專利名稱：機械式時鐘和分鐘顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械式時鐘和分鐘顯示裝置。
雖然使用液晶或場致發光二極管的數字式時鐘和分鐘顯示對于石英表來說是已知的，但對于機械表來說則完全未知。雖然進行過一些嘗試，但對于時鐘和分鐘的改變完全是瞬間跳變的顯示裝置來說一直處于未知狀態。鐘表的數字-機械式顯示裝置也是未知的，其中所有的數字并列設置，所以容易閱讀，并且所有的數字大小相等且足夠大以便不需要放大鏡便可閱讀，前提是該裝置能獨立顯示時鐘和分鐘的個位數和十位數。
本發明的目的正是為了克服通過機械方法進行時鐘和分鐘的數字顯示所固有的難題，其效果是相對于傳統的模擬顯示使顯示元件的數量加倍。
為此，本發明的主題是如權利要求1所限定的機械式時鐘和分鐘顯示裝置。
構成本發明主題的顯示裝置，其優點在于能夠通過機械方法實現時鐘和分鐘的瞬間數字顯示。
附圖通過示例的方式概略地圖示了構成本發明主題的顯示裝置的實施方式。


圖1是包括構成本發明主題的時鐘和分鐘顯示裝置的鐘表的整個機械顯示的頂視圖；圖2是類似于圖1的頂視圖，但拿去了各種不同的指示盤，從而顯露出該鐘表的全部顯示機構；圖3是圖2的部分頂視圖，圖示了分鐘顯示機構；圖4是沿圖3中的線IV-IV截取的截面圖；圖5是圖2的另一部分頂視圖，圖示了時鐘和晝夜時間的顯示機構；圖6是沿圖5中的線VI-VI截取的截面圖；圖7是圖2的部分頂視圖，圖示了位于分離位置的顯示校正機構；圖8是類似于圖7的視圖，圖示了位于嚙合位置的顯示校正機構；
圖9是沿圖8中的線IX-IX截取的截面圖。
這里通過示例的方式進行說明的鐘表包括多個指示器，這些指示器源于時間，特別源于星期中的日子、月份中的日子、月相以及晝夜時間。應該清楚的是，這些不同的指示器僅僅是通過隨意選擇的方式進行說明，但本發明并不限于它們與時鐘和分鐘顯示相關的表現形式。
從圖1中能夠看出，時鐘通過分別具有十位數(用于通過12小時時段顯示時鐘的0、1)和十個個位數的兩個同心盤1、2指示，分鐘通過分別具有十位數(0至5)和十個個位數的兩個非同心盤3、4指示。
一對時鐘盤1、2上的兩個并排數字與一對分鐘盤3、4上的兩個相鄰數字對準。時鐘盤1、2和分鐘盤3、4上的這兩對相鄰的對準數字分別透過兩個矩形窗口A和B顯示，所述矩形窗口A和B分別穿過鐘表的表盤C設置(圖4和6)，所述表盤以目前使用的窗口形式覆蓋在圖1中所示的不同顯示盤上，尤其用于指示月份中的日子。在盤1、2、3、4位于圖示的示例中的位置，通過所述窗口A、B可以讀出是11點59分。
分鐘盤3、4的驅動機構(圖3、4)包括安裝在鐘表運轉系中心的驅動輪5。該驅動輪5的中心具有方形孔5a，該方形孔5a位于傳統鐘表運轉系中的空心軸小齒輪(未圖示)的等截面部分的上方，以使該驅動輪5以1轉/小時的速率轉動。該驅動輪5與以2/1倍速率運轉的分鐘輪6嚙合，使得該分鐘輪以每小時兩圈的速率轉動。該分鐘輪6固定連接到瞬間跳變分鐘輪7，該分鐘輪7包括30個三角齒，每個齒構成一個瞬間跳變凸輪。由此，每個齒中的一個面相對于輪7的中心沿徑向定位，而另一個面則是傾斜的并構成上條斜面(winding ramp)。
中間軛8通過緊固螺釘9圍繞軸可轉動地安裝。該軛8包括邊齒，該邊齒與通過緊固螺釘11圍繞軸可轉動地安裝的分鐘軛10的邊齒相嚙合。該分鐘軛10具有通過彈簧13壓靠在軛10的限位10a上的驅動棘爪12。所述驅動棘爪12與具有十個三角齒的星形齒輪14的邊齒嚙合，該星形齒輪14與分鐘盤4的個位數固定連接。所述星形齒輪14通過跳簧15定位。
彈簧16使得中間軛8一直趨向于按照表針的相反方向轉動，從而使軛8與瞬間跳變輪7上的一個齒或凸輪之間保持固定接觸。假設軛8和10之間通過各自的齒部連接，則當分鐘軛10按照表針的方向移動時，中間軛8反向移動，反之亦然。
分鐘盤3上的十位數與星形齒輪17固定連接，該星形齒輪17包括12個三角齒，且通過跳簧18定位。該星形輪17相對于與分鐘盤4的個位數固定連接的星形齒輪14偏置。這兩個星形齒輪14、17的相對位置使得其各自的邊齒在一個區域內上下重疊。在每個三角齒的中心固定有銷釘17a，該銷釘17a垂直于星形齒輪17的平面，由此形成凸起(addendum)。這些銷釘在星形齒輪14的方向延伸，該星形輪14上的十個齒中的一個齒14a(圖4)比該星形輪14上的其余齒厚，從而形成對著星形輪17的凸起，使得這個齒14a與銷釘17a的軌跡相交，以便當星形輪14每轉動一周時星形輪17移動一步。由于星形輪14具有十個齒，所以每當星形輪14移動十步時，便驅動與分鐘盤4的十位數固定連接的星形輪17移動一步。另外，假設星形輪14由瞬間跳變驅動，則星形輪17也依次由瞬間跳變驅動。由于星形輪17具有12個齒，所以它每兩小時行走一圈，從而與其固定連接的盤4則具有兩組數字0-5。
時鐘顯示機構(圖5、6)包括與分鐘驅動輪5共軸的瞬間跳變時鐘凸輪19，而該凸輪19與傳統輪系的空心軸小齒輪(未圖示)固定連接，使得它在12小時內行走一圈并沿著表針的方向旋轉。該輪19包括12個三角齒形狀的凸輪，其各個面中的一個面沿徑向定位。
瞬間跳變軛20的一端通過彈簧21壓靠在凸輪19上。該軛的另一端具有棘爪22，該棘爪22通過彈簧23壓靠在限位20a上。該棘爪22與輪24的24齒齒輪24a的邊齒嚙合，該輪24在24小時內行走一圈。該輪24包括第二個4齒齒輪24b的第二邊齒，其對稱地成對排列。兩個齒輪24a、24b彼此固定連接且彼此共軸。齒輪24a的邊齒通過跳簧33定位。
輪24的邊齒24a與12齒的星形齒輪25嚙合，該星形齒輪25固定連接到時鐘盤2的個位數并通過跳簧34定位，而齒24b則與6齒的星形齒輪26嚙合，該星形齒輪26固定連接到時鐘盤1的十位數并通過跳簧35定位。齒24b與星形輪26之間的連接不是通過輪26的齒實現的，而是通過銷釘26a(圖6)實現的，該銷釘26a垂直于星形輪26突出。邊齒上的4齒齒輪24b的角度位置可進行選擇，以便在第一時間驅動星形輪26，使個位數通過十位數，然后在第二時間，在顯示數字12之后，以便返回到個位數。該循環在24小時內重現第二次。當然，在這里所給出的示例中，顯示是通過將一天的周期分割成兩個12小時的周期來實現的。
為了區別白天時間與夜間時間，可以指示給定的信息。為此，將在窗口D下面移動的盤27(圖1和6)固定到通過跳簧29定位的星形輪28(圖5和6)。該星形輪28通過固定連接到小齒輪30的撥爪30a每12小時前進一次，所述小齒輪30通過輪31驅動在24小時內行走兩圈，輪31與輪32嚙合，輪32與輪24共軸并固定連接到輪24。盤27具有可以區別兩個12小時周期的指示器。這兩個分別具有12小時的周期通過盤27指示。時鐘顯示盤1、2沒有必要符合12小時周期。實際上，如果盤27可以顯示晝夜之間的區別，則可以設置每個周期的開始時間，例如分別在6a.m.和6p.m.。如果盤27以盎格魯-撒克遜(Anglo-Saxon)方式指示時間，則其可以指示AM和PM，在此情況下，周期將與盤1、2的兩個12小時周期相符合。
所描述的瞬間跳變顯示機構具有這樣的性質，即其不同的元件不能按照與表針轉動方向相反的方向轉動。實際上，凸輪7和19的形式僅僅允許按照一個方向轉動，其中每個凸輪的三角齒的一側都沿徑向定位，因為當軛位于分開兩個齒的空間的底部時，齒的徑向凸緣會在相反方向阻礙輪。如果這些輪系能夠在兩個方向被驅動，如同在其他鐘表中那樣，則對鐘表運轉會造成很大的破壞。
即使解決了輪系轉動方向的問題，如果時間設置必須通過分鐘顯示機構的瞬間跳變機構進行，則進行時間設置將花費相當長的時間，因為星形齒輪14是通過軛機構8，10一步一步行走的，并且該機構被驅動的速度也受到限制。
這就是為何要實現特別的時間設置以滿足上述兩個需求的原因。該機構包括傳統的上條柄軸(winding stem)36，其上安裝有現有的滑動小齒輪37，該小齒輪37以常規的方式在上條柄軸36的矩形截面部分上滑動，使該滑動小齒輪37可轉動地固定連接到該上條柄軸上而與其沿著該上條柄軸36的位置無關。該滑動小齒輪37，與所有的常規滑動小齒輪一樣，包括讓軛38嚙合在其中的槽。該軛38通過轉動安裝的設置桿39啟動，該設置桿39的一個撥爪以常規方式嚙合在上條柄軸的槽內。根據上條柄軸36的軸向移動，該設置桿39轉動并驅動軛38轉動，這使得滑動小齒輪37在圖7和8所示的兩個位置移動。
當滑動小齒輪37位于圖8所示的位置時，也就是說位于時間設置位置時，其邊齒與時間設置齒輪40嚙合。該齒輪40具有貝利堅式(Breguet-type)邊齒40a(圖9)，并與同樣為貝利堅式的邊齒41a嚙合，該邊齒41a固定連接到第二共軸齒輪41。第二齒輪41可轉動地安裝在管狀回轉元件42上，在該元件42內裝有螺旋彈簧43。該彈簧43將兩個鋸齒狀邊齒40a、41a壓靠在一起，使得齒輪40僅僅按照一個方向將其旋轉傳遞給齒輪41，因為在其他方向上鋸齒狀邊齒相互分離且使齒輪41分離，后者能夠在管狀回轉元件42上軸向滑動。因此這種結構允許時鐘和分鐘顯示機構僅僅在需要的方向被驅動，從而避免對機構造成破壞的危險。
軛38通過兩個臂停止，這兩個臂形成夾持元件38a并且在他們之間安裝有校正軛44的一個末端，該校正軛44支撐三個齒輪45、46、47并且與齒輪46共軸轉動。在圖7所示的時間設置機構的上條位置，三個齒輪45、46、47與齒輪41以及小齒輪14a分開，所述小齒輪14a固定連接到分鐘星形輪14的個位數。當上條柄軸36在圖8所示的位置移動時間設置機構時，校正軛44被移動并且同時使齒輪45與齒輪41嚙合，以及使齒輪47與分鐘顯示星形輪14的個位數的小齒輪14a嚙合。該校正軛44構成了用于建立滑動小齒輪37與分鐘顯示星形輪14的個位數之間的正確連接的機構。
通過這種結構，使星形輪14的瞬間跳變驅動機構不起作用，通過齒輪41、45、46、47和小齒輪14a影響盤3和4的移動，這使得通過軛8和10的機構能夠非常快速地進行時間設置。
與固定連接到空心軸小齒輪的驅動輪5嚙合的齒輪48同樣在上條和時間設置機構的時間設置位置與齒輪45a嚙合，使得齒輪41的單方向轉動同樣傳遞給時鐘顯示機構的輪系，以及傳遞給能夠與其聯動的其他所有顯示機構。
從前面的說明中可以清楚地看出，分鐘和時鐘顯示的所有變化，以及源于時間顯示的顯示、即晝夜指示，分別通過凸輪7和軛8、11以及通過凸輪19和相連軛20驅動。
圖1表示的這里所述的鐘表還包括星期中日子顯示盤49，月份中日子顯示指針50，以及用于顯示月相的盤51。這些顯示元件的驅動通過固定連接到時鐘凸輪19的小齒輪52(圖2和5)實現，該時鐘凸輪19本身則固定連接到所有機械式顯示鐘表的常規工作輪系的空心軸小齒輪(未示出)上。這些機構屬于常規類型，不作為本發明的一部分，因此這里沒有必要進行說明，因為它們對于理解本發明并不是必要的。
很清楚，構成本發明主題的機械式顯示機構必須克服顯示元件之間的摩擦，以及由彈簧上條引起的能量損失，彈簧上條是為了儲存足夠的能量以便能夠通過瞬間跳變來移動顯示元件以及克服用于定位顯示盤的跳簧的力。很清楚，只有在該機構不同元件的摩擦面之間的表面狀態允許最大程度地減少摩擦時，這種顯示機構才能夠工作。因此，特別的，如果固定連接到分鐘盤3的十位數上的星形輪17顯示為環的形狀(圖4)，則讓該環的內圓周面在其上面旋轉的軸承將優選地由紅寶石制造。
權利要求
1.一種機械式時鐘和分鐘顯示裝置，其特征在于，該裝置包括四個盤(1、2、3、4)，其中兩個盤(1、2)分別用于顯示時鐘的十位數和個位數，另外兩個盤(3、4)分別用于顯示分鐘的十位數和個位數，所述的每個盤與連接到定位跳簧的齒輪固定連接，與兩個盤(2、4)固定連接以分別顯示時鐘的個位數和分鐘的個位數的所述齒輪(25、14)連接到各個軛機構(8、10、20)，該軛機構則通過彈性元件(16、21)壓靠在各個瞬間跳變凸輪元件(7、19)上；所述裝置還包括構件(14a、17a、24b)，所述構件位于所述凸輪元件(7、19)與所述齒輪(17、26)之間，所述齒輪(17、26)分別固定連接到所述分鐘盤(3)的十位數和時鐘盤(1)的十位數，且所述構件利用十位數的每次改變，將所述齒輪(17、26)連接到所述各個瞬間跳變凸輪元件(7、19)。
2.如權利要求1所述的裝置，其中分別固定連接到分鐘顯示盤的所述個位數(4)和十位數(3)的所述齒輪(14、17)的旋轉軸相互平行，其排列方式使得所述齒輪(14、17)的兩個對應的邊齒部分彼此上下重疊，固定連接到所述個位數顯示盤的所述齒輪(14)的十個齒中的一個齒具有朝向另一個齒輪(17)的凸起(14a)，而所述齒輪(17)上的每個齒都具有朝向另一個齒輪(14)的凸起(17a)，使得所述個位數顯示輪(14)的凸起(14a)每走一圈，該凸起(14a)便會驅動所述十位數顯示輪走一步。
3.如上述權利要求之一所述的裝置，其中分別固定連接到所述時鐘顯示盤的個位數(2)和十位數(1)的所述齒輪(25、26)同心，驅動輪(24)的雙齒輪(24a、24b)設置在所述軛機構(20)與所述齒輪(25、26)之間，所述驅動輪(24)的第一齒輪(24a)一方面與所述軛機構(20)嚙合，使其每小時移動一步，另一方面與固定連接到所述時鐘顯示盤的個位數(2)的所述齒輪(25)嚙合，所述驅動輪(24)的第二齒輪(24b)包括規則設置的齒(24b)以便與固定連接到所述時鐘顯示盤的十位數的所述齒輪(26)嚙合，以使十位數移動并且每12小時移動一次。
4.如上述權利要求之一所述的裝置，該裝置包括時間設置機構，該機構的輪系包括用于單方向傳遞上條和時間設置柄軸(36)的轉動的構件(40-43)。
5.如權利要求4所述的裝置，其中所述的時間設置機構一方面包括構件(44-47)，該構件(44-47)用于在所述上條和時間設置柄軸(36)的時間設置位置建立所述柄軸與固定連接到所述盤(4)的所述齒輪(14)之間的直接連接以便顯示分鐘的個位數，另一方面包括構件(45a，48)，該構件(45a，48)用于在所述上條和時間設置柄軸(36)的時間設置位置建立所述柄軸與所述驅動輪(24)的雙齒輪(24a、24b)之間的連接，其中所述驅動輪(24)設置在所述軛機構(20)與所述齒輪(25、26)之間，而所述齒輪(25、26)分別固定連接到所述時鐘顯示盤的所述個位數(2)和十位數(1)。
全文摘要
本發明涉及一種機械式時鐘和分鐘顯示裝置。本發明的裝置包括4個盤(1、2、3、4)，其中兩個盤(1、2)分別用于顯示時鐘的十位數和個位數，另外兩個盤(3、4)分別用于顯示分鐘的十位數和個位數，所述的每個盤與順次連接到跳簧的齒輪固定連接。分別與用于顯示時鐘和分鐘的個位數的兩個盤(2、4)固定連接的所述齒輪(25、14)分別連接到各個軛機構(8、10、20)，該軛機構通過彈性元件(16、21)壓靠在各個瞬間跳變凸輪元件(7、19)上。本發明的裝置還包括連接構件(14a、17a、24b)，所述連接構件位于所述凸輪元件(7、19)與所述齒輪(17、26)之間，所述齒輪(17、26)分別固定連接到所述分鐘盤(3)的十位數和時鐘盤(1)的十位數，并且所述連接構件利用上述十位數的每次改變，將所述齒輪(17、26)連接到所述各個瞬間跳變凸輪元件(7、19)。
文檔編號G04B19/253GK1685292SQ03823184
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月29日 優先權日2002年10月1日
發明者C·迪亞斯 申請人:羅吉杜布依制造股份有限公司