用于显示元件的驱动装置的制作方法

本发明涉及一种用于显示元件的驱动装置。本发明还涉及一种包括这种装置的日历系统或模块。本发明还涉及一种包括这种装置或这种系统或这种模块的钟表机芯。最后，本发明涉及一种包括这种装置或这种系统或这种模块或这种机芯的钟表。

特别地，本发明涉及一种用于将显示内容从与时间关联或由时间得出的一个量值(例如，日期或小时)瞬时变为另一个量值的驱动装置。

背景技术：

公知一些装置，其总体上具有由固定在凸轮上的指状件构成的驱动构件，所述凸轮与蓄能器配合，以使该构件能够至少通过角步进来瞬时驱动显示构件的齿组，所述齿组通过制轮爪进行角转位。蓄能器通常由与杠杆配合的弹性回位装置构成，杠杆在弹性回位装置的作用下抵靠在凸轮的侧面上，并且在显示内容从与时间关联或由时间得出的一个量值瞬时改变到另一个量值期间能够在弹性装置恢复的转矩的作用下克服由制轮爪产生的转矩。

显示内容从与时间关联或由时间得出的一个量值瞬时改变到另一个量值的时刻取决于多个参数，例如包含在驱动装置中的元件、特别是针对使驱动凸轮枢转的装置以及构成蓄能器的元件之间的摩擦系数。因此，瞬时改变的时刻特别是可以根据驱动凸轮相对于钟表框架的速度而变化。

就日历机构而言，日期瞬时改变的时刻因此可以根据安装有该日历机构的机芯的不同齿轮系的速度而变化。在常规的时间显示模式下，驱动凸轮的速度由对该凸轮进行驱动的机芯的运转轮系的速度明确地限定。然而，在时间调节模式下，例如，驱动凸轮的速度可以根据同样可以对该凸轮进行驱动的时间设定齿轮系的速度而变化。因此，日期瞬时改变的时刻可以根据机芯的操作模式而略微改变。结果，在钟表、特别是时针和分针没有完全指示午夜的情况下可能发生日期跳变。类似地，就具有跳时功能的钟表而言，当钟表、特别是分针没有完全指示整时的情况下可能发生小时显示跳变。

这是因为在实践中很难明确地限定例如触发日期跳变的凸轮轮廓尖端的位置。同样地，在实践中，考虑到凸轮的制造方法、特别是凸轮的精加工方法，该尖端比点或边缘更像是表面、特别是圆形表面。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于显示元件的驱动装置，其可以改进现有技术中已知的装置。特别地，本发明提出了一种用于显示元件的驱动装置，其操作在可靠性和精度方面得到优化。特别地，本发明提出了一种用于显示元件的驱动装置，其可以在钟表的常规操作模式和校正模式之间在没有或基本上没有任何差别的情况下触发针对其他显示元件的指定的和预定的位置的显示跳变。

根据本发明，一种用于显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件的驱动装置包括：

-凸轮，其围绕第一轴线枢转并被设计成驱动所述显示元件的运动，所述凸轮包括尖端；

-杠杆，其围绕第二轴线枢转；以及

-弹簧，其被设计成使杠杆返回与凸轮接触，

在垂直于第一轴线和第二轴线的平面中，在穿过尖端与杠杆之间的接触点、特别是离第一轴线最远的点和第一轴线的直线与穿过第一轴线和第二轴线的直线之间形成角度α，该角度α小于或等于70°，或者小于或等于65°，或者小于或等于60°，或者等于或基本上等于57°。

根据本发明的实施方式，角度α大于或等于30°，或者大于或等于35°，或者大于或等于40°。

根据本发明的实施方式，杠杆包括用于与凸轮接触的滚子。根据另一个实施方式，滚子由使摩擦最小化的硬质材料制成。根据另一个实施方式，滚子是红宝石滚子。

根据本发明的实施方式，滚子在杠杆上安装成围绕第三轴线枢转。

根据本发明的实施方式，滚子的半径小于或等于1mm。

根据本发明的实施方式，角度α被限定为穿过第一轴线和第二轴线的直线与穿过尖端的曲率中心和滚子的中心以及第一轴线的直线之间的角度。

根据本发明的实施方式，尖端是半径小于0.1mm的圆形表面。

根据本发明的实施方式，凸轮具有与尖端邻接的至少一个凹面，或者凸轮在尖端的两侧具有两个凹面。

根据本发明的实施方式，凸轮包括用于显示元件的至少一个驱动指状件，和/或与时间关联或由时间导出的量值包括钟表日历的日期。

根据本发明的实施方式，驱动装置包括驱动轮以及在驱动轮与凸轮之间提供自由度的连接件。根据另一个实施方式，驱动轮是24小时轮，连接件是具有与被设计成对凸轮和驱动轮进行固定的细长缺口相配合的销的类型的连接件或者是被设计成对凸轮和驱动轮进行固定的飞轮类型的连接件。

根据本发明的实施方式，第二轴线与杠杆和凸轮的接触点之间的距离或第二轴线与轴线之间的距离小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线与最远点之间的距离的4倍，或者小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线与最远点之间的距离的3倍，或者小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线与最远点之间的距离的2.5倍。

根据本发明，一种钟表日历系统或模块包括根据本发明的驱动装置。

根据本发明的实施方式，钟表日历系统或模块包括显示元件，所述显示元件包括显示盘。根据另一个实施方式，显示盘用于与视窗配合和/或用于与固定在凸轮上的至少一个驱动指状件配合。

根据本发明，一种钟表机芯包括根据本发明的系统或模块和/或根据本发明的驱动装置。

根据本发明，一种钟表包括根据本发明的钟表机芯和/或根据本发明的系统或模块和/或根据本发明的驱动装置。根据另一个实施方式，根据本发明的钟表是手表。

附图说明

附图通过举例的方式示出了根据本发明的钟表的实施方式。

图1是钟表的第一实施方式在日期跳变前一刻的示意图。

图2是用于日历显示元件的驱动装置的杠杆和凸轮的第一实施例在日期跳变前一刻的细节图。

图3是用于日历显示元件的驱动装置的凸轮的实施例的细节图。

图4是钟表的第一实施方式在日期跳变后一刻的示意图。

图5是用于日历显示元件的驱动装置的杠杆和凸轮的第一实施例处于日期跳变期间的过渡构造的细节图。

图6是示出使日历显示元件的驱动装置的凸轮的轮廓优化原理的图表。

图7是钟表的第二实施方式在日期跳变前一刻的示意图。

图8是用于日历显示元件的驱动装置的杠杆和凸轮的第二实施例处于日期跳变期间的过渡构造的细节图。

图9是图7和图8中的凸轮的细节图。

具体实施方式

下面参照图1至图5描述钟表400的第一实施方式。该钟表例如是表、特别是手表。该钟表包括钟表机芯300。该钟表机芯可以是机械机芯、特别是自动机芯。替代地，该钟表机芯可以是电子式的。

该机芯可以包括钟表日历系统200或钟表日历模块200。

机芯300或钟表日历系统200或钟表日历模块200包括用于显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件10的驱动装置100。

钟表、钟表机芯、钟表日历系统200或钟表日历模块200包括显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件10。

与时间关联或由时间得出的量值可以包括或者特别是年份指示、月份指示、星期指示、日期指示、小时指示、分钟指示。

显示元件可以是或包括带有数字和/或字母和/或字母数字指示的盘、特别是与视窗配合的盘。替代地，显示元件可以是指示器，例如指针，特别是与分度盘配合的指示器。显示元件优选在钟表的、钟表机芯的、钟表日历系统200的或钟表日历模块200的框架上枢转。

显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件10的驱动装置100包括：

-凸轮3，其围绕第一轴线a3枢转并被设计成驱动显示元件10的运动，该凸轮包括尖端3b；

-杠杆4，其围绕第二轴线a4枢转；以及

-弹簧5，其被设计成使杠杆4返回与凸轮3接触。

凸轮3优选在钟表的、钟表机芯的、钟表日历系统200的或钟表日历模块200的框架上枢转。

杠杆4优选在钟表的、钟表机芯的、钟表日历系统200的或钟表日历模块200的框架上枢转。

驱动装置100优选具有诸如弹簧的蓄能器5以及驱动可动件1，该驱动可动件具有固定在通过杠杆4与蓄能器5配合的凸轮3上的驱动构件或驱动指状件2，使得驱动指状件2可以通过角步进瞬时驱动(或在几分之一秒内驱动)显示元件10、特别是显示元件10的齿组10a，该齿组通过制轮爪20的喙部20a被转位到适当位置。

驱动可动件1还包括轮6，其连接至基础机芯的运转轮系7并且在机芯的常规操作期间每24小时转动一整圈。该轮6还连接至校正轮系或时间设定齿轮系8，其在校正或时间设定操作期间能够以未预定并取决于佩戴者的调节习惯的速度来驱动轮6。轮6包括细长缺口6a，其一个端部用于通过固定至凸轮的销9来驱动凸轮3和驱动指状件2进行旋转。因此，一方面的凸轮3和指状件2与另一方面的轮6能够以不同的转速被驱动。

蓄能器例如包括与杠杆4配合的弹簧5。杠杆4包括滚子4a、特别是在杠杆上围绕轴线a4a枢转的滚子4a。轴线a4a和a3优选是平行的。杠杆被设计成使得滚子4a被压靠在凸轮的侧面或轮廓上。杠杆4在凸轮3上的动作可以驱动凸轮3和指状件2进行旋转，该指状件2又驱动显示元件10。由弹簧引起的杠杆4的这种动作在对显示元件10进行驱动期间可以克服由制轮爪20产生的转矩。

例如，通过与细长缺口6a的一个端部配合的销9，轮6带动凸轮3并积聚使指状件2突然移位所需的能量，使得指状件2在显示元件10上施加短暂的动作，从而使显示元件10瞬时跳变。通过用凸轮3的轮廓的第一部分3a和杠杆4来装备弹簧5而积聚这种所需的能量。在显示元件10的位置改变前一刻，即，在显示元件跳变以改变由显示元件所显示的信息的前一刻，杠杆4与凸轮6的轮廓的尖端3b接触，尖端3b即为部分3a的一个端部的区域3b，包括点30b，其是凸轮3的离凸轮的旋转轴线a3最远的点。该区域3b例如可以是包括离凸轮3的旋转轴线a3最远的点30b的、弧形或圆形的部分3b的形式。替代地，该区域3b可以减小到离凸轮3的旋转轴线a3最远的点30b处。然后，在弹簧5恢复其积聚的能量时在很小的一部分内发生凸轮6、指状件2和显示元件10的运动。一旦滚子4a越过了区域3b与凸轮3的第二部分3c配合，该能量就能够通过杠杆4及其滚子4a将突然的旋转运动传递至凸轮3和指状件2。

由于缺口6a所提供的自由度，一方面的指状件2和凸轮3与另一方面的轮6之间可以进行相对运动。替代地，该自由度可以由设置在一方面的指状件2和凸轮3与另一方面的轮6之间的“飞轮”型的方案来提供。

一旦发生了显示跳变，指状件2就优选借助于杠杆4被定位并保持在齿组10a内，杠杆4的滚子4a被压靠在凸轮3的轮廓的凹槽形式的第三部分3d上(如图3和图4所示)。如此定位的指状件2能够对显示元件10进行制动，并且避免了双重显示跳变的任何风险。

因此，区域3b构成了凸轮3的部分3a和3c之间的过渡区域(如图2和图3所示)。

在杠杆与凸轮的接触点越过区域3b之前，在齿轮系7、8中的一个或另一个的作用下，凸轮3通过轮6相对于杠杆4和弹簧5进行驱动。在越过该区域3b之后，凸轮在由弹簧5和杠杆4恢复的力的作用下被驱动。换言之，区域3b构成了过渡区域，其中杠杆施加到凸轮3上的转矩改变符号并经过零值。

为了使驱动装置对该驱动装置中所涉及的部件之间的摩擦力变化的敏感度最小化，从而限定尽可能明确且可重复的日期瞬时变化的时刻，所有者的研究表明，对于凸轮的给定的旋转角度范围，最佳的是使杠杆施加到凸轮3上的转矩变化最大化。

换言之，最佳的是使杠杆施加到凸轮上的转矩相对于凸轮的旋转量的导数dc3/dγ最大化，其中：

c3是杠杆施加到凸轮上的转矩或凸轮3处的转矩；

γ是凸轮3围绕第一轴线a3的旋转角度。

为此目的，只要杠杆4、特别是滚子4a与区域3b接触，对于凸轮3的给定的旋转量γ，必须使凸轮3处的转矩c3与杠杆4处的转矩c4之间的比值变化尽可能地最大化。

此外，已经发现比值c3/c4与长度的比值a3p/a4p成比例，其中p是滚子4a与凸轮3的区域3b之间的反作用力f与将凸轮3的旋转轴线a3连接至杠杆4的旋转轴线a4的中心线a3a4之间的交点，反作用力f可选地相对于接触点的法线n转动摩擦角。因此，当凸轮3被驱动时，凸轮3处的转矩c3的指定增量对应于交点p在中心线a3a4上的位移。

在垂直于第一轴线a3和第二轴线a4的平面中，角度α限定在第一直线与第二直线之间，第一直线穿过凸轮3的尖端3b、特别是离凸轮3的轴线a3最远的点30b与杠杆4之间的接触点和第一轴线a3，第二直线穿过第一轴线a3和第二轴线a4。

更特别地，在图示的特定实施方式中，在滚子4a与凸轮3的点30b接触的时刻，当产生反作用力f时，角度α可以限定在线段[a330b]和[a3a4]之间。更特别地，所讨论的角度α是部分地表征在滚子4a与凸轮3的点30b接触时由点a3、a4和30b形成的三角形的角度(见图2)。

当尖端3b是表面3b的形式时，角度α可以限定在线段[a3a4]与穿过轴线a3、表面3b或尖端3b的曲率中心a3b和滚子4a的轴线或中心a4a的线之间(图2)。在尖端3b是圆形表面或圆形部分3b的形式的特定情况下，角度α可以限定在线段[a3a4]与穿过轴线a3、圆形部分3b的中心a3b和滚子4a的中心a4a的线之间(图2)。

当然，可以独立于滚子4a之外直接发生杠杆4和凸轮3之间的接触。例如，杠杆4可以包括用于直接与凸轮3配合的接触表面。该接触表面例如可以具有与滚子4a的中心a4a对应的曲率中心。

所有者的研究表明，如果角度α减小，则引起交点p的这种位移所需的凸轮的旋转角度γ也减小。

包括驱动装置100*的第二实施方式的钟表的第二实施方式在图7和图8中示出并且在下面进行描述。

图6示出了构成元件以70°的角度α设置的第一实施方式100和构成元件以实质上小于70°、约为40°的角度α*设置的第二实施方式100*的比较，其中轴线a3、a4的位置对于两个实施方式是相同的。各实直线表示在驱动装置100和100*各自的凸轮进行指定的旋转γ、γ*之前和之后的力f的方向。可以看出，对于点p朝向中心线a3a4上的点p’的指定位置的同一位移，装置100的第一实施方式的力f的矢量必须转动的角度β大于装置100*的第二实施方式的角度β。因此，对于同一转矩变化，γ>γ*。

因此最佳的是使角度α最小化。

专利文献公开了其中角度α的值为约90°的驱动装置的例子。可以看出，在引导滚子时没有摩擦力的情况下，对于接近90°的角度α凸轮处的转矩变化最小。

例如，专利申请ep1746470涉及一种用于显示部的改进的驱动装置。该文献的图1示出了约98°的钝角α。再比如，专利申请ep2015146涉及一种用于显示部的驱动装置，该驱动装置被设计成更容易快速校正所述显示部。该文献的图1示出了约110°的钝角α。这些文献中没有支持使角度α的值最小化的教导。

因此，在根据本发明的驱动装置的实施方式中，在垂直于第一轴线a3和第二轴线a4的平面中，在以下直线之间形成角度α：

-第一直线，其穿过：

o凸轮3的尖端3b、特别是离第一轴线a3最远的点30b与杠杆4之间的接触点；以及

o第一轴线a3；与

-第二直线，其穿过第一轴线a3和第二轴线a4。

该角度α是这些第一直线和第二直线之间显著的角度。

该角度α小于或等于70°，或者小于或等于65°，或者小于或等于60°，或者等于或基本上等于57°。

如上所述，下面参照图7和图8描述钟表400*的第二实施方式。该钟表例如是表、特别是手表。该钟表包括钟表机芯300*。该钟表机芯可以是机械机芯、特别是自动机芯。替代地，该钟表机芯可以是电子式的。

机芯可以包括钟表日历系统200*或钟表日历模块200*。

机芯300*或钟表日历系统200*或钟表日历模块200*包括显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件的驱动装置100*的第二实施方式。

钟表、钟表机芯、钟表日历系统200*或钟表日历模块200*包括用于显示与时间关联或由时间得出的量值的显示元件。

在该第二实施方式中，驱动装置优选与第一实施方式的区别仅在于角度α的值。在该第二实施方式中，α等于57°。

这种实施方式有利地可以使dc3/dγ最大化。例如，图7和图8所示的构造在凸轮处的转矩变化比图1至图5所示的构造大三倍。

在该第二实施方式中，具有与第一实施方式的元件相同的结构和/或功能的元件由添加了“*”的相同的附图标记标识。

在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，当杠杆4与凸轮的尖端3b接触时，特别是当滚子4a与区域3b、特别是圆形表面3b接触时，凸轮每旋转一度dc3/dγ优选大于或等于110μnm，或者凸轮每旋转一度dc3/dγ大于或等于150μnm，或者凸轮每旋转一度dc3/dγ大于或等于200μnm。

在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，杠杆和弹簧可以与图1至图5所示的第一实施方式中一样是两个单独的部件。替代地，在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，杠杆和弹簧可以与图7和图8所示的第二实施方式中一样由同一个部件形成。

在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，角度α大于或等于30°，或者大于或等于35°，或者大于或等于40°。这可以获得驱动装置的令人满意的整体性能。具体地，所有者的研究还表明，太小的角度α会在凸轮3处产生过大的摩擦转矩。因此，α被确定为解决所解决的技术问题，同时可以获得驱动装置的令人满意的整体性能。

在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，杠杆优选包括滚子4a。因此，杠杆4和凸轮3之间的接触通过滚子4a产生。该滚子有利地相对于杠杆的其余部分可移动、特别是可旋转。因此，滚子可以沿着凸轮的轮廓滚动。替代地，滚子可以通过固定的方式安装在杠杆的其余部分上。滚子可以由使与凸轮的摩擦最小化的硬质材料制成，例如由合成红宝石制成。滚子优选具有小于或等于1mm的半径。

在驱动装置的任何实施方式或任何实施方式变型中，尖端3b可以是半径小于0.1mm的圆柱体的一部分。凸轮可具有与尖端邻接的至少一个凹面3a、3c，或者在尖端的两侧具有两个凹面3a、3c。进一步优选地，凸轮3的尖端3b由部分3a和3c的相应的弯曲区域30a、30c界定，如图9所示。这种设计可以更好地控制形成凸轮尖端3b的圆形部分，而不考虑凸轮的制造方法，特别是不考虑凸轮的精加工方法。

在任何实施方式或任何实施方式变型中，驱动装置包括驱动轮6、特别是24小时轮6，以及在驱动轮和凸轮之间提供自由度的连接件。该连接件可以是具有与设计成对凸轮和驱动轮进行固定的细长缺口6a配合的销9的类型。替代地，连接件可以是被设计成对凸轮和驱动轮进行固定的飞轮类型。

在任何实施方式或任何实施方式变型中，除了上述改进之外，凸轮3和杠杆4的设计和布置还可以提供一种驱动装置100，其在该装置的主平面(即，垂直于第一轴线和/或第二轴线的平面)内特别紧凑。优选地，第二轴线a4与杠杆和凸轮的接触点之间的距离或第二轴线a4与轴线a4a之间的距离小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线a3与点30b之间的距离的4倍，或者小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线a3与点30b之间的距离的3倍，或者小于或等于凸轮的最大半径或第一轴线a3与点30b之间的距离的2.5倍。