具有交叉条带的钟表谐振器制造技术

本发明专利技术涉及一种钟表(300)或手表，其包括至少一个谐振器(100)，所述谐振器包括相对于固定到钟表机芯(200)的结构上的连接元件(2)振荡的至少一个摆陀(1)，该摆陀(1)通过弹性的交叉条带(3,4)从所述连接元件(2)悬置，所述条带彼此相距一定距离在两个平行平面上延伸，在所述平行平面中的一个平面上的所述条带的投影在所述摆陀(1)的虚拟枢轴轴线(O)处交叉，并且限定作为顶角的第一角度(α)，与该第一角度相对的是连接元件(2)的延伸的一部分，该部分位于交叉的条带(3,4)与连接元件(2)的附接点之间，并且第一角度(α)在68°和76°之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种钟表谐振器，其包括相对于包含在谐振器中的连接元件振荡的至少一个摆陀(weight)，该连接元件布置为直接或间接紧固到钟表机芯的结构上，所述至少一个摆陀通过交叉的条带或梁从所述连接元件悬置，所述交叉的条带或梁是彼此相距一定距离在两个平行平面中延伸的弹性条带，在所述平行平面中的一个平面上的所述条带的方向的投影在所述摆陀的虚拟枢轴轴线处交叉，并且一起限定始自所述虚拟枢轴轴线的作为顶角的第一角度，与所述第一角度相对的是所述连接元件的一个延伸的部分，该部分位于所述交叉条带与所述连接元件的附接点之间。本专利技术还涉及一种包括该谐振器的钟表机芯。本专利技术还涉及一种钟表，特别是手表，其包括该机芯和/或该谐振器。本专利技术涉及用于机械钟表机构、特别是手表的时基领域。
技术介绍
具有交叉的条带或梁的摆轮是可以代替游丝摆轮组件在机械手表中用作时基的谐振器。交叉条带或梁的使用具有增加品质因数的优点，因为在枢转点不再具有任何摩擦。但是，具有交叉条带的摆轮具有两个重大的缺陷：–弹性回复力矩是非线性的，这使得系统非等时，即，谐振器的频率取决于振荡的振幅；–摆轮的质量中心承受残余运动，该残余运动是由于瞬时旋转轴的寄生运动导致的。因此，在重力场中，谐振器频率取决于手表的取向：这被称为位置影响(position effect)。在F.Barrot，T.Hamaguchi的出版物《Un nouveau régulateur mécanique pour une réserve de marche exceptionnelle》(Proceedings of the2014Study Day of the Swiss Society of Chronometry，瑞士计时学会2014学习日会议)中，作者公开了由具有交叉条带的摆轮形成的振荡器。他们描述了“选择执行Wittrick式枢转”以“使得振荡频率与摆轮相对于重力的取向无关”。其中条带在它们长度的八分之七处交叉的此特别构型在W.H.Wittrick的著作The properties of crossed flexure pivots and the influence of the point at which the strips cross>>(《交叉挠曲枢轴的特性及在条带交叉点处的影响》The Aeronautical Quarterly II(4)，第272-292页(1951))中公开。它具有使虚拟旋转轴线的位移最小化的优点，并且因此使位置影响最小化。但是，在两个条带之间具有90°角的情况下，在这些文献中使用的具有交叉条带的摆轮是高度非等时的，这是作者为什么借助被称作等时性校正器的附加部件进行补偿的原因。实验测量表明，该补偿很难在实践中实现，因此对于条带找到消除位置影响和由弹性回复力的非线性引起的非等时的几何形状将会十分有用。CSEM名下的欧洲专利申请EP 2911012A1公开了一种具有虚拟枢轴的钟表旋转振荡器，其具有通过若干柔性条带连接到支撑件的摆轮，特别是在一体式实施例中。至少两个柔性条带在垂直于所述振荡器的平面的平面中延伸，并且在限定振荡器的振荡几何轴线的直线上互相交叉；该轴线在所述条带各自长度的八分之七位置处与两个条带交叉。根据W.H.Wittrick的著作(University of Sydney，悉尼大学，1951年2月)，在八分之七长度处具有交叉点的构型已知是最佳的，以获得围绕虚拟振荡轴线的本身的无摩擦旋转，同时使轴线的位移最小化。尽管在该文献EP 2911012A1中，设想条带垂直于具有N个边的规则内多变形(其具有围绕虚拟振荡轴线的N级对称性)的边，但是示出的唯一特定构型是内正方形的构型，其中包括条带的两个平面彼此垂直。根据该文献，条带数目和它们的布置由允许用于系统的空间(特别是从美学的视角)和系统的稳定性之间的折中所限定。除了已知的八分之七规则外，在欧洲专利申请EP 2911012A1中没有明确提到用于实现最优等时性的特定的优选几何参数。
技术实现思路
专利技术人观察到，一方面，位置影响很少地依赖于两个交叉条带之间的角度，另一方面，由弹性回复力的非线性所引起的非等时性高度依赖于所述角度，他们通过数值模拟论证出可以找到同时优化位置影响和等时性的角度值。本专利技术因此提出，通过提供一种用于摆轮条带的优化的几何形状来消除现有技术的缺陷，该优化的几何形状消除了位置影响和由弹性回复力的非线性引起的非等时性。为此，本专利技术涉及一种钟表谐振器，该谐振器包括相对于包括在该谐振器中并且布置为直接或间接紧固到钟表机芯的结构上的连接元件振荡的至少一个摆陀，所述至少一个摆陀通过交叉条带从所述连接元件上悬置，所述交叉条带是彼此相距一定距离在两个平行平面中延伸的弹性条带，在所述平行平面的一个平面中所述条带的方向的投影在所述摆陀的虚拟枢轴轴线处交叉，并且一起限定始自所述虚拟枢轴轴线的作为顶角的第一角度，与所述第一角度相对的是所述连接元件的一个延伸的部分，该部分位于所述交叉条带与所述连接元件的附接点之间，其特征在于，所述第一角度在68°到76°之间。本专利技术还涉及一种包含该谐振器的钟表机芯。本专利技术还涉及一种包括该机芯和/或该谐振器的钟表，特别是手表。附图说明在参照附图阅读下面的详细描述后，本专利技术的其他特征和优点将显现，图中：–图1示出具有带交叉条带的摆轮的谐振器的示意性平面图，其处于以实线示出的休止位置，以及瞬时位置(交叉条带用虚线示出)，在该瞬时位置摆轮从其休止位置移开。图1表示交叉条带倾斜地锚定在承载它们的连接元件上的一般情况，该连接元件附接到钟表机芯的结构上。图1A示出一种优选构造，其中在连接元件中的锚定点处，在与每一条带的端部正交的平面中实现锚定。-图2是表示现有技术的曲线图，其中在谐振器的休止位置所述交叉条带相垂直，该图示出了在纵坐标上的弹性常数K随着由其休止位置在横坐标上的摆轮所形成的当前角度θ而发生的变化。–图3和图4也是表示同一现有技术的曲线图，示出了质量中心坐标(在图3中关于X和ΔX，在图4中关于Y和ΔY)随着由其休止位置在横坐标上的摆轮所形成的当前角度θ而发生的变化。坐标ΔX和ΔY的这些变化相对于条带长度L被标准化，因此该曲线没有单位。–图5是表示本专利技术的曲线，其中在谐振器的休止位置，交叉条带彼此形成接近72°的第一角度α，该图示出了在纵坐标上的弹性常数K随着由其休止位置在横坐标上的摆轮所形成的当前角度θ而发生的变化。–图6和图7也是表示本专利技术的曲线，其中在谐振器的休止位置，交叉条带彼此形成接近72°的第一角度α，该图示出了质量中心坐标(在图6中关于X和ΔX，在图7中关于Y和ΔY)随着由其休止位置在横坐标上的摆轮所形成的当前角度θ而发生的变化。坐标ΔX和ΔY的这些变化相对于条带长度L被标准化，因此该曲线没有单位。–图8示出一个变型，其中具有交叉条带的谐振器为音叉谐振器。–图9是细节图，以虚线示出由可微加工材料制成的具有连接元件的一体式弹性条带的挠曲影响区域的深度(如图1的情况)。–图9A等同于图1A。–图10是示出钟表或手表的框图，其包括具有一个机构的机芯，该机构又包括所述谐振器。–图11A的曲线图示出具有交叉条带的摆轮随着参数Q＝ri/L而变化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钟表谐振器(100)，其包括相对于包含在所述谐振器中的连接元件(2)振荡的至少一个摆陀(1)，所述连接元件布置为直接或间接地固定到钟表机芯(200)的结构上，所述至少一个摆陀(1)通过交叉的条带(3,4)从所述连接元件(2)悬置，所述交叉的条带(3,4)是彼此相距一定距离在两个平行平面中延伸的弹性条带，在所述平行平面的其中一个平面上的所述条带的方向的投影在所述摆陀(1)的虚拟枢轴轴线(O)处交叉，并且一起限定始自所述虚拟枢轴轴线(O)的作为顶角的第一角度(α)，所述第一角度与所述连接元件(2)的一个延伸的部分相对，该部分位于所述交叉的条带(3,4)与所述连接元件(2)的附接点之间，其特征在于，所述第一角度(α)在68°和76°之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 EP 14199039.01.一种钟表谐振器(100)，其包括相对于包含在所述谐振器中的连接元件(2)振荡的至少一个摆陀(1)，所述连接元件布置为直接或间接地固定到钟表机芯(200)的结构上，所述至少一个摆陀(1)通过交叉的条带(3,4)从所述连接元件(2)悬置，所述交叉的条带(3,4)是彼此相距一定距离在两个平行平面中延伸的弹性条带，在所述平行平面的其中一个平面上的所述条带的方向的投影在所述摆陀(1)的虚拟枢轴轴线(O)处交叉，并且一起限定始自所述虚拟枢轴轴线(O)的作为顶角的第一角度(α)，所述第一角度与所述连接元件(2)的一个延伸的部分相对，该部分位于所述交叉的条带(3,4)与所述连接元件(2)的附接点之间，其特征在于，所述第一角度(α)在68°和76°之间。2.如权利要求1所述的谐振器(100)，其特征在于，所述第一角度(α)在70°和76°之间。3.如权利要求2所述的谐振器(100)，其特征在于，所述第一角度(α)在70°和74°之间。4.如权利要求3所述的谐振器(100)，其特征在于，所述第一角度(α)等于71.2°。5.如权利要求1-4中任一项所述的谐振器(100)，其特征在于，所述条带(3,4)的尺寸设计为：具有在所述虚拟枢轴轴线(O)与所述条带到所述连接元件(2)的附接点之间的内径(ri)，在所述虚拟枢轴轴线(O)与所述条带到所述摆陀(1)的附接点之间的外径(re)，以及总长度(L)，其中L＝ri+re，并且比率(Q)例如Q＝ri/L在0.12和0.13之间。6.如权利要求1-4中任一项所述的谐振器(100)，其特征在于，所述条带(3,4)的尺寸设计为：具有在所述虚拟枢轴轴线(O)与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·迪多梅尼科，B·伊诺，L·克灵格尔，JL·黑尔费尔，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH