CN114137816A - 包括发电机的钟表和组装这种发电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钟表和用于将发电机(24)安装在钟表中的方法，该发电机由具有永磁体的转子和两个线圈形成；其中，将支承结构与转子预组装，并且预先形成包括两个线圈的电子模块(26)。该方法包括用于将电子模块侧向安装在支承结构中以形成发电机的以下相继步骤：将电子模块的支承件与支承结构组装在一起以形成铰接部；借助于铰接部使电子模块旋转，以使两个线圈更靠近转子旋转轴线，使得这两个线圈最终各自位于距转子旋转轴线相同距离的功能位置；在所述旋转之后紧固电子模块以止挡铰接部，从而将电子模块保持在功能角位置。

Description

包括发电机的钟表和组装这种发电机的方法

技术领域

本发明涉及钟表领域，该钟表包括发电机，也称为微型发电机，该发电机由具有永磁体的转子和配置有线圈的定子形成，该线圈连接到电子电路，以便能够向所述定子供电。

具体而言，本发明涉及结合有发电机的电子机械钟表机芯，发电机的转子与布置在形成机械能量源的发条盒和当前时间的模拟显示器之间的齿轮系成啮合关系。

背景技术

文献EP 1109083中描述了上述类型的钟表机芯。这种钟表机芯配有发电机，该发电机产生电力以给用于调节该发电机的转子的转速的电路供电。由于该转子与钟表机芯的齿轮系啮合，因此模拟显示指示器的前向运动受到控制。发电机的转子包括位于其轴上的小齿轮，该小齿轮与齿轮系的运动件(mobile)啮合。该转子以与齿轮系的另一个运动件相同的方式安装在钟表机芯的支承结构中，即安装在机板和桥夹板之间，并且该转子包括两个承载磁体的法兰，定子的线圈部分位于这两个法兰之间。因此，当转子首先与齿轮系的其他运动件一起安装在支承结构中时，需要将线圈侧向引入手表支承结构中，也就是说垂直于转子的旋转轴/中心轴的轴线。

如上述文献中所指出的，重要的是发电机能够为预期的转子提供具有最大可能值的整流电压。为此，有利的是，线圈最好能够放置在磁体之间，以便在线圈中获得最大可能的感应电压。这是通过根据转子磁体的径向位置选择线圈的最大可能有用直径来实现的。为了实现这一点，通常需要每个线圈能够尽可能靠近中心转子轴地插入转子法兰之间。因此，有利的是，所有线圈都与转子的旋转轴线相距相同的距离，使得它们中的每一个提供基本相同强度的感应电压。应当注意的是，手表发电机通常具有两个或三个线圈，用于在两个法兰的每一个上呈圆形地且规则地布置的、具有轴向磁化和交替极性的六个双极磁体，线圈之间具有120°的中心角。这种构造已被证明对于手表发电机的尺寸是最佳的，以便在线圈中获得相对较大的感应电压，同时允许在双线圈定子的情况下定子在钟表机芯中的有利布置。每个法兰有四个或八个磁体的转子需要角偏移为90°或180°的线圈。偏移90°的两个线圈在它们可以具有的有用直径方面受到严重限制，并且它们之间的180°偏移使钟表机芯中定子的布置变得复杂，并且通常带来更大的体积问题。

参考图3和4，文献EP 1109083提出了一种定子，该定子具有形成一个单独模块的三个线圈，该定子像抽屉一样安装在限定用于该单独模块的滑动件的支承结构的空间中。通常，该单独模块还支持电子调节电路；因此在下文中它将被称为“电子模块”。因此，为了将定子与转子组装在一起，在组装该支承结构与齿轮系时该转子被预先安装在钟表机芯的支承结构中，将电子模块引入滑动件并在该滑动件中滑动，直到线圈围绕转子轴就位并部分地位于两个转子法兰之间。因此，所提出的技术在于在支承结构中使电子模块在滑动件中沿着由滑动件限定的线性轴线侧向滑动。这种技术有若干缺点。首先，机芯的布置受到滑动轴线必须位于两个线圈中间这一事实的影响。然后，由于两个线圈被引出到转子轴之外，这两个线圈之间必须有至少等于转子轴直径的间距。

还有其他缺点需要注意。如果取消三个线圈中的一个以减小体积，并且如果希望通过允许两个剩余线圈的周边与轴相距小的距离(考虑了给定制造公差的最小功能距离)来最大化两个剩余线圈中感应的电压，则必须在滑动件中提供相对较大的侧向间隙，以允许线圈绕过转子轴，该线圈的中心在转子轴的后部。这种侧向间隙部分地消除了滑动件的好处，并且它如所设定的那样(也就是说通过螺钉)紧固电子模块会产生问题，因为难以正确地对准在电子模块的支承件中设置的用于螺钉通过的孔和在机板中设置的相应螺纹孔。应该注意的是，通过螺钉紧固电子模块(螺钉的头部设置在支承结构的上部桥夹板的侧面上)需要该上部桥夹板具有用于此目的的开口或者不覆盖所提供的紧固区域的外部轮廓。因此，电子模块支承件从该上桥夹板的此侧面部分可见，这对于机械式钟表机芯来说是一个缺点，该机芯可以通过结合有该机芯的表壳的玻璃后盖来显示。最后，滑动件在支承结构中的布置需要在滑动件中具有平坦表面的机板，该平坦表面具有足够的范围以在安装时适当地引导电子模块。为了使线圈在两个法兰之间正确地居中，转子必须相对于这样的平坦表面精确地轴向定位。

发明内容

本发明的目的是通过提供如下的钟表来克服上文所述的根据现有技术的结合有发电机的钟表的至少一些缺点，该钟表结合有发电机并且被布置成允许将包括发电机线圈的电子模块安装在支承结构中，该支承结构与该发电机的转子预组装，这是容易的、有效的和精确的。本发明还提供了一种用于将发电机安装在钟表中的方法。

因此，本发明涉及一种钟表，该钟表包括支承结构和发电机，该发电机由转子和定子形成，该转子配置有至少一个磁体并安装成在支承结构中枢转，该定子由两个线圈组成并与电子电路一起形成电子模块，该电子模块被布置成在支承结构与在其中枢转的转子安装在一起之后，能够被安装在支承结构中。电子模块包括支承件，该支承件具有与支承结构的第一元件形成铰接部的第一部分。该钟表被布置成使得在将预先形成的电子模块侧向安装在与转子预组装的支承结构中期间，所述第一部分和所述第一元件可以被组装以形成铰接部，该铰接部然后允许电子模块围绕由该铰接部限定并平行于转子旋转轴线的旋转轴线从第一角位置(该电子模块在形成铰接部之后被直接定位于其中)旋转到第二角位置，以使两个线圈中的至少一个更靠近转子的旋转轴线，使得这两个线圈最终各自位于距转子的旋转轴线基本上相同距离的功能位置，电子模块通过紧固系统被保持在第二角位置，该紧固系统布置成能够在该第二角位置止挡铰接部。

根据本发明的一般实施例，支承件的第一部分和支承结构的第一元件被布置成使得该第一部分或/和该第一元件能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第一元件侧向引入第一部分或将第一部分引入第一元件来使得该第一部分和该第一元件以可拆装的方式组装以形成铰接部。

根据一个有利的变型，紧固系统由支承件的第二部分和支承结构的第二元件形成，所述第二部分和第二元件被布置成：在电子模块侧向安装在支承结构中期间发生的、电子模块围绕由铰接部限定的旋转轴线在所述第二角位置的方向上旋转期间，能够通过施加到该电子模块的压力来组装，第二部分和第二元件被布置成使得该第二部分或/和该第二元件能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第二元件引入第二部分或将第二部分引入第二元件来使得它们以可拆装的方式组装。

在所附权利要求中限定了根据本发明的用于在钟表中安装发电机的方法。

附图说明

下面将使用以非限制性例子的方式给出的附图详细描述本发明，其中:

-图1示意性且部分地示出了根据本发明的一个主要实施例的钟表机芯，

-图2部分地示意性地示出了根据本发明的该主要实施例的钟表机芯的剖视图，

-图3是图2的钟表机芯的调节模块的支承结构的侧视图，

-图4是部分形成调节模块的电子模块的透视图，

-图5是调节模块的透视图，其中上部桥夹板以透明方式示出，

-图6至9示出了在支承结构中组装电子模块以形成调节模块的四个连续步骤。

具体实施方式

参考附图，下文将描述根据本发明的一个主要实施例的钟表机芯和用于组装其调节系统的方法，该调节系统包括具有永磁体的发电机，更具体地，将描述用于安装该发电机的方法。

图1示意性且部分地示出了钟表机芯2，其以下述装置为特征：由安装在机板4上的发条盒6形成的常规机械能量源、由齿轮系8驱动的模拟显示器(未示出)、以及调节系统，齿轮系8继而由发条盒驱动，调节系统由发电机和用于调节其转速的电子电路形成，这将在后面描述。在所示的例子中，齿轮系8包括大普通运动件(average mobile)10、普通运动件12，普通运动件12的小齿轮与中心分钟轮16啮合，普通运动件12的轮与秒针运动件14啮合，秒针运动件14可以承载位于“6点钟”处的小秒针。常规地，中心分钟轮16通过摩擦耦接(以允许时间设定)来驱动承载分针和时针的计时器。

图2示出了具有调节系统的钟表机芯2，该调节系统由安装在机板4上并通过三个螺钉(未示出)紧固到机板4上的调节模块20形成，该三个螺钉从机板下方拧入形成调节模块的支承结构22的三个支柱30、31和32的螺纹孔中。应该注意的是，螺纹可以在支柱处和/或下部管处，这些下部管通过穿过夹板34的相应孔并且通过插入机板的相应孔18a、18b和18c(见图1)来延长这些支柱，其中下部管被压入(可选地胶粘或焊接，任选地在压入之后)在夹板34中。可以提供用于将调节模块紧固到机板上的其他手段，特别是通过压入、胶粘或焊接来紧固。注意，所示和所述的变型提供了模块形式的调节系统，该模块可以在安装到钟表机芯的机板上之前被完全组装。这是本发明的一个有利但非限制性的变型，将在后面的描述中出现。

参考图2至5，将更详细地描述调节模块20，其包括:由夹板34、三个支柱30、31和32以及桥夹板36形成的支承结构22；发电机24，其由转子38和定子形成，转子38安装在夹板和桥夹板之间并且在其中枢转，定子包括两个相同的线圈52和54；布置在支承件50上并连接到支承件上承载的两个线圈的电子电路56；两个运动件28和29，这两个运动件中的第一者的小齿轮与秒针运动件14的轮啮合，这两个运动件中的第二者的轮与发电机转子的小齿轮42啮合，从而允许转子每秒旋转数圈，例如大约64/9转/秒。转子38具有旋转轴线72。为了能够精确地调节秒针运动件的轮的齿在第一运动件28的小齿轮的齿中的插入度，机板4中的孔18b和18c设置成长圆形，从而调节模块20可以为此目的围绕由延长支柱31并插入圆孔18a中的下部管限定的旋转轴线轻微地旋转。

根据本发明，调节模块20包括两个不同的部分:-结合有发电机24的转子38的机械部分，以及-结合有该发电机的两个相同线圈52、54的电子模块26。这两个不同的部分被布置成使得根据将在下文描述的本发明的方法，它们每个都可以在电子模块26与调节模块的机械部分的最终组装之前的预备步骤中被组装，以完全形成该调节模块。更一般地，当调节系统不是以模块的形式提供时，本发明提供了类似于电子模块26的电子模块，该电子模块不同于结合有发电机转子38的钟表机芯的机械部分，并且被布置成能够在预备步骤中组装之后侧向安装在该机械部分中。优选地，电子模块也可以随后与支承结构分离，而不需要拆卸机械部分。在图4中以透视图示出的电子模块26包括支承件50，在支承件50上布置有发电机的两个线圈和用于调节该发电机转速的电子电路56。调节模块的机械部分包括支承结构22、两个运动件28、29和发电机的转子38，它们被枢转地安装在支承结构中以形成机械部分，这是在该机械部分与电子模块最终组装之前进行的。发电机24的转子38包括两个盘，每个盘在由这两个盘限定的内部空间一侧均承载磁体40，并且两个线圈52和54插入该内部空间中，使得当转子旋转时这些磁体在线圈的上方和下方通过。应当注意的是，在发电机的一个变型中，仅这两个盘中的一个盘配置有永磁体。

三个支柱30、31和32将夹板34固定地连接到桥夹板36上，同时使它们彼此保持一定的距离，每个支柱在其两端具有下肩部44和上肩部46。当将支柱安装在夹板34中时，下肩部用作止动件。在一种变型中，支柱30和32的下肩部还形成电子模块26的支承件50的下止动件，从而参与该电子模块在高度上的定位。如果不是这种情况，那么一旦电子模块已经组装到支承结构上，则支承件50搁置在夹板34上，夹板34的上表面于是限定了用于电子模块的下止动件。三个支柱的上肩部46用作桥夹板36的止动件，桥夹板36被三个螺钉64、65和66压靠在这些止动件上，螺钉64、65和66用于将桥夹板紧固到支承结构的其余部分。在一种变型中，支柱30和32的上肩部还形成用于支承件50的上止动件。只要下肩部和上肩部之间的距离对应于支承件50的高度，更具体地说对应于其两个紧固部件58和60的高度，则这两个肩部允许确定电子模块的精确轴向位置，更具体地说两个线圈52、54的精确轴向位置，使得这两个线圈在转子38的磁体40之间正确地居中。优选地，为了将线圈保持在轴向位置(沿着转子的旋转轴线)，附加地，还设置了用于将支承件50紧固到夹板34的螺钉。在所示的支承件50搁置在夹板34上的变型中，该附加的紧固螺钉用于将该支承件压靠在该夹板上。在电子模块的轴向位置由支柱30和32的下肩部和上肩部确定的另一变型中，附加的紧固螺钉例如从机板4的下侧穿过在该机板中加工出的无螺纹孔拧紧，并且弹性间隔垫圈布置在机板和支承件之间，从而允许通过该紧固螺钉精确地调节机板和电子模块的支承件之间的距离。

参照图6至图9，将更准确地描述根据本发明的用于将发电机安装在钟表中的方法的一个实施例，该发电机由配置有至少一个永磁体的转子和两个线圈形成。在第一预备步骤中，将已经描述的调节模块20的机械部分预组装，其中发电机24的转子38安装在支承结构22中。在第二预备步骤中，预先形成已经描述过的电子模块26，该电子模块包括支承件50、两个线圈和电子电路56。支承件50具有第一部分58，该第一部分位于支承件的相对于包括两个线圈的中心轴线的平面的第一侧，该第一部分被构造成能够与支承结构的第一元件30形成铰接部。概括而言，根据本发明的方法包括以下步骤，这些步骤用于将电子模块侧向安装在调节模块的或钟表机芯的机械部分中，以便形成发电机：

-将电子模块26部分地侧向引入支承结构，使得远离第一部分的电子模块的一部分通过越过转子轴38一侧而避开该转子轴38(图6)；

-组装支承件的第一部分58和支承结构的第一元件30以形成铰接部(图7)；然后

-使电子模块26从第一角位置(图7)(在形成铰接部之后，该电子模块直接位于该第一角位置)围绕由铰接部限定的并且平行于转子的旋转轴线72的旋转轴线74旋转(图8)到第二角位置(图9)，以使两个线圈中的至少一者更靠近转子的旋转轴线，使得在第二角位置，这两个线圈中的每一者都位于距转子的旋转轴线72基本相同距离的功能位置；

-通过紧固系统来紧固电子模块26，该紧固系统被布置成能够在第二角位置止挡铰接部，从而将该电子模块保持在该第二角位置。

在使用附图描述的该实施例中，组装步骤之前是将电子模块侧向引入调节模块的机械部分，更具体地说，引入夹板34和桥夹板36之间的支承结构22中的步骤，这种引入通过线性或曲线运动(图6)实现，其允许已经首先插入支承结构的第一线圈避开转子轴、特别是形成该轴的小齿轮42，这通过以下操作实现：在该轴之外插入机械部分中并允许支承件的第一部分58移动靠近支承结构的第一支柱30，从而能够最终与该第一支柱接触并组装到其上以形成铰接部(图7)。第一支柱是圆柱形的，并且第一部分58具有圆形空腔68，其圆柱形壁延伸超过180°，该圆形空腔的尺寸形成为使得该圆形空腔能够容纳第一支柱。

在所描述的有利变型中，第一部分58和第一支柱30通过如下操作被组装：利用压力将第一支柱引入第一部分(图7)，也就是说，在将第一支柱引入圆形空腔时通过压力弹性扩大开口来打开圆形空腔，从而形成铰接部。因此，支承件的第一部分58具有弹性变形能力，允许其通过压力以可拆装的方式组装到第一支柱30，以获得铰接部，该铰接部的旋转轴线74对应于第一支柱30的中心轴线。在另一变型中，提供构造相反的铰接部，其中，电子模块的支承件的第一部分限定超过180°的圆柱形部分，支承结构的第一元件具有圆形空腔，该圆形空腔具有延伸超过180°的圆柱形壁，并且具有弹性变形能力，该弹性变形能力允许其通过压力以可拆装的方式组装到第一部分，以获得其旋转轴线由空腔的中心轴线限定的铰接部。

在所描述的有利变型中，紧固系统类似于铰接部形成系统，该紧固系统允许由于预先形成的铰接部而执行的电子模块(图8)的旋转结束时，在所述第二角位置止挡铰接部。该紧固系统由支承件50的第二部分60和支承结构的第二支柱32形成，第二部分60布置在支承件的相对于包括两个线圈的中心轴线的平面的第二侧，它们通过在该电子模块围绕由铰接部限定的旋转轴线74在第二角位置(图9)的方向上的旋转过程中施加到电子模块的压力而组装。第二部分60和第二支柱32被布置成使得该第二部分能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第二支柱32插入到第二部分60中以可拆装的方式组装它们，该第二部分60限定了圆形空腔，该圆形空腔的圆柱形壁延伸超过180°。在另一变型中，提供构造相反的紧固系统，其中，电子模块的支承件的第二部分限定超过180°的圆柱形部分，支承结构的第二元件具有圆形空腔，该圆形空腔具有延伸超过180°的圆柱形壁，并且该圆柱形壁具有弹性变形能力，从而允许其通过压力以可拆装的方式组装到第二部分，以便止挡铰接部并将电子模块保持在第二角位置。应该注意的是，在一个替代方案中，例如通过在包含该圆柱形部分的中心轴线的平面中在其直径的主要部分上使该圆柱形部分具有槽缝，使得圆柱形部分具有弹性变形能力。应该注意的是，考虑到紧固系统用于止挡铰接部并且使电子模块与铰接部相关联地紧固，其没有必要形成铰接部，从而其不需要由至少部分圆柱形的部分和元件形成。

在一个有利的变型中，一旦铰接部已经形成并且随后被紧固系统止挡在第二角位置，则电子模块26的最终轴向位置由用于将该电子模块紧固到支承结构的附加装置提供，特别是由紧固螺钉提供，该紧固螺钉可以从夹板34的下侧拧入支承件50中(如前文所述)，或者可选地从电子模块的上方拧入夹板34中，或者从桥夹板36的上方拧入支承件中。

Claims (8)

1.一种钟表(2)，该钟表包括支承结构(22)和发电机(24)，该发电机(24)由转子(38)和定子形成，该转子(38)设有至少一个磁体(40)并安装成在支承结构中枢转，该定子由两个线圈(52,54)组成并与电子电路(56)一起形成电子模块(26)，该电子模块(26)布置成：在支承结构与在其中枢转的转子安装在一起之后，该电子模块(26)能够被安装在支承结构中；其特征在于，所述电子模块包括用于所述两个线圈的支承件(50)，该支承件(50)具有与支承结构的第一元件(30)形成铰接部的第一部分(58)，第一部分和第一元件布置成使得第一部分或/和第一元件能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第一部分侧向引入第一元件或将第一元件侧向引入第一部分，使得第一部分和第一元件能够以可拆装的方式组装以形成所述铰接部；并且，该钟表布置成使得在将电子模块侧向安装在与转子预组装的支承结构中期间，第一部分和第一元件能够组装以形成所述铰接部，所述铰接部从而允许电子模块(26)围绕由所述铰接部限定的并平行于转子的旋转轴线(72)的旋转轴线(74)从形成所述铰接部之后电子模块直接位于的第一角位置旋转到第二角位置，以使所述两个线圈中的至少一个更靠近转子的旋转轴线，从而使得这两个线圈各自位于距转子的旋转轴线基本上相同距离的功能位置，电子模块由紧固系统(32,60,70)保持在该第二角位置，该紧固系统布置成能够在该第二角位置止挡所述铰接部。

2.根据权利要求1所述的钟表，其特征在于，所述紧固系统由所述支承件的第二部分(60)和所述支承结构(22)的第二元件(32)形成，第二部分和第二元件布置成：在电子模块侧向安装在支承结构中期间发生的、电子模块围绕由所述铰接部限定的旋转轴线在所述第二角位置的方向上旋转期间，第二部分和第二元件能够利用施加到电子模块(26)的压力来组装，第二部分和第二元件布置成使得第二部分或/和第二元件能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第二元件引入第二部分或将第二部分引入第二元件，以可拆装的方式组装第二部分和第二元件。

3.根据权利要求1或2所述的钟表，其特征在于，所述铰接部或/和所述紧固系统布置成使得一旦所述铰接部已经形成并且随后在第二角位置由紧固系统止挡，则确定了其中电子模块(26)在高度上被定位的轴向位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的钟表，其特征在于，一旦所述铰接部已经形成并且随后在第二角位置由紧固系统止挡，则两个线圈(53，54)的最终轴向位置由设计成将电子模块紧固到支承结构的附加紧固装置提供。

5.一种用于将发电机(24)安装在钟表(2)中的方法，该发电机由设有至少一个永磁体(40)的转子(38)和两个线圈(52，54)形成；其中，一方面，将支承结构(22)与所述转子预组装，所述转子在该支承结构中枢转，另一方面，预先形成电子模块(26)，该电子模块包括支承件(50)、由支承件承载的所述两个线圈、以及电子电路(56)；其特征在于，支承件具有第一部分(58)，该第一部分构造成能够与支承结构的第一元件(30)形成铰接部；该方法包括用于将电子模块侧向安装在支承结构中以形成发电机的以下相继步骤：

-将电子模块(26)部分地侧向引入支承结构，使得电子模块的远离第一部分的一部分通过从转子轴的侧面越过而避开该转子轴；

-组装支承件的第一部分和支承结构的第一元件以形成铰接部；

-使电子模块围绕由所述铰接部限定的并且平行于转子的旋转轴线(72)的旋转轴线(74)从形成所述铰接部之后电子模块直接位于的第一角位置旋转到第二角位置，以使所述两个线圈中的至少一个更靠近转子的旋转轴线，从而使得在第二角位置这两个线圈各自位于距转子的旋转轴线基本上相同距离的功能位置；

-通过紧固系统来紧固电子模块，该紧固系统布置成能够在第二角位置止挡所述铰接部，从而将电子模块保持在第二角位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过利用压力将第一元件侧向引入第一部分或将第一部分侧向引入第一元件以形成所述铰接部，来组装第一部分(58)和第一元件(30)，第一部分或/和第一元件具有弹性变形能力，从而允许利用压力以可拆装的方式组装第一部分和第一元件。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述紧固系统由所述支承件(50)的第二部分(60)和所述支承结构(22)的第二元件(32)形成，第二部分和第二元件是在电子模块围绕由所述铰接部限定的旋转轴线(74)在所述第二角位置的方向上旋转期间，利用施加到电子模块(26)的压力来组装的，第二部分和第二元件布置成使得第二部分或/和第二元件能够进行弹性变形，从而允许通过利用压力将第二元件引入第二部分或将第二部分引入第二元件，以可拆装的方式组装第二部分和第二元件。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，一旦所述铰接部已经形成并且随后在第二角位置由紧固系统止挡，则电子模块(26)的最终轴向位置由用于将电子模块紧固到支承结构的附加装置提供。

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