用于表报时机构的音簧组件

摘要

本发明涉及一种用于表报时机构的组件(1)，该组件(1)包括多个音簧(2，2′，2″，2″′)，这些音簧连接到至少一个音簧载架(3，3′，3″)。每个都连接到各自的音簧载架(3，3′)的一些音簧(2，2′)和连接到同一音簧载架(3″)的音簧组(2″，2″′)由彼此不同的材料制成。

权利要求

1.一种用于表报时机构的组件(1)，该组件(1)包括至少两个音簧，该至少两个音簧连接到至少一个音簧载架，其特征在于，所述组件包括四个音簧，用于制造第一音簧(2)的材料不同于第二音簧(2′)的材料，这四个音簧具有不同的长度，以便每个音簧一旦被致动便会产生用于钟乐报时的特定的不同的音符，第一音簧(2)和第四音簧(2″′)能够在表壳内一个布置在另一个之上，第二音簧(2′)和第三音簧(2″)能够在表壳内一个布置在另一个之上，第二音簧(2′)与第一音簧(2)同轴地安装在同一平面内且位于第一音簧(2)的内侧，第三音簧(2″)与第四音簧(2″′)同轴地安装在同一平面内且位于第四音簧(2″′)的内侧。

2.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，每个音簧连接到它自己的音簧载架。

3.根据权利要求2所述的组件(1)，其特征在于，连接到其音簧载架的每个音簧都以单件形式制成为一体件。

4.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，第一音簧(2)连接到第一音簧载架(3)，第二音簧(2′)连接到第二音簧载架(3′)，第三音簧(2″)和第四音簧(2″′)连接到同一第三音簧载架(3″)。

5.根据权利要求4所述的组件(1)，其特征在于，第三音簧(2″)通过一端连接到同一第三音簧载架(3″)的第一侧，而第四音簧(2″′)通过一端连接到同一第三音簧载架(3″)的与所述第一侧相对的第二侧。

6.根据权利要求5所述的组件(1)，其特征在于，连接到同一第三音簧载架(3″)的第三音簧(2″)和第四音簧(2″′)仅以单件形式制成为一体件，连接到它们各自的音簧载架的每个其他音簧都仅以单件形式制成为一体件，第三音簧(2″)和第四音簧(2″′)由相同材料制成并且第三音簧(2″)和第四音簧(2″′)的材料不同于其他音簧的材料，并且其他音簧也由彼此不同的材料制成。

7.根据权利要求6所述的组件(1)，其特征在于，每个音簧载架呈板的形式，该板的厚度与每个音簧的厚度近似。

8.根据权利要求1所述的组件(1)，其特征在于，所述四个音簧通过其一端连接到一个或多个音簧载架，并且每个音簧的另一端自由移动。

9.根据权利要求8所述的组件(1)，其特征在于，连接到一个或两个音簧的每个音簧载架以单件形式制成为一体件。

10.根据权利要求4所述的组件(1),其特征在于，连接到第一音簧载架(3)的第一音簧(2)由第一材料制成，连接到第二音簧载架(3′)的第二音簧(2′)由不同于第一材料的第二材料制成，连接到第三音簧载架(3″)的第三音簧(2″)和第四音簧(2″′)由与第一材料和第二材料不同的第三材料制成。

11.根据权利要求1至10之一所述的组件(1)，其特征在于，每个音簧的材料能够选自以下材料：钨合金，基于紫铜和青铜的合金，基于钯或紫铜或锆或铂的金属玻璃，基于钴的合金，铁的质量百分比大于60％并且含有Cr、Ni、Mn、Al、Si、C、Mo或V的元素的钢，或者银合金、金合金、钯合金或铂合金。

12.根据权利要求11所述的组件(1)，其特征在于，每个音簧的材料为铁的质量百分比大于60％并且含有Cr、Ni、Mn、Al、Si、C、Mo或V的元素的钢，该钢为淬火硬化钢或弹簧钢。

13.根据权利要求1至10之一所述的组件(1)，其特征在于，具有圆形横截面的音簧连接到具有正方形横截面的音簧。

14.根据权利要求1至10之一所述的组件(1)，其特征在于，具有圆形横截面的音簧连接到具有不同直径的圆形横截面的另一个音簧。

15.根据权利要求1至10之一所述的组件(1)，其特征在于，具有第一表面积的正方形横截面的音簧连接到具有不同于第一表面积的第二表面积的正方形横截面的音簧。

说明书

用于表报时机构的音簧组件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于表报时机构的组件，该组件包括至少两个音簧，该至少两个音簧连接到至少一个音簧载架。每个音簧都必须设计成使用特定的材料，以便既考虑到表
壳内的可用空间，又要保证每个音簧被击打时都能产生丰富的声音。

背景技术

[0002] 在钟表领域中，钟表机芯可以设置有报时机构。为了做到这一点，可提供至少一个音簧，它是一种圆形金属丝，例如由钢制成。一般情况下，此金属丝围绕机芯布置在表壳内。
该音簧例如通过锡焊或钎焊固定在音簧载架上，音簧载架本身固定到主机板或表壳中间部
件。音簧的振动由至少一个音锤在通常靠近音簧载架处冲击产生。这种振动由多个自然频
率或部分频率组成，其数量和强度，特别是在1kHz至20kHz的可听范围内，取决于音簧的几
何形状和所使用材料的物理特性。当高于基频的频率不再是较低频率的整数倍时，就限定
了分音。

[0003] 如在欧洲专利EP 2 107 436 B1中所限定的，金属丝形式的音簧也可以设计成由金制成，以便在通过音锤击打产生的声音振动中具有大量的分音。当音锤击打报时机构时，
用金制造音簧提供非常丰富的声音。另一方面,如果报时机构设置有多个由金制成的音簧
来产生不同的音符，当音簧在调音时或在被音锤连续击打产生连续声音期间，有可能存在
不协和音的问题，这构成一个缺点。

[0004] 专利申请CH 707 078 A1描述了为每个音簧添加不同的材料以修改所产生的声音。为此，每个音簧都构造成产生音调高度和频率组成都明确确定的声音。每个音簧都能在
报时机构中的不同相邻音簧之间调整音调。为了调整频率差异或参数化其振动特性，音簧
可以在其弹簧叶片的主体上包括至少一个开口，开口中填充的材料与音簧的基本弹簧叶片
的材料不同。然而，在每个音簧上制造开口来填充另一种材料使得每个音簧的制造及其振
动频率的调整复杂化，这构成了一个缺陷。

[0005] 专利申请WO 2012/151710 A1描述了用不同材料制造的两个子击打件，但没有对设计成使用同一材料的每个音簧进行修改。因此，这并不能消除在音簧调音时或在音簧被
音锤连续击打产生连续声音期间产生的不协和音的问题，这是一个缺陷。

发明内容

[0006] 因此，本发明的目的是，通过提供一种用于表报时机构的音簧组件来克服现有技术的缺陷，该组件能够消除在音簧调音时或在音簧被报时机构的至少一个音锤连续击打产
生连续声音期间产生的不协和音的问题。

[0007] 为此，本发明涉及包括在独立权利要求1中限定的特征的音簧组件。

[0008] 该音簧组件的具体实施例限定在从属权利要求2至17中。

[0009] 所述音簧组件的一个优点在于，它包括连接到至少一个音簧载架的至少两个音簧，并且每个音簧都用不同材料制造。每个音簧都构造成产生特定的音符，并且用不同材料
制造这些音簧或音簧组使得可以避免任何不协和音，特别是当音簧被调音时。在由四个音
簧形成组件的情况下，其中两个音簧可以连接到它们各自的音簧载架,而另外两个音簧可
以连接到同一音簧载架,不同材料的使用使得可以瞄准精确音符，从而获得旋律，同时消除
任何不协和音，尤其是在音簧调音时。

[0010] 有利的是，连接到各相应音簧载架的每个音簧和连接到同一音簧载架的由至少两个音簧组成的音簧组可以各自以单件形式制造。例如，连接到第一音簧载架的第一音簧以
单件形式制造，连接到第二音簧载架的第二音簧也是如此。连接到同一音簧载架的由两个
音簧组成的音簧组也以单件形式制成为一体件。因此，每个音簧载架可以各自呈板的形式，
其厚度与每个音簧的厚度相当。它们可以很容易地旋拧到例如手表机芯盘或板上，不需要
太多空间。它们还可以优选地旋拧到表壳中间部件的边缘上，以便在减小的表壳空间中减
少对空间的要求。

附图说明

[0011] 用于表报时机构的音簧组件的目的、优点和特征将在特别是参考附图的以下描述中更清楚地显示出来:

[0012] 图1示出根据本发明的表报时机构的音簧组件的俯视图，

[0013] 图2a至2c示出根据本发明的在图1的音簧组件中的连接到其音簧载架的每个音簧的俯视图，

[0014] 图3示出报时表的一部分的局部剖视图，该报时表具有根据本发明的带有两个音簧的音簧组件，

[0015] 图4示出报时表的一部分的局部剖视图，该报时表具有根据本发明的带有四个音簧的音簧组件，

[0016] 图5a至5c示出根据本发明的音簧组件要演奏的各种音谱。

具体实施方式

[0017] 在下面的描述中，只是概要地描述在该技术领域熟知的包括连接到至少一个音簧载架的音簧组件的表报时机构的所有部件。重点主要放在表壳内的报时机构的音簧组件及
其布置和设计的特殊性。

[0018] 图1示出音簧组件1，其包括至少两个音簧2、2′，该至少两个音簧2、2′可连接到至少一个音簧载架3或各自连接到各自的音簧载架3、3′，如图1所部分示出的。这两个音簧2、
2′彼此由不同材料制成。音簧组件1也可以包括两个以上的音簧2、2′、2″、2″′,在一个简化
的实施例中，这些音簧可连接到同一音簧载架3，并且在这种情况下，每个音簧2、2′、2″、2″′
可各自用不同材料制造。每个音簧2、2′、2″、2″′的第一端可以连接到音簧载架3，而每个音
簧2、2′、2″、2″′的第二端可以自由移动，并且音簧载架3可以固定到报时表的钟表机芯的主
机板上，或甚至固定到表壳中间部件的边缘或壁上并位于表盘下方。根据特定实施例，通常
呈圆形的音簧可以部分地围绕钟表机芯布置。

[0019] 更具体地如图1所示，音簧组件1包括四个音簧2、2′、2″、2″′。第一音簧2连接到第一音簧载架3，并由第一材料制成。第二音簧2′连接到第二音簧载架3′，并由与第一材料不
同的第二材料制成。第三音簧2″和第四音簧2″′连接到同一第三音簧载架3″，并由与第一材
料和第二材料不同的第三材料制成。但是，可以设想由至少两种不同的材料来制造这四个
音簧。

[0020] 第一音簧2的第一端连接到第一音簧载架3，而第一音簧2的第二端可以自由移动。第二音簧2′的第一端连接到第二音簧载架3′，而第二音簧2′的第二端自由移动。第三音簧
2″的第一端连接到第三音簧载架3″的第一侧，而第四音簧2″′的第一端连接到第三音簧载
架3″的与第一侧相对的第二侧。第三音簧2″的第二端和第四音簧2″′的第二端自由移动。

[0021] 图1中所示的每个音簧载架3、3′、3″都呈板的形式，但也可以设想其他形式的音簧载架。每个板的厚度与每个音簧2、2′、2″、2″′的厚度近似。每个音簧呈圆形，该圆形的直径
与表镜的直径相对应，所述音簧描绘圆的一部分，其角度可以在150度到250度之间，优选在
185度到220度之间。每个音簧都可以设计成围绕钟表机芯的一部分，图中未示出。该音簧载
架3、3′、3″设计成具有特定开口，用于例如附接到支承钟表机芯的圆盘或主机板上，或优选
地附接到表壳中间部件的边缘或壁上。例如，可将第三音簧载架3″与第一音簧载架3和第二
音簧载架3′布置和固定在中间部件的边缘上的同一平面上，并位于第一音簧载架3和第二
音簧载架3′之间。三个音簧载架3、3′、3″以圆形方式布置，例如与所有圆形的音簧2、2′、2″、
2″′对应一致。然而，也可作出规定，将音簧载架固定在机芯圆盘上。

[0022] 第一音簧2和第一音簧载架3也可由相同材料仅以单件形式形成一体件。因此，形成音簧载架3的板包括穿孔，其用于例如通过螺钉将音簧2附接到表壳中间部件或钟表机芯
圆盘的相应部分上。音簧载架也可以呈另外的形式，具有不同的厚度，或与表壳中间部件的
一部分制成一体件。第二音簧2′和第二音簧载架3′也可以由相同材料仅以单件形式形成一
体件，所用材料不同于第一音簧2和第一音簧载架3的材料。连接到第三音簧载架3″的第三
音簧2″和第四音簧2″′也可以由相同材料仅以单件形式形成一体件，所用材料不同于第一
音簧2与第一音簧载架3的材料并且不同于第二音簧2′和第二音簧载架3′的材料。但是，可
以设想用两种不同的材料来制作这四个音簧。

[0023] 每个音簧2、2′、2″、2″′连接到其各自的音簧载架3、3′、3″，以便安装在表壳中，通常构成报时机构的一部分，该报时机构还优选地包括音锤，每个音簧一个音锤，以便在预定
的时刻击打各自的音簧。每个音锤的冲击部分(图1中未示出)通常在靠近相应的音簧与其
音簧载架的连接处击打，以产生声共振。对于设置有四个音簧的情况，该报时机构包括四个
可旋转地安装在圆盘上的音锤，以便在预定的时刻击打每个相应的音簧，以产生钟乐旋律，
例如威斯敏斯特钟声。

[0024] 图2a到2c示出四个音簧，这些音簧构造和调音成以便产生特定的旋律。第一音簧2具有小于1毫米的厚度，连接到第一音簧载架3，由第一材料制成并构造成围绕表机芯的一
部分，以产生第一音符。所述第二音簧2′可具有与第一音簧2相等的厚度，并连接到第二音
簧载架3′，由第二材料制成，并构造成围绕表机芯的一部分，以便产生与第一音符不同的第
二音符。所述第三音簧2″可具有与第一音簧2相等的厚度，并连接到第三音簧载架3″，由第
三种材料制成，并构造成围绕表机芯的一部分，以便产生不同于第一音符和第二音符的第
三音符。第四音簧2″′可具有与第一音簧2相等的厚度，连接到第三音簧载架3″，由第三种材
料制成，并构造成围绕表机芯的一部分，以便产生不同于第一音符、第二音符和第三音符的
第四音符。

[0025] 根据本发明精确限定地，至少提供两种不同材料来制造音簧，以便能够在音簧调音时或在音簧被报时机构的相应音锤连续击打产生连续声音期间产生的不协和音的问题。

[0026] 本发明的用于每个音簧的材料彼此部分不同，可以从例如以下材料中选择:

[0027] ‑基于紫铜和青铜的合金，

[0028] ‑基于钯或紫铜或锆或铂或类似物的金属玻璃，

[0029] ‑基于钴的合金，

[0030] ‑铁的质量百分比大于或等于60％并且含有例如Cr、Ni、Mn、Al、Si、C、Mo或V的至少一种元素的钢，如淬硬钢或弹簧钢，

[0031] ‑银合金、金合金、钯合金或铂合金，

[0032] ‑钨基合金。

[0033] 每个音簧2、2′、2″、2″′及其音簧载架3、3′、3″可通过铣削、电腐蚀、激光加工、模制、铸造、热压或其他适用于本技术领域的制造方法制造。音簧2、2′、2″、2″′也可以来自铸
造产品或热压产品，或热变形产品或冷变形产品。这意味着音簧2、2′、2″、2″′可以是各向异
性或各向同性的。这些特性可能会对声学特性产生影响。

[0034] 图3示出报时表的一部分的局部剖视图，根据本发明，该报时表包括用于三问报时的至少两个音簧2、2″′。例如，圆形的第一音簧2布置在圆形的第二音簧2″′下面，但具有不
同的长度，以便一旦被致动就产生不同于第一音符的音符。第一音簧2由不同于第二音簧
2″′的第二材料的第一材料制成。

[0035] 第二音簧2″′可以位于表盘4正下方，而第一音簧2在第二音簧2″′下方并在表壳中间部件5的内边缘5′上方。连接部6将表盘连接到中间部件5。提供了用于放置音簧2、2″′的
小空间10。音簧载架(未示出)可以固定到内边缘5′，如果音簧载架与每个音簧具有相同厚
度的板。

[0036] 每个音簧2、2″′的宽度为l1，宽度l1等于或大于0.4毫米。第二音簧2″′与表盘4之间相距高度h1，高度h1的值与第二音簧2″′的横截面大致相同。第一音簧2和第二音簧2″′之
间相距高度h2，高度h2的值小于第一音簧2的横截面的两倍。最后，第一音簧2与中间部件5
的底部内边缘5′之间相距高度h3，高度h3的值大致为第一音簧2的横截面。第一和第二音簧
2、2″′与中间部件5之间相距距离d1，距离d1的值等于或小于第一和第二音簧2、2″′的横截
面的两倍。

[0037] 图4示出报时表的一部分的局部剖视图，该报时表包括根据本发明的四个音簧2、2′、2″、2″′，例如用于产生旋律或钟乐。第二音簧2′与第一音簧2同轴地安装在同一平面内
且朝向内侧。第三音簧2″和第四音簧2″′在同一平面内向内同轴安装。第三音簧2″和第四音
簧2″′安装在第二音簧2′和第一音簧2上方，且在表盘4正下方。每个音簧都具有不同的长度
和/或不同的形状或厚度，以便每个音簧一旦被致动就会产生特定的不同的音符。第一与第
四音簧2、2″′之间的空间以及第二与第三音簧2′、2″之间的空间大致为其横截面。

[0038] 应该注意的是，还可以提供由四个音簧组成的组件，其中，每个音簧连接到它自己的音簧载架，每个音簧彼此由不同的材料制成。此外，也可以设想，连接到自己的音簧载架
的每个音簧仅以单件形式制成为一体件。

[0039] 通过对由不同材料制成的音簧的声学原理和不协和音现象的解释，使得能够更好地理解本发明。

[0040] 在构成音阶的每个连续音符之间存在半音。两个音符之间的音程可以根据两个音符之间的半音数来限定。例如，两个音符之间的一个半音差称为小二度，例如do和do#之间
或mi和fa之间。两个音符之间的七个半音的差称为纯五度音。有些音程听起来很悦耳，我们
可以说它们是协和的。其他的音程听起来不好听，可以说是不协和的。

[0041] 音程通常从最协和到最不协和按以下顺序划分：一度、八度、纯五度、纯四度、大三度、大六度、小三度、小六度、小七度、大二度、三音、大七度、小二度。

[0042] 一个音符对应于一个基频，基频可由以下公式确定:

[0043]

[0044] fn:所需音符的频率，

[0045] f0:参考音符的频率(La3在调和音阶中为440赫兹)，

[0046] n：音符上面的半音。

[0047] 根据不同的八度音阶，给出了以下以赫兹为单位的频率:

[0048]

[0049] 下面给出了使用混合方法的一个例子。

[0050] 对于钟乐表来说，为了构造出悦耳的旋律，需要寻找精确的音符。音簧调音的方法包括瞄准给定频率的音符，而所获得的其他分音依赖于所瞄准的频率。例如，为了将5N金制
成的音簧调到Si音符，需要调节音簧的长度，以最好地接近1975.5Hz的目标频率。在击打期
间也产生其他频率。这些频率模式是不同的，例如特别是根据音簧的几何形状和材料。

[0051] 如果不同的分音不协调，两个连续音符的连续可能导致不协和音。例如，众所周知，小二度，也就是两个音符之间的一半音，是非常不协和的。例如，音符“La”和音符“La#”
之间，或者音符“Si”和音符“Do”之间存在着半音的差异。这就意味着，同时演奏或连续演奏
两个以半音分隔的音符听起来会显得不协和。

[0052] 其次，丰富的声音的特征是，在可听到的频率范围内有许多模式，而贫乏的声音在可听到的频率范围内有较少的频率模式，并会显得更清脆。因此，丰富的声音是非常悦耳
的，但是如果多个具有丰富声音的音符连续演奏，就会有更大的机会出现不协和音。材料混
合的方法可以避免这种不协和音。

[0053] 例如，可以使用例如金的材料，它以产生丰富的声音而闻名。如下所定义的由5N金制成的音簧经过调音后可以产生1975.5Hz的Si音符，其频谱可能例如如图5a所示。峰的高
度不具有代表性。如下所定义的由5N金制成的音簧经过调音后可以产生2960Hz的音符Fa#，
其频谱可能例如如图5b所示。峰的高度不具有代表性。如下所定义的钢制成的音簧经过调
音后可以产生2960Hz的音符Fa#，其频谱可能例如如图5c所示。峰的高度不具有代表性。

[0054] 如果考虑在1000hz到10000hz之间构建旋律的频率模式，我们就会注意到，例如5N金形成的连续的Si和Fa音符，有四种模式是不协和的。在一段旋律中，音符要有轻微的抑扬
顿挫。在这种情况下，在5N金制成的两个音簧上连续产生Si和Fa音符，将会产生4个小二度
(见下表)，这是不协和的。

[0055]

[0056] 例如，在这种情况下，钢音簧可以用来连续地在金音簧上演奏Si，在钢音簧上演奏Fa。这将会给出以下音调:

[0057]

[0058] 因此，在本例中，如果连续演奏Si和Fa#两个音符，用5N金和钢制作的两个音簧的材料混合就可以避免两个金音簧所产生的不协和音。

[0059] 这个例子给出了使用这种混合方法的具体观点，但并不仅限于此。声学分析和人耳感知将在不协和音的检测中占主导地位。这是因为，在上面的例子中，一些导致不协和音
的频率是耳朵听不到的。换句话说，主要是人的耳朵来检测这些不协和音，而这些不协和音
能够通过音簧材料的混合来避免。

[0060] 除了混合材料，还可以设想混合音簧的尺寸，以避免不协和音的现象。例如，可以对音簧横截面的形状和大小进行操作。可以将圆形横截面的音簧和正方形横截面的音簧组
装在一起。也可以将圆形横截面的音簧和正方形横截面的音簧连接到同一音簧载架或两个
不同的音簧载架。也可以将圆形横截面的音簧与具有不同直径的圆形横截面的音簧组装在
一起，或者将圆形横截面的多个音簧连接到同一音簧载架或两个不同的音簧载架。也可以
将具有第一表面积例如0.5mm x 0.5mm的正方形横截面的音簧与具有第二表面积例如
0.65mm x 0.65mm的正方形横截面的音簧组装在一起。又可以将具有第一表面积例如0.5mm 
x 0.5mm的正方形横截面的音簧与具有第二表面积例如0.65mm x 0.65mm的正方形横截面
的音簧连接到同一音簧载架或两个不同的音簧载架。

[0061] 当然，也可以根据配备有报时机构的表的尺寸来适用音簧的其他尺寸值。

[0062] 根据刚才的描述，本领域技术人员可以在不脱离权利要求所限定的发明范围的情况下设计出多种不同的用于表报时机构的音簧组件。