a的电控制的致动器的形式。
经过开关装置7a至7d以取决于在制动周期的过程中消散的电量 G1的电量G2的形式,通过线圈2b和10b之间的电耦合传递对致动装 置10的这些命令。电量G2最好是对应于流经附加线圈10b的电流I, 不仅仅使得对致动装置10供电,而且还感应出一个平均磁场,驱动磁 性转子10a旋转。
在具有磁性转子的致动器的具体例子中,需要检查在附加线圈10b 中感应的平均磁场不是零。为了这样做,能够具有不同的变型来实现 开关装置,分别在图2和7中以举例的方式给出两个变型。
如图2中所示,根据第一个优选变型,采用包括开关7a至7d的H 形的桥式整流器作为开关装置。
为了得到传递后的电量G2,以图3C中所示的形式,4个开关7a 至7d受到由调整电路6传送的控制信号8的控制,以下面解释的方式 进行。
当已经没有制动作用到发生器的线圈2b上时,4个开关7a至 7d处于断开位置中,如图所示,并且传输给附加线圈的电量是零。
当制动力作用在线圈2b上时,如前面所提到的,能够区分电量G1 的正和负半周期。在电量G1的正半周期中,开关7a和7b同时转换到 闭合位置,与此同时,开关7c和7d同时转换到断开位置。并且,在 同一个电量G1的负半周期中,开关7a和7b则同时转换到断开位置, 与此同时,开关7c和7d同时转换到闭合位置。还可以预计以相反的 方式转换该开关。通过反相器8a和8b获得作用到开关装置7a-7b和 7c-7d上的相反的命令。
在图3C中表示所得到的受到传输的电量G2。在这一点上应当注意 到,根据该第一个变型,优选地在发生器制动期间的时间内传输电量 G2,即,在该期间持续的整个时间中。
根据第二个可能的变型,如图7中所示,简单地假定通过使用包 括两个开关的开关装置,仅仅将正半周期或仅仅将负半周期传输给附 加线圈10b。
当已经没有制动力作用在发生器的线圈2b上时,两个开关则转换 到断开位置。
当制动力作用给线圈2b时,也能够区分电量G1的正和负半周期。 在正半周期中,一个开关转换到闭合位置,然后另一个开关转换到断 开位置。在负半周期中,以相反的方式实现该转换。根据该变型,在 制动期间,根据所采用的连接,在正或负半周期中所传输的电量G2仅 仅提供数据给功率储备。
在这一点上根据第二个变型应当注意到,在制动期间传输电量G2 (图中没有示出),即,对于这些周期持续的整个时间内不需要进行传 输,但是例如仅仅是在诸如正半周期中的特定期间的时间中进行。
对于开关装置无论采用哪种变型,都将磁性转子10a设置成将显 示元件11从对应于弹簧上条后的第一位置驱动到对应于弹簧松开后的 第二位置。至此以下将参照图4至6给出该功率储备指示器装置的详 细工作情况。
图4A表示根据本发明的优选实施例的电子控制的致动器的顶视 图。
如前面已经提到的,该致动装置具体包括致动器10,其具有固定 在优选地具有圆形空腔13的定子12上的线圈10b,因此划定由材料 12c和12d的收缩区域连接的第一和第二定子部分12a和12b,当线圈 接通电源时,即在发生器致动周期中,所述定子部分12a和12b限定 两个正对的磁极(N和S)。在这一点上应当注意到该定子优选地由具 有高磁导率的材料形成。
圆形空腔13在它的边缘上具有两个基本上直径正对的颈部14a和 14b。沿着连接两个颈部14a和14b的直径限定的轴D例如基本上与沿 着定子12的长度限定的轴E形成大约45°的
致动器10还包括最好是以由定子12限定的空腔13为中心的圆形 的并且旋转地固定在轴15上的磁性转子10a。已经在所谓的转子空转 位置中表示了磁性转子10a的磁极(N和S)。
“转子的空转位置”(参见图6C)意味着当对定子的线圈10b没有 供电时,即当线圈中的平均感应磁场为零时,转子10a所在的位置。 具体由定子12的几何结构和颈部14a和14b的位置限定该空转位置。 在图6A至6C中详细地给出了磁性转子10a相对于定子12的旋转运 动。
图4B表示最好是与图4A中的致动器10一同使用的驱动机构。转 子(在图4B中看不到)固定在轴15上,后者与带齿的驱动轮16一同 限定一个用于功率储备指示器元件的驱动轮副。如参照图6A至6C将 要看到的,由于有用的功率储备指示角度是大约为60°,优选地提供一 个齿轮减速轮副,其由与驱动轮16啮合并且固定到驱动如图5中所示 的模拟功率储备指示元件的轴18上的带有齿的齿轮减速轮17构成。 驱动轮16的齿数与齿轮减速轮17的齿数之间的优选比率是2或3,这 允许该角度增大从而显示所提供的功率储备,对于60°的有用角度,可 以获得大约120°或180°的相应的显示角度。
为了防止功率储备指示器元件在显示角度以外移动,例如由于受 到冲击,或者上条机构的过多的操作,提供阻止指示器元件的装置。 为了该目的,最好使用具有空心扇形20的齿轮减速轮17,其限定出与 单个的停止元件19合作的第一和第二支承表面21a和21b。优选地, 该空心扇形20具有120°的圆心角。支承表面21a和21b的两个末端位 置与停止元件19接触,对应于功率储备指示器装置的两个末端位置, 即,对应于弹簧上条后的第一位置和对应于弹簧松开的第二位置。
应当注意到可以提供其他停止装置,具体是以放置在位于时计的 表盘上的显示角度的任何一侧上的螺栓
图5表示根据图4A和4B中所示的实施例的整个功率储备指示器 装置的剖面图。平板22用来作为具体是定子12和线圈10b以及轴15 和18的支承,在轴15和18上分别安装有带齿的驱动和齿轮减速轮16 和17。夹板23使得停止元件19受到固定。在上夹板23和时计表盘 24中形成的通道允许轴18穿过,在它上面安装有模拟功率储备指示元 件11通常是面对适当的刻度运动的指针。当然,还可以提供穿过圆孔 提供指示的圆盘的使用,或者任何其他适当的模拟显示装置。
图6A、6B和6C表示磁性转子相对于定子的运动作为容纳在时计 的条盒中的弹簧上条过程的函数。该运动对应于磁平衡的位置的变 化,该磁平衡由基于制动周期的过程中传输的电量而在定子(12)和 转子之间存在的平均磁耦合与基于定子的几何结构在定子和转子之间 存在的定位扭矩或耦合之间的对抗确定,定子具有高的导磁率。
图6A对应于当弹簧完全上条时磁性转子10a的初始位置。然后为 了将它的工作频率降低到基准频率通过开关装置频繁地制动该发生 器。在该制动周期过程中,线圈10b与发生器的线圈2b电耦合,其产 生穿过定子12的磁场。得到的平均感应磁场允许定子与磁偶极子同 化,它的第一定子部分12a例如对应于磁北极N,并且第二定子部分对 应于磁南极S。
在这种情况中,定子部分12a的N极吸引磁性转子10a的S极。 该转矩的定位反抗位于定子和转子之间的磁矩,其效果在于将磁性转 子10a吸引到如图6C中所示的空转位置上。通过磁平衡的位置给出该 转子的位置。
图6B表示弹簧不再完全上条的中间位置。则作用给发生器的制动 力频率降低并且定子的平均磁偶极子不再明显。因此,磁性转子10a 的磁平衡的位置位于图6A中限定的初始位置与图6C中限定的空转位 置之间。转子在由箭头表示的方向中旋转。
如前面所提到的,图6C表示,磁性转子10a的空转位置,即在发 生器不再制动的位置中,当弹簧松开时或者当发生器不再处于以基准 频率操作的位置中时。
在这种情况中,定子和转子之间的磁矩是零并且因此转子的磁平 衡位置不再仅仅取决于该位置的扭矩,然后处在它的空转位置中的转 子取决于定子的几何结构。为了该目的,定子具有材料12c和12d的 收缩区域和在圆形空腔13的边缘上形成的颈部14a和14b。因此空转 位置在定子的轴E和磁性转子的南-北轴(N-S)之间形成大约80°的角 (a)。
在这种情况下应当注意在实际中,有两个空转位置,如图中所示 的和正对的磁性位置,即,由180°进行的角度补偿。因此当组装功率 储备指示器装置时,磁任意地放置在图中所示的位置中。
通过附加注释的方式,应当注意到已经论证了该模拟功率储备指 示器元件给出了作为时计机心所使用的油老化的信息,特别是考虑到 齿轮系,当弹簧完全上条时该元件不再指示储备的最大值。优选地, 因此为了替代他们的目的,该元件还将用来作为油老化的指示器。
也还应当注意到为了增加它的稳定性,优选地将粘性油用于该指 示器装置。
另外,应当注意到所提供的该发生器最好对应于以本申请人的名 字申请的欧洲专利No.1 109 083中图1所限定的内容,通过引用将其 合并进来。这种发生器包括转子,该转子具有设置在三个串联连接的 扁平线圈的任何一侧上的两个凸缘,形成定子并且在与后者垂直的同 一平面中彼此相对于转子的轴基本上补偿120°。在每个凸缘上正对线 圈径向地并且以规则的间隔固定有6个磁铁。两个连续的或正对的磁 铁的极性是相反的。
在这一点上应当注意到能够提供该发生器的其他实施例,具体是 与条盒弹簧机械连接的发生器,从而以通过调整电路束缚的频率产生 振荡运动。
最后,应当注意到可以提供致动装置的其他实施例,具体与下面 表示的两个变型一致。
根据第一个变型,该致动装置具体包括线圈,该线圈通过例如图2 中所示的开关装置与发生器线圈在致动周期中连接,在其中设置有铁 磁体,例如铁-镍合金-类型的合金的组合。在致动周期中, 根据功率储备,通过由发生器传输的电量对线圈供电。取决于该电量 并且因此取决于该功率储备的所感应的磁场通过磁致伸缩具有使得铁 磁体变形的效果。通过任何适当的机械装置使用该铁磁体的变形来指 示该功率储备。
根据第二个变型,该致动装置具体包括由在发生器致动期间的时 间中与发生器线圈串联连接的形状记忆合金形成的导线。该形状记忆 合金可以获得两种不同的形状,高温形状和低温形状,通过在致动周 期中传输的电量作用这两种形状,它具有增加由这种类型的合金形成 的所述导线的温度的效果。最常使用的合金是CuZnAl、TiNi和 CuAlNi。应当注意到,优选地在CuAl合金中添加铍使得能够获得相当 低的变形温度,与此同时保证在高温处的良好的稳定性。
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