用于对表的一组板进行频率调谐的方法以及包括该组调谐的板的表与流程
- 国知局
- 2024-07-30 09:46:41
1.本发明涉及一种用于对表的一组板进行频率调谐的方法。这些板优选是表的表盘板。这些板还可以用作报时表(montreꢀàꢀsonnerie)或音乐表(montre musicale)的声辐射膜。2.本发明还涉及一种表,其包括根据调谐方法调谐的该组板。背景技术:3.在设有叠加板(作为表的表盘)的表的情况下,必须非常小心,以避免对表的任何机械冲击,这种机械冲击可能导致叠加板之间的接触,这能够导致由易碎材料制成的板中的一者断裂或破裂。一般而言,这些板间隔足够远,以避免由于机械冲击而彼此接触。然而,当安装在传统的表壳中时,将板间隔开足够远是不合适的,因为为了安装各种各样的部件损失了很多空间。4.报时机构也可存在于表中,以产生声音(音调)或音乐。为此目的,报时表的音簧或音乐表的销筒(clavier)通常设置在表壳内。音簧或销筒舌片的振动被传递到不同的外部部件。这些外部部件例如是中间部件(carrure)、表圈、表玻璃和表壳的背板(fond),或者甚至是带有叠加板的表盘,该叠加板设有装饰物,以赋予表美学观点上令人喜欢的外观。5.在音乐表或报时表的情况下,基于外部部件的复杂的振动-声转换的声学性能较差。为了改善和提高由报时表或音乐表的使用者所感知的声级,必须考虑外部部件的材料、几何形状和极限条件。这些外部部件的构造还取决于表的美观和操作约束,这可能会限制适应性修改的可能性。6.报时表或音乐表的声音的频率组成必须在0.5 khz至5 khz或甚至10 khz的频率区间内是丰富的。传统的外部部件在这个频带中不提供有效的辐射。因此,为了进一步改善报时机构的振动-声性能,一个或多个膜设置在表壳内,例如,一个膜在另一膜的顶部上,在它们之间具有空间。膜被设定尺寸和构造成使得表壳中产生的一种或多种音调被有效地辐射。产生的音调的频率必须接近膜的振动固有模式,以使它们共振振动。然而,通常并没有针对这些膜的频率调谐作出规定,特别是使得这些膜不会主要在表受到机械冲击期间或者在产生音调或音乐期间彼此接触。7.关于声膜布置的约束通常与机械结构规则相反,以确保密封性和表抵抗冲击和高外部压力的机械强度。8.欧洲专利申请号1 795 978 a2描述了一种表,其包括报时装置。该报时装置包括两个钟形膜,这两个钟形膜通过中心支撑杆、以一个膜在另一个膜的顶部上的方式同轴地保持在表壳中。另一个薄膜也设置在两个钟形件和表壳的背板之间,其受压力并附接在中间部件和表壳的穿孔的背板之间。取决于另一个膜的径向应力调节,可以调节该膜的声辐射频率。然而,另外两个钟形膜没有被布置成改善由报时装置产生的声音的声级,这构成了缺点。此外,频率调谐方法并不寻求频率调谐来提高表承受机械冲击的能力。9.欧洲专利申请号3 009 894 a1描述了一种用于报时表或音乐表的声辐射膜装置。该装置包括叠加布置在第二膜上的第一膜。两个膜的外围边缘用于将膜保持在表壳内。第一声辐射膜被构造成有效地辐射第一频带中的频率,而第二声辐射膜被构造成有效地辐射不同于第一频带的第二频带中的频率。间隔环也设置在第一膜和第二膜的外围边缘之间,以限定声腔。并未提供膜的频率调谐以使得它们不会由于音簧或舌片的激活或者主要由于机械冲击而彼此接触。技术实现要素:10.因此,本发明的目的是通过提出一种用于对表的一组板(尤其形成表的表盘)进行频率调谐(以便承受对表的机械冲击)的方法来克服前述现有技术的缺点,表可以是报时表或音乐表。11.为此,本发明涉及一种用于对表的一组板进行频率调谐的方法,该方法包括独立权利要求1的特征。12.在从属权利要求2至10中限定了用于对表的一组板进行频率调谐的方法的特定步骤。13.用于对表的一组板进行频率调谐的方法的一个优点是:可对至少两个形成表盘的板进行调谐,以提高其承受机械冲击的能力。优选地,每个形成表盘的板还可以用作报时表或音乐表的声辐射膜。每个板是经频率调谐的,例如特别是通过控制第一振动固有模式。彼此间隔开相对短的限定距离的这两个板因此被调谐,使得它们不会由于对表的机械冲击而彼此接触。作为这些板的频率调谐的结果,这些板中的一个板由诸如蓝宝石的易碎材料制成,两个板能够同相振动,使得它们在机械冲击期间不会彼此接触。它还可以用于改善由报时表或音乐表产生的音调或音乐的声辐射。14.有利地,第一表盘板由金属材料制成,而第二表盘板由蓝宝石制成,蓝宝石是一种坚硬、易碎且脆性的材料。在表壳中,蓝宝石板可以是0.4 mm厚或更薄。15.有利地,蓝宝石板可用作第二表盘,以提供新的美观符码(code esthétique),或者在报时表或音乐表的情况下,蓝宝石板还可与第一表盘板一起用作振动和辐射膜。16.为此,本发明还涉及一种表,其包括根据调谐方法调谐的该组板,该表包括独立权利要求11的特征。附图说明17.用于对表的一组形成表盘的板进行频率调谐的方法的目的、优点和特征将在以下特别是参考附图的描述中更加清晰,其中:‑ꢀ图1示出了根据本发明的表(例如报时表或音乐表)的横截面,该表具有一组形成表盘的板,该组形成表盘的板彼此间隔开并且频率被调谐以提高其承受机械冲击的能力;‑ꢀ图2示出了根据本发明的该组形成表盘的板中的至少一个板的第一固有模式的变形的横截面,‑ꢀ图3a和3b示出了在根据本发明的该组板的频率调谐之前和之后,由于机械冲击或在击打或音乐期间而振动的该组形成表盘的板的两个曲线图,以及‑ꢀ图4示出了用于确定根据本发明的表的该组板的振动频率和频率调谐的数字模型。具体实施方式18.在以下描述中,表的(例如报时表或音乐表的)所有众所周知的部件将仅被简要描述。将专门提及用于对表的一组板进行频率调谐的方法,以便提高承受可能对表和该组板造成的机械冲击的能力。19.图1示意性示出了本实施例中设有一组形成表盘的板4、5的表1的横截面。表1还包括由中间部件2组成的表壳,中间部件2在顶侧由玻璃3封闭,且在底侧由背板8封闭。钟表机芯7位于背板8和形成表盘的组4、5之间。时间指示指针6连接到钟表机芯7,并从该组板4、5伸出,以在该组形成表盘的板的表盘5上指示时间。20.不言而喻,必须理解的是,该组板可位于表壳中的其他位置,且不一定用作一组形成表盘的板。例如,这可以是彼此间隔开的两个板,从而形成表壳中间部件2的一部分,或者表壳的背板8的一部分,或者位于表壳中的其它位置。21.该组形成表盘的板4、5包括:第一表盘板4,该第一表盘板4例如由金属材料制成;以及位于该第一表盘板4上方的第二板5,该第二板5由硬质的易碎材料制成,例如由蓝宝石或其他易碎材料制成。优选地,第二板5基本上是透明的,从而可以看到在第二板5的底表面上或者以及在第一板4的顶表面上的美观的镶嵌物或指示物(index)。22.将两个板4、5安装成使其以限定的距离彼此间隔开。例如,可以在两个板4、5之间提供小于或等于1 mm的距离。优选地,使板4、5分开的距离可以远小于1 mm,例如0.1 mm,以便不会在表壳1中损失太多空间。然而,彼此间隔开的板4、5必须被构造成使得它们在机械冲击期间不会彼此接触。因此,执行频率调谐方法,以便能够将振动频率匹配到两个板4、5的至少第一振动固有模式,如在下文的描述中所讨论的。23.应注意的是,在机械冲击的情况中,构成表1的外部部件和机芯的元件会经历强的加速度。在这种加速度下,该组形成表盘的板4、5变形,并且可能与相邻的部件(例如指针6)接触。在本发明的结构的特定情况下,可以添加蓝宝石板5,其由于美观符码而与表盘板4间隔开,并且可以在机械冲击期间与表盘板4接触。取决于高度(外部部件从该高度掉落),该组中的第一表盘板4可能与第二蓝宝石板5接触,这可能导致该第二蓝宝石板5断裂,因为它是易碎材料。为了保证包括该组板4、5在内的表的承受机械冲击的能力,组成表的所有元件必须被正确地设定尺寸。然而,表的美观会产生一些约束,这些约束有时会与在发生机械冲击时保证良好机械强度的结构不相容。24.由于蓝宝石是易碎材料,因此最好避免对该类材料的任何直接冲击。在具有一组板4、5的表1中存在若干种可能性,以用于避免两个板4、5之间的任何接触,这些可能性是:‑ꢀ增加第一表盘板4的刚度以防止其变形。第一表盘板4是美观元件,其被装饰并且通常使用昂贵且非常致密的材料制成。因此,第一表盘板4必须具有相当大的厚度,以防止其变形。然而,这将增加外部部件的总厚度,这是不希望的。25.‑ꢀ增加第一表盘板4和第二蓝宝石板5之间的间隙。第一表盘板4可能由于机械冲击而变形,而不与另一个第二板5接触,第二板5也会振动。第一表盘板4和第二蓝宝石板5之间的距离的增加直接影响外部部件的厚度和表的美观。表盘的可读性也会受损。26.‑ꢀ对第一表盘板4的固有频率和第二蓝宝石板5的固有频率进行调谐,使得第一表盘板4和第二蓝宝石板5同相振动且不彼此碰撞,而不增加由设计所固定的这两个元件之间的间隙。27.应注意的是,本发明主要基于以上列表中的最后一项。因此开发了一种数字模型,以预测在外部部件受到冲击的情况下第一表盘板4和第二蓝宝石板5的动力学。第一表盘板4和第二蓝宝石板5由重物-弹簧-减震器系统表示,如下面描述的图4中所示(对第一表盘板4的第一固有模式的变形和第二蓝宝石板5的第一固有模式的变形进行建模)。两个重物通过由该结构所施加的游隙彼此分开(图4)。28.图3a和3b示出了频率调谐操作之前和之后关于用于对该组中的板进行频率调谐的方法的曲线图。图3a示出了频率调谐之前的状态,而图3b示出了频率调谐之后的状态。第一板的振动以实线表示,而第二板的振动以虚线表示。29.对于频率调谐方法来说,在由测试装置产生机械冲击后,检查每个板4、5的振动,所述测试装置上放置有一个或多个板4、5,使得它们是一个叠在另一个的顶部上,两个板之间具有确定的空间。取决于每个板的振动,可以看出一个板是否正在与另一个板接触,这是图3a中所示的情况。机械冲击发生在时间t = 0。在机械冲击之后,每个板4、5以取决于板的尺寸、板的形状和制造板的材料的频率振动或振荡。可以看出,第一金属板以略高于1 khz的频率振荡,而第二蓝宝石板以高于第一板的振动频率且略高于例如2 khz的频率振荡,其中两板中的任一板的振动均随时间衰减。可以看出,由于振动的这些差异,第二板与第一板直接接触(图3a中较深的部分),并且随后通过由点示出的单点接触,这能够在由易碎材料制成的第二板上造成断裂点。在通过测试装置对每个板的振动进行频率分析之后,可以为每个板或至少为板中的一者确定校正手段,以便使两个振动的板同相振动。在这种情况下,如图3b中所示,一旦这些板以基本相等的频率振动,它们因此根据至少第一振动固有模式而是同相的,而不会彼此接触。30.应记住的是,在图3a中所示方法的该步骤后,在这些板彼此接触的情况下,必须对板中的至少一者进行构造。板中的至少一者必须被构造或适配成以另一个板的至少第一振动固有模式的振动频率振动。因此,在对板4、5的机械冲击之后,两个板(它们的振动频率尤其根据至少第一振动固有模式而是匹配的)不再会彼此接触,这允许由易碎材料制成的第二板5受到保护,如图3b中所示。31.为了将这些板的振动频率匹配,可在板中的至少一者上作出行为(通过在预定位置中(例如其中心处)将重物添加至所述板中的至少一者),以使其具有与另一个振动板相同的相位变形。所添加的重物可以被敲入第二板的中心中。也可以考虑在板上的不同位置中添加多个小惯性块。32.也可改变该组板或板中的至少一者的刚度或极限条件,以避免因机械冲击导致的每个板与彼此的任何接触。不言而喻,代替添加重物或改变刚度,也可以在板中的至少一者上作出行为:使用激光以局部蚀刻或去除材料来改变振动频率,直到获得对于两个板而言相等的至少第一振动模式的振动频率。这允许两个板间隔开短的限定的距离,例如0.1 mm,同时确保这两个板不会由于机械冲击而彼此接触。33.应注意的是,对于两个板4、5中的任一者的构造,可使用在测试装置中实施的所开发的数字模型(图4),并且该数字模型能够确定用于板中的一者的频率调谐的匹配手段。不言而喻,可以考虑检查每个板的振动频率的若干连续步骤,以便逐步管理、构造板中的至少一者,从而在该方法结束时获得同相振动的两个板。34.必须表征表盘和蓝宝石板的固有频率(因为它们取决于这些部件的制造公差),以便根据具体情况调整添加到蓝宝石板中心的重物。35.用于该方法的频率调谐的频率测试装置将不再详细描述,因为该装置的各部件在其他领域已经是已知的。36.如上文所述,该组形成表盘的板也可用作报时表或音乐表的声辐射膜,并且对报时表或音乐表来说,寻求所述板或膜的调谐,以使它们同相振动,而不会彼此接触。37.作为说明,图2仅示出了第一表盘板4的至少第一固有模式的变形的横截面。不言而喻,也可以示出该组板4、5的第一固有模式或更高固有模式的变形。38.根据上文所述,本领域技术人员可在不脱离由权利要求所限定的本发明范围的情况下,构想出用于对表的一组板进行频率调谐的方法的若干替代实施例。
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