钟表的动画机构

技术领域

本发明涉及钟表学领域。更特别地，本发明涉及包括至少两个装饰物的动画机构(animation mechanism)，所述至少两个装饰物尤其能够作为星体(astral)表示。

背景技术

文献FR2988866描述了一种用于宝石或半宝石的动画机构，其中主动弹簧(drivespring)被设置成，随着通过柔性带绕单个旋转轴线(axis of rotation)的旋转移动而使宝石进行动画化。将宝石通过四个爪或钳夹安装在轴(shaft)上，这四个爪或钳夹将石头保持在适当位置。然而，宝石的移动是单调的，并且仅允许看到其一个面，而这总是呈现与佩戴者相同的角度，因而限制了其可见性。

文献CH708473公开了一种星体动画机构，该星体动画机构包括表示地球的枢转盘以及具有限定月球的表示的偏心圆孔的较大直径的盘。当该机构在运行时，地球的表示旋转，而月球的表示绕地球轨道运行。作为月球的盘的基础的补充盘还使得能够显示月球的相(phase)。这种机构确实令人感兴趣，但限于平面显示(flat display)。

由Greubel Forsey商业化的《GMT》件呈现地球北半球的三维表示，其在24小时刻度之前旋转。这种凸表示的可见性相对有限，尤其是当想要看到接近赤道的地方时，并且在那里不存在月亮的表示。

文献CH707163描述了机构的各种变体，其中示出了月球的三维表示，月球绕轴线作轨道运行，在该轴线上可以有地球的表示。然而，月亮的表示的可见性是有限的，并且其它变体显示的可能性也是相对有限的。

文献WO2006/050743描述了一种用于自动手表的卷绕机构。即使考虑到钟表(timepiece)可以是“装饰物”，该文献也没有公开本发明含义内的第二装饰物。

文献WO2013/004782公开了一种“万向节(cardan)”陶比伦旋转机构(tourbillon)，其中簧上平衡由被安装成在外环内部枢转的内环来承载。再一次地，并且甚至在考虑到簧上平衡可以是“装饰物”的时候，其中也没有公开在本发明的含义内的第二装饰物。

因此，本发明的目标是提出一种其中至少部分地克服了上述缺陷的动画机构。

发明内容

更具体地，本发明涉及如权利要求1所限定的动画机构。这种机构包括承载第一装饰物的支承系统，该支承系统旨在在驱动源的作用下，随着绕第一旋转轴线以及绕第二旋转轴线的旋转而进行动画化，这是直接或间接进行的。驱动源可以是机械的或电的，并且可以专用于该机构，或者可以是为钟表供应驱动力的驱动源。

所述支承系统包括被安装成绕所述第一旋转轴线在笼形(cage)部件上枢转的第一框架，以及被安装成绕所述第二旋转轴线在所述第一框架中枢转的内框架，该第二旋转轴线关于所述第一旋转轴线基本上正交(即，该内框架在该第一框架上枢转，由此限定了万向节系统)，所述内框架直接或间接承载第二装饰物。将所述内框架(以及由此的第一装饰物)设置为由偏心驱动部件驱动，该偏心驱动部件被旋转固定至主动轮(drive wheel)，该主动轮被设置为由所述驱动源直接或间接驱动。

通过这些手段，获得了原始动画，由此获得的绕上述两个轴线的往复移动允许两个装饰物的良好可视化。该动画可以表示大量的可能性，尤其是在装饰物是星体表示的情况下，这将从详细描述中变得清楚。

有利地，所述第一装饰物由轴承载着，该轴被安装成绕第三旋转轴线在所述内框架中枢转，所述轴被旋转固定至与齿(toothing)啮合的小齿轮(pinion)，该齿与所述主动轮同轴，并且该齿可以被固定或被设置为随着旋转而进行动画化。因此，第一装饰物可以绕其自身的旋转轴线枢转。

在另一变体中，所述第一装饰物由绕第三旋转轴线枢转地安装的辅助框架承载着，该第三旋转轴线是由上述轴限定的。将辅助框架设置为由中间传动装置(transmission)旋转驱动，该中间传动装置由内框架承载着并且被设置为由被旋转固定至所述轴的带齿机件(toothed organ)驱动。

因此，若需要的话，可以将第一装饰物设置成以不同于轴的转速的转速枢转。

有利地，所述偏心驱动部件是曲柄或杆，这代表了相对简单且易于实现的解决方案。

有利地，将所述第二装饰物设置成绕第一装饰物执行轨道移动。在这样的情况下，所述第二装饰物可以由旋转板承载着，该旋转板被设置成绕所述第三旋转轴线枢转。

有利地，所述旋转板是由轮旋转驱动的，该轮被枢转地安装在所述旋转板上，并且一方面与带齿机件啮合，并且另一方面与被旋转固定至内框架的辅助固定轮啮合，其中，所述带齿机件与轴旋转固定。当轴枢转时，该板因此被旋转驱动，并且所述第二装饰绕第一装饰物轨道运行。

有利地，将所述第二装饰物设置成绕其自身的轴线执行旋转，这允许设计者(constructor)关于动画有大量的可能性。

有利地，将所述第二装饰物设置为能够相对于所述内框架的平面上升和下降。这尤其使得可以表示月球的轨道与地球的赤道不共面的事实，或者简单地以这种方式动画化另一物体。

有利地，该机构还包括围绕第一装饰物的一部分的盖子，当第一装饰物是太阳的表示而第二装饰物是地球的表示时，该盖子有用于例如例示地球的被照亮部分。

有利地，将枢转防护件(guard)设置成绕所述第二装饰物枢转，当第一装饰物是地球的表示并且所述第二装饰物是月亮的表示时，该枢转防护件有用于例示月相。在这样的情况下，可以将所述枢转盖子旋转固定至轮，该轮被设置为由被旋转固定至所述轴的带齿机件旋转驱动。

该机构尤其旨在被结合在钟表中。

附图说明

当参照附图阅读以下描述时，本发明的其它细节将变得更加清楚明白，其中：

-图1是根据本发明的动画机构的侧示意图，第一框架未被示出；

-图2是图1的机构的平面示意图，视线与第一框架的平面成直角；

-图3是根据本发明的动画机构的变体的类似于图1的侧示意图；

-图4是根据本发明的动画机构的又一变体的类似于图1的侧示意图；

-图5是根据本发明的动画机构的又一变体的类似于图1的侧示意图；以及

-图6是根据本发明的动画机构的又一变体的类似于图1的侧示意图。

具体实施方式

图1和图2例示了根据本发明的动画机构1的第一实施方式。

该动画机构包括由特定支承系统13支承的第一装饰物11以及第二装饰物23。第一装饰物具有三维形式，并且可以是珠宝，另一装饰物(雕塑、玻璃球、一块石头等)、或星体表示，该星体表示例如表示地球的半球或全部、任何行星、月亮、太阳、夜空的一部分、任何其它星体(astral body)的至少一部分等。第二装饰物23相对于第一装饰物11偏心，并且也是三维形式(球体、半球体等)。例如，它可以是另一珠宝或任何其它物体、另一星体表示，诸如当第一装饰物11是地球的表示时的月亮的表示、当第一装饰物11表示太阳时的行星的表示、当第一物体是太阳的表示或夜空的表示时的地球的表示、甚或是由第一装饰物11表示的星体的卫星的任何其它物体的表示。应注意，所述装饰物11、23中的各个装饰物皆与支承系统13不同，并且不是诸如螺钉、天平、擒纵机构(escapement)、弹簧、轮、支承件(support)等的功能部件。换句话说，装饰物11、23是纯装饰性的，并且在移动中没有机械功能，无论它是运动功能还是支承功能。

支承系统13通过一对枢轴13a将装饰物11、23连接至笼形部件(未示出)，该对枢轴由被设置成固定至所述笼形部件的支承件13m承载(参见图2)。

这些枢轴13a限定第一旋转轴线A1，第一框架13b(专门在图2中例示，以便不使图1负担过重)绕该第一旋转轴线A1枢转，该第一框架在所示的构造中是由大体圆形形式的圈环形成的。其它形式(椭圆形、正方形、矩形等)也是可以的，并且对于第一框架13b来说，作为完整的环不是强制性的。第一框架13b承载一对中间枢轴13d，该对中间枢轴限定关于所述第一轴线A1基本上正交的第二旋转轴线A2。将内框架13f安装成在第一框架13b内部绕该第二轴线A2枢转并且承载第一装饰物11。在所例示的变体中，内框架13f采取圆板的形式，但其它形式是可以的(多边形、骨架、或者任何其它特设形式)。

在所例示的构造中，装饰物11由轴13h支承，该轴穿过内框架13f并且被安装在被设置于所述内框架13f中的轴承13k中，使得所述轴13h可以相对于该内框架枢转。

根据上文清楚的是，支承系统限定了万向接头(cardan joint)支承件，该万向接头支承件向内框架13f以及两个装饰物11、23赋予绕轴线A1和A2的两个旋转自由度，并且基本上不赋予平移自由度。轴13h相对于内框架13f的枢转赋予第一装饰物11绕与轴13h的几何轴线相对应的第三轴线A3的第三旋转自由度。然而，该第三自由度不是强制性地的，在该情况下，可以将第一装饰物11以及可选地还可以将轴13h旋转固定至内框架13f。

第一装饰物11绕第三轴线A3的驱动是通过被固定至轴13h的小齿轮13l的齿与锥形齿(conical toothing)17之间的配合来确保的，该锥形齿与主动轮15同轴并且被固定在所例示的构造中。其它形式的齿也是可以的，举例来说，如由冠环(crown ring)或其它特设齿轮装置承载的内锥形齿。此外，齿17可以另选地被旋转驱动，而不是相对于底盘固定。在第一装饰物11被旋转固定至内框架13f的情况下，不存在小齿轮13l和齿17。

为了使内框架13f并因此使装饰物11和23进行动画化，该机构还包括：主动轮15，该主动轮包括被设置成由驱动源5(诸如容纳主动弹簧、电动机等的筒)驱动的齿轮(toothed wheel)15a；以及若需要的话还包括任何形式的传动装置9，该传动装置可以在运动学上插入驱动源5与主动轮15之间。显然，也可以插入(interpositioning)辅助齿轮和/或其它运动连杆形式(诸如皮带或链条)。可以将驱动源5专用于动画机构，或者可以形成常规钟表移动的部分。

主动轮15(其旋转轴线A4被设置成基本上与轴线A1和A2的交点相交)还包括偏心驱动部件15b，该偏心驱动部件被旋转固定至所述齿轮15a并且通过轴15d连接至该齿轮。所例示的偏心驱动部件15b采取被固定到轴15d上的杆或曲柄(bent crank)的形式，偏心驱动部件15b的自由端与轴13h的端部配合，以便沿基本上圆形的路径驱动该轴，轴13h的所述端部能够在被设置在偏心部件的自由端处的特设轴承中枢转。这样，当主动轮15旋转时，内框架13f由具有两个旋转自由度的复合移动来驱动，该复合移动的幅度是由支承系统13的几何形状以及偏心驱动部件15b的半径来限定的。该移动绕轴线A1和A2中的各个轴线都是往复的，这产生了第一装饰物11的倾斜轨道移动。

同时，被固定至轴13h的小齿轮13l的齿在固定齿17上滚转，这使得装饰物11绕第三轴线A3枢转。

通过这些手段，装饰物11绕三个轴线A1、A2、A3枢转。

很明显，驱动偏心驱动部件15b的其它构造也是可能的，并且可以将这些传动比(gear ratio)适配成设计者的需要，以便以绕这三个旋转轴线的所希望的转速来使装饰物11进行动画化。

还应注意，固定盖子25的存在是可选的，并且被固定至内框架13f。将该固定盖子25设置成覆盖第一装饰物11的一部分，例如以便隐藏地球的处于阴影中的部分。

如上提及，第一装饰物11绕第三轴线A3的旋转不是强制性地。在这样的情况下，不需要存在被固定至轴13h的固定齿17和小齿轮13l，由此，第一装饰物11的移动专门由绕两个轴线A1和A2的往复旋转来限定。

现在转到第二装饰物23上，轴13h承载带齿机件13n，该带齿机件被旋转固定至该轴。该带齿机件13n与偏心轮21啮合，该偏心轮承载枢转盖子21a，该枢转盖子21a部分地围绕所述第二装饰物23并且被设置成绕轮21的轴线枢转。在该变体中，将第二装饰物23旋转固定至内框架13f，并因此不绕该第二装饰物自身的轴线枢转。

根据所选择的传动比和驱动速度，这种构造例如可以实时地或者根据经加速的动画(其可以对应于经加速的现实或者可以是幻想的)来表示月亮的相以及地球的由太阳照亮的近似部分，并且在任何情况下，万向节移动允许从相对于现有技术的更大角度来观察两个装饰物11，23(由相应的盖子21a和25(若存在的话)覆盖的部分除外)。

然而，在简化的变体中，部件13n和21，和/或两个盖子21a、25中的一个、另一个或两个是无需存在的。

图3例示了根据本发明的动画机构1的另一实施方式。该变体与图1和图2的变体的不同之处在于，第二物体23是以沿轨道运行方式(orbitally)安装在内框架13f上的。为了获得第二物体23以及它的盖子21a的轨道移动，该机构还包括旋转板27，该旋转板承载第二装饰物23并且被自由地安装在轴13h上，使得该旋转板可以绕轴线A3枢转。该板27还承载轮21，该轮被安装成在该板上枢转，并且该轮包括上部轮21b和下部轮21c，该上部轮与带齿机件13n以及与下部轮21c啮合，该下部轮与被固定至内框架13f的辅助固定轮29啮合。构成轮21的两个带齿机件21b、21c因此被设置在板27的任一侧上。

为了支承第二装饰物23，旋转板27包括延伸部27a，该延伸部围绕辅助轮21b的一部分并延伸穿过轮21的中心，以便将第二装饰物23定位在板27的可见侧上。

当轴13h以及带齿机件13n枢转时，轮21被旋转驱动，该轮的下部轮21c因此在辅助固定轮29上滚转。因此，板27绕轴线A3枢转。

通过这些手段，第二装饰物23绕第一装饰物11作轨道运行，并且盖子21a如上所述相对于第二装饰物23移动。

利用这种布置也可以获得与上面在图1和图2的实施方式的上下文中描述的动画相同的动画。

图4例示了根据本发明的动画机构1的又一变体，该变体与图3的变体的不同之处在于，第二装饰物23也被设置成绕其自身的轴线A5枢转。为了做到这一点，将第二装饰物23旋转固定至轮23a，该轮与被安装成在轮21c上枢转的卫星轮23b啮合，并且与被固定至辅助轮21b上的辅助齿21d啮合，以便形成差速齿轮(differential gear)。

通过这些手段，第二装饰物23绕轴线A3作轨道运行，并且绕其自身的轴线A5枢转，各种组件的转速能够通过修改传动比而进行自由选择。此外，很明显，盖子2a、25在这个变体中是可选的，并且轴线A5可以平行于也可以不平行于轴线A3，这也适用于所有这些实施方式。

这种布置特别适于实时或者以经加速的时间来动画化地球(或另一行星)绕太阳的旋转，但是其它动画也是可以的。

图5例示了根据本发明的动画机构1的变体，该变体与图1至图4的变体不同，如下文所显现的。

第一装饰物11不是由轴13h承载，而是由被安装在内框架13f中以绕轴线A3枢转的辅助框架13p来承载。该框架13p因此与带齿机件13n分离，并且这两个部件13p、13n由此可以相对于彼此枢转。第一装饰物11也被固定至辅助框架13p，盖子21a是以与图1和图2的实施方式中相同的方式来设置的，并且由被固定至轴13h的带齿机件13n旋转驱动。

辅助框架13p包括外周齿，该外周齿用于通过任何形式的中间传动装置31(这里由在内框架13f上枢转的多个中间轮组成)绕轴线A3来驱动该辅助框架，该中间传动装置是从被固定至轴13h的小齿轮13q来取得动力的。

这样做时，这组两个装饰物11、23绕轴线A3枢转，并且通过修改中间传动装置31的传动比或者还修改带齿机件13n与轮21之间的传动比，盖子21a的转速可以相对于辅助框架13p的转速进行自由选择。

在未例示的变体中，将第一装饰物11旋转固定至轴13h而不是辅助框架13p，这允许两个装饰物11、23以不同的转速绕轴线A3枢转。

这些布置尤其使得能够表示月亮的相。

图6例示了根据本发明的动画机构1的又一变体，该变体与图1和图2的变体的不同之处如下。

图6的机构1还包括升降系统(raising and lowering system)33，该升降系统被设置成相对于内框架13f的平面升高和降低第二装饰物23。

该升降系统33是由内框架13f在该内框架的底侧(即，该内框架的面对主动轮15的一侧)来承载的。

第二装饰物23由螺杆33a来承载，该螺杆通过特设装置(未表示)相对于内框架13f旋转地转位(indexed)，使得螺杆33a无法相对于所述内框架13f枢转。

将螺杆33a接合在带内螺纹的管(tapped tube)33b中，从而该带内螺纹的管33b绕轴线A5沿一个方向或者沿另一个方向的旋转将相应地升高、降低螺杆33a并因此降低第二装饰物23。该旋转是通过中间传动装置31来确保的，该中间传动装置由与图5的变体类似地被旋转固定至轴13h的带齿机件13q来引导(conducted)，这就是与图5类似的部件具有相同的标号的原因。

本变体的中间传动装置31包括间歇传动机构(intermittent geartrain)，该间歇传动机构由具有部分齿的两个轮31a、31b构成，这两个轮的所述部分齿与对应的齿33c、33d啮合，该对应的齿与带内螺纹的管33b旋转固定并且被设置成沿两个相反的旋转方向枢转。具有部分齿的各个轮31a皆具有在其圆周的一半上延伸的齿，并且这两个轮的所述齿是以这样的方式来设置的，即，这两个轮31a、31b中的各个轮沿它们相反的旋转方向的360°枢转将首先在这些轮31a、31b中的一个轮的控制下，驱使带内螺纹的管33b沿第一旋转方向的驱动，然后在这些轮31b、31a中的另一轮的控制下，驱使带内螺纹的管33b沿另一方向的驱动，并且对称地进行。用于使所述轮31a、31b中的一个轮相对于另一轮的旋转方向反向的中间传动装置31的其它部件的细节对于本领域技术人员是容易获得的并且不需要在此进行描述。

因此，当机构1进行操作时，第二装饰物23将上升和下降，并且由于月亮的轨道与地球的赤道不共面的事实，该第二装饰物例如可以表示月亮相对于地球的赤道平面的移动。

当然，在不脱离本发明的框架的情况下，例如可以设想用于升高和降低第二装饰物23的其它机构，举例来说，以类似于自动机器的方式，基于凸轮组来升高和降低第二装饰物。

尽管先前已经关于具体实施方式描述了本发明，但是在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，还可以设想其它附加变体。