КОЛОННОЕ КОЛЕСО ДЛЯ ХРОНОГРАФА, ХРОНОГРАФ И ЧАСЫ С ХРОНОГРАФОМ, СОДЕРЖАЩИЕ ТАКОЕ КОЛЕСО Российский патент 2014 года по МПК G04B13/02 

Изобретение относится к колонному колесу для хронографа, которое содержит колонны оптимизированной формы. Также изобретение относится к механизму управления хронографом и к часам с хронографом, содержащим колонное колесо указанного типа.

Уровень техники

Известно, что в часах с хронографом используется колонное колесо, предназначенное для управления различными функциями хронографа. Поперечное сечение колонн колонного колеса обычно имеет форму усеченного треугольника (см. фиг.1). Такая форма позволяет просто и недорого изготавливать колеса и колонны. Тем не менее колонны воздействуют на различные рычаги и иногда воздействующие силы слишком велики, что увеличивает уровень трения и износа. Кроме того, при реализации различных функций хронографа уровень точности не всегда является оптимальным.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в устранении указанных выше недостатков известных устройств с помощью колонного колеса, которое позволяет лучше распределять силы, действующие на рычаги, и которое позволяет достичь более высокого уровня точности при управлении функциями хронографа. Указанная задача решена с помощью колонного колеса, которое соответствует пункту 1 прилагаемой формулы изобретения.

Ясно, что «передняя сторона» и «задняя сторона» поперечного сечения усеченного треугольника определяются в соответствии с направлением вращения колонного колеса.

Элементы изобретения оптимизируют общие механические свойства рычагов, которые взаимодействуют с колоннами. Например, достигается уменьшение трения, износа и потерь энергии, а также увеличивается точность в расположении частей и выполнении их функций и т.д. Следовательно, достигается улучшение управления функциями хронографа.

Одно из достоинств настоящего изобретения заключается в том, что геометрическая форма колонн позволяет точно определить направления векторов сил, необходимых для подъема рычагов. Результатом этого является снижение используемых сил, повышение эффективности, снижение износа и повышение управляемости силой, прикладываемой к управляющему элементу «старт/стоп».

Кроме того, согласно настоящему изобретению высота втулки и перемычек составляет от 10% до 50% высоты колонн. Другими словами, с определенной высоты высвобождается задняя часть колонн. Одно достоинство данного свойства заключается в том, что при поднятии и опускании выступа рычага может быть увеличена величина его перемещения при условии, что рычаг установлен достаточно высоко, чтобы выступ мог пройти над перемычками и втулкой колонного колеса.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения основание является выпуклым и расположено по существу параллельно окружности колонного колеса.

Угол α меньше угла β, по меньшей мере, на 10%, а предпочтительно на 20%. Кроме того, предпочтительно, чтобы величина угла α составляла от 50° до 53°. Ясно, что путем выбора существенно выступающего угла α (α<53°) возможно максимизировать длину перемещения выступа, что в свою очередь может как увеличить угол подъема рычагов, так и увеличить длину перемычек рычагов при поддержании одинакового угла подъема. Наоборот, если угол α слишком выступает (α>50°), то силы концентрируются на верхнем конце угла α, что может привести к нежелательному увеличению потерь энергии и силы, необходимой для приведения в действие управляющего элемента.

В изобретении также предложен механизм управления хронографом, содержащий колонное колесо, как было описано ранее, и, по меньшей мере, один поворотный рычаг, выступ которого может взаимодействовать с колоннами колонного колеса.

В изобретении также предложены часы с хронографом, содержащие колонное колесо, описанное ранее, и, по меньшей мере, один поворотный рычаг, выступ которого может взаимодействовать с колоннами колонного колеса. Рычаг может быть, например, соединительным рычагом, рычагом возврата или тормозным рычагом.

Краткое описание чертежей

Другие свойства и достоинства изобретения будут ясны после прочтения следующего описания, которое приведено исключительно в виде не ограничивающего изобретение примера со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг.1 показано известное колонное колесо, вид в перспективе;

на фиг.2 - колонна колонного колеса согласно изобретению, схематический вид сверху в поперечном сечении;

на фиг.3 - колонное колесо с фиг.2, вид в перспективе;

на фиг.4 - колонное колесо с фиг.2 и 3, вид сверху;

на фиг.5 - пример колонного колеса, встроенного в часы с хронографом и соответствующего конкретному варианту осуществления настоящего изобретения, вид со стороны механизма привода;

на фиг.6а и 7-12 - виды, которые соответствуют семи последовательным «снимкам», показывающим функцию «старт», т.е. последовательность, при которой пользователь нажимает кнопку с целью перемещения колонного колеса, установленного в часах с хронографом, на угол, равный 30°. Перемещение колонного колеса вперед поднимает рычаг возврата с целью высвобождения частей хронографа, выполненных в форме «сердца», и так же приводит в действие соединительный рычаг с целью запуска хронографа. Семь «снимков» сделаны с шагом в 5°;

на фиг.6b - механизм в целом, вид, на котором показан тот же снимок, что и на фиг.6а.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан вид в перспективе известного колонного колеса. Колонны равномерно распределены по окружности храповика. Поперечное сечение каждой колонны имеет симметричный профиль, форма которого по существу напоминает форму усеченного треугольника или трапеции, большое основание которой параллельно окружности колонного колеса и обращено наружу, к зубчатой части храповика. Такая симметричная форма имеет определенные преимущества в плане конструкции и особенно при изготовлении колонн.

На фиг.3 показан вид в перспективе колонного колеса 1 согласно изобретению. На фиг.4 показан вид сверху того же колонного колеса. На этих двух чертежах хорошо показан храповик 2, снабженный зубцами 3, которые симметрично распределены по окружности храповика. В центре храповика 2 имеется отверстие, предназначенное для сборочного элемента, необходимого для установки колеса 1 в хронограф. Сверху храповика 2 установлена верхняя часть конструкции, образованная втулкой 21, перемычками 20 и колоннами 10. Шесть колонн 10 расположены симметрично по окружности храповика 2, в результате чего получается верхняя часть конструкции, состоящая из элементов 10, 20, 21 и имеющая осевую симметрию 6-го порядка. На фиг.4 показано, что двенадцать зубцов храповика 2 равномерно распределены по окружности и отстоят друг от друга на угловое расстояние, равное 30°. Специалисту в рассматриваемой области ясно, что колонное колесо, соответствующее настоящему примеру, является двухтактным колонным колесом. Однако настоящее изобретение также применимо к трехтактным колонным колесам. Стрелка R на фиг.4 показывает направление вращения колонного колеса 1, т.е. направление по часовой стрелке.

На фиг.2 показано поперечное сечение одной колонны 10. Ясно, что поперечное сечение колонны в целом имеет форму неравнобедренного треугольника, усеченного в области вершины. Три стороны треугольника представляют собой большое основание 14, расположенное вблизи от края храповика 2, переднюю кромку 12 и заднюю кромку 13. Передняя кромка 12 называется так потому, что она первой вступает в контакт с выступом рычага (-ов) механизма хронографа во время вращения колеса 1. Задняя кромка 13 представляет собой последнюю поверхность, вступающую в контакт с выступом рычага перед тем, как последний попадает в пространство 22 между колоннами и снова высвобождается.

Два угла α и β, прилегающие к большому основанию 14, являются закругленными. Как будет ясно из дальнейшего, это облегчает перемещение выступа рычага, взаимодействующего с колонной при работе хронографа.

Как показано на чертежах, поперечное сечение колонны, представляющее собой усеченный треугольник или трапецию, асимметрично, при этом угол α меньше угла β, где угол а является углом между большим основанием 14 и передней кромкой 12, а угол β является углом между большим основанием 14 и задней кромкой 13. Согласно такому типу конструкции передняя кромка 12 по существу выступает вперед (в направлении вращения R) по сравнению с обычной конструкцией, показанной на фиг.1.

В показанном примере величины углов α и β составляют соответственно 51,5° и 69,5°. В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения угол α может быть разным, но предпочтительно, чтобы его величина составляла от 50° до 53°. В настоящем примере угол α меньше угла β приблизительно на 26%. В соответствии с различными альтернативными вариантами осуществления изобретения разница между величинами двух углов составляет от 23% до 28%.

На фиг.2, 3 и 4 подробно показаны втулка 21 и перемычки 20, используемые для укрепления колонн 10. Перемычки 20 расположены между колоннами и втулкой 21, которая отцентрирована относительно оси колеса. Перемычки и втулка придают жесткость конструкции колеса в целом и колоннам, в частности. Придание жесткости колоннам позволяет добиться особенно высокой точности работы. В соответствии с изобретением высота втулки 21 и перемычек 20 меньше высоты колонн 10, так что верхняя часть колонн выступает над остальными частями верхней части конструкции. Предпочтительно, чтобы высота втулки и перемычек составляла от 10% до 50% высоты колонн. Предпочтительно, чтобы колонное колесо, соответствующее изобретению, изготавливали на токарном станке. Непрерывное изготовление на токарном станке придает детали особенную точность.

На фиг.5 показан пример колонного колеса 1 согласно изобретению, установленного в механизме управления хронографом. В дополнение к элементам колонного колеса, которые были показаны на фиг.3 и 4, на фиг.5 показана защелка или фиксатор 24, который запускается по нажатию кнопки (не показана) и который с помощью выступа 25 воздействует на зубец храповика 2 с целью перемещения колонного колеса вперед на угол, соответствующий зубцу храповика, секундный/минутный рычаг 40 возврата, установленный с возможностью поворота относительно оси 42, соединительный рычаг 50 с выступом 51 и, наконец, тормозной рычаг 30.

На фиг.6а и 6b показаны виды сверху, соответствующие виду в перспективе, показанному на фиг.5. На фиг.6b показан более общий вид по сравнению с фиг.6а и на нем показаны дополнительные элементы хронографа. Этими элементами являются:

перемыкающая пружина 26, выступ которой предназначен для взаимодействия с зубцом храповика 2. Более того, на фиг.6b также показано, что тормозной рычаг 30 является частью башмака 32 и предназначен для взаимодействия с колонным колесом, чтобы обеспечивать возможность попеременного торможения и высвобождения колеса 5 хронографа. Также ясно, что рычаг 40 возврата снабжен выступом 41 для взаимодействия с колоннами колонного колеса. Рычаг 40 возврата предназначен для взаимодействия с элементами 43, выполненными в форме «сердца», с целью управления функцией сброса хронографа. На фиг.6b рычаг 40 возврата показан в нижнем положении, в котором он взаимодействует с элементами 43 в форме «сердца». На фиг.6b также показано, что нижнее положение рычага возврата соответствует такому положению колонного колеса, которое дает возможность выступу 41 рычага 40 возврата попасть в зазор между двумя колоннами 10. Такое положение колонного колеса, считающееся положением «0°», выступает в качестве исходной точки. На фиг.6а и 7-12 показаны изменения положения колеса с шагом в 5° до положения, равного 30° (фиг.12).

На фиг.6а колонное колесо показано в положении 0°. В этом положении, как уже было упомянуто, рычаг возврата опущен на элементы в форме «сердца», а выступ 41 рычага возврата свободно расположен между колоннами 10. На фиг.6а также показано, что в положении 0° выступ 51 соединительного рычага 50 примыкает к наружной поверхности колонны 10. Таким образом, соединительный рычаг поднят, в результате чего промежуточное колесо 28 удерживается в стороне от колеса 5 хронографа, а следовательно, колесо 5 отсоединено. Отметим, что рычаг 40 возврата и тормозной рычаг 30 предназначены для такого взаимодействия, чтобы тормозной рычаг оставался поднятым, независимо от положения колонного колеса, пока рычаг возврата опущен относительно элементов 43 в форме «сердца».

На фиг.7 колонное колесо показано в положении 5°. Ясно, что в этом положении рычаг 40 возврата все еще опущен на элементы 43 в форме «сердца», а тормозной рычаг 30 все еще поднят. Однако ясно, что выступ 41 рычага возврата начинает контактировать с передней кромкой колонны А. Выступ 41 расположен практически по касательной к передней кромке, и острие выступа находится за колонной, над перемычкой, соединяющей колонну с втулкой. Это положение возможно благодаря тому, что с одной стороны, высота втулки и перемычек колонного колеса меньше, чем высота колонн, а с другой стороны, рычаг 40 возврата расположен достаточно высоко над другими рычагами, так что выступ может пройти над перемычками. Таким образом, ясно, что формы колонн и верхней части конструкции, которые соответствуют изобретению, позволяют (насколько возможно) распределяться силам, действующим на выступ 41. Наконец, как в случае фиг.6а, выступ 51 соединительного рычага 50 прилегает к внешней поверхности колонны А.

На фиг.8 колонное колесо показано в положении 10°. Ясно, что в этом положении выступ 41 рычага возврата немного отодвинут передней кромкой колонны А, а рычаг возврата немного отодвинут от элементов 43 в форме «сердца». Также ясно, что выступ 51 соединительного рычага все еще скользит по большому основанию этой колонны. Выступ 31 тормозного рычага находится в точке начала контакта с колонной В.

На фиг.9 колонное колесо показано в положении 15°. Ясно, что в этом положении подъем выступа 41 рычага возврата ярко выражен, благодаря действию колонны А. Рычаг возврата теперь полностью отодвинут от элементов 43 в форме «сердца». Также ясно, что выступ 51 соединительного рычага перемещен близко к задней области большого основания 14 колонны А. Более того, рычаг 40 возврата высвобождает тормозной рычаг 30, но выступ 31 тормозного рычага одновременно начинает контактировать с задней поверхностью колонны В.

На фиг.10 колонное колесо показано в положении 20°. Ясно, что в этом положении подъем выступа 41 рычага возврата практически завершен. Также ясно, что выступ 51 соединительного рычага находится в точке падения. Более того, выступ 31 тормозного рычага теперь расположен у большого основания 14 колонны В.

На фиг.11 колонное колесо показано в положении 25°. Ясно, что в этом положении выступ 41 рычага возврата примыкает к большому основанию 14 колонны А. Выступ 51 соединительного рычага расположен между двумя колоннами, но колесо хронографа 5 пока еще не соединено. Выступ 31 тормозного рычага все еще примыкает к большому основанию 14 колонны В.

На фиг.12 колонное колесо показано в положении 30°. Ясно, что в этом положении выступ 51 соединительного рычага все еще опущен и находится между двумя колоннами, а промежуточное колесо 28 теперь «сцеплено» с колесом хронографа, что соответствует запуску хронографа. Выступ 31 тормозного рычага все еще примыкает к большому основанию 14 колонны В.

Из вышеизложенного и из фиг.7-11 ясно, что перемещение выступа рычага возврата по передней кромке колонны больше, чем в случае, когда передняя кромка 12 и задняя кромка 13 симметричны. Это увеличение длины перемещения означает, что может быть уменьшена приложенная сила. Эти свойства делают оптимальными общие механические свойства рычагов. Например, достигается снижение трения, износа и потерь энергии, а также увеличивается точность при размещении деталей и выполнении их функций, и т.д. В частности, при выполнении функций хронографа рычаги 30, 40 и 50 поднимаются и опускаются с помощью ассиметричных колонн с передней кромкой при очень высокой точности с оптимальной синхронизацией соответствующих перемещений деталей. Также достигается улучшение управляемости функциями хронографа. Такая геометрия колонн позволяет точно определить направления векторов сил, необходимых для подъема рычагов. Таким образом, достигается уменьшение прикладываемых сил, в дополнение к повышению эффективности, снижению износа и улучшению управления усилием, прикладываемым к управляющему элементу «старт/стоп».

Также специалисту в рассматриваемой области ясно, что для описанного варианта осуществления изобретения могут быть предложены различные вариации и/или улучшения, находящиеся в границах объема настоящего изобретения, определенного приложенной формулой изобретения. В частности, изобретение и различные варианты осуществления изобретения были описаны для конкретного примера с шестью колоннами. Тем не менее для специалиста в рассматриваемой области ясно, что изобретение может быть расширено и включает в себя вариант с другим количеством колонн, в частности с восемью колоннами.

Колонное колесо (1) для хронографа содержит: храповик (2), снабженный множеством зубцов (3), форма которых определяет направление вращения колонного колеса; верхнюю часть конструкции, соосную с колесом и имеющую осевую симметрию, порядок которой равен n>=3, при этом периферийная часть верхней части конструкции образует n колонн (10), параллельных оси колеса и распределенных по существу вдоль окружности храповика (2), причем каждая колонна содержит внешнюю часть, поперечное сечение которой выполнено по существу в форме усеченного треугольника, имеющего основание, по существу параллельное окружности колеса, переднюю сторону (12), называемую передней кромкой, и заднюю сторону (13), называемую задней кромкой и направленную от основания внутрь колеса. Колонное колесо отличается тем, что упомянутое поперечное сечение является асимметричным, причем первый угол α между передней кромкой (12) и основанием (14) меньше второго угла β между основанием и задней кромкой (13). 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Колонное колесо (1) для хронографа, содержащее храповик (2), снабженный множеством зубцов (3), форма которых определяет направление вращения колонного колеса, и верхнюю часть конструкции, соосную с колесом и имеющую осевую симметрию, порядок которой равен n>=3, при этом периферийная часть верхней части конструкции образует n колонн (10), параллельных оси колеса и распределенных по существу вдоль окружности храповика (2), причем каждая колонна содержит внешнюю часть, поперечное сечение которой выполнено по существу в форме усеченного треугольника, имеющего основание, по существу параллельное окружности колеса, переднюю сторону (12), называемую передней кромкой, и заднюю сторону (13), называемую задней кромкой и направленную от основания внутрь колеса, отличающееся тем, что упомянутое поперечное сечение является асимметричным, причем первый угол α между передней кромкой (12) и основанием (14) меньше второго угла β между основанием и задней кромкой (13), а верхняя часть конструкции содержит втулку (21), соединенную с колоннами (10) посредством перемычек (20) для усиления колонн, при этом высота втулки и перемычек составляет от 10% до 50% высоты колонн.

2. Колонное колесо (1) для хронографа по п.1, отличающееся тем, что основание (14) по существу является закругленным и выпуклым.

3. Колонное колесо (1) для хронографа по п.1, отличающееся тем, что угол α, по меньшей мере, на 10% меньше угла β, а предпочтительно - на 20%.

4. Колонное колесо (1) для хронографа по п.3, отличающееся тем, что величина угла α составляет от 50° до 53°.

5. Механизм управления хронографом, содержащий колонное колесо (1) по любому из пп.1-4 и, по меньшей мере, один поворотный рычаг (30, 40, 50), выступ которого выполнен с возможностью взаимодействия с колоннами (10) колонного колеса.

6. Механизм управления хронографом по п.5, в котором один рычаг является соединительным рычагом (50).

7. Механизм управления хронографом по п.5, в котором один рычаг является рычагом (40) возврата.

8. Механизм управления хронографом по п.5, в котором один рычаг является тормозным рычагом (30).

9. Часы с хронографом, содержащие механизм управления хронографом по любому из пп.5-8.