ЧАСЫ С ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ Российский патент 2016 года по МПК G04B27/02 

Область техники

Изобретение относится к приборам для измерения времени, в частности к часовым механизмам, и может быть использовано в часовой промышленности при производстве наручных часов.

Уровень техники

Как известно в основе работы часового механизма лежит аккумулирование механической энергии во время завода часов и передачи ее механизму в течение хода часов. Для этих целей предназначен двигатель часового механизма. При этом необходимым является требование равномерности передачи энергии на установленном промежутке времени продолжительности хода часов, которая характеризуется постоянством крутящего момента, обеспечиваемого двигателем на центральном колесе механизма.

Также известно, что стандартный часовой механизм аналоговых механических часов имеет стрелочную передачу, которую иначе называют вексельной. Стрелочный механизм, передающий движение от основной колесной системы стрелкам, состоит из системы зубчатых колес и трибов. К стрелочному механизму относятся следующие детали: минутный триб (минутник), часовое колесо, вексельное колесо с вексельным трибом, переводное колесо. При этом колеса и трибы стрелочной передачи не имеют собственных осей. Принцип работы стрелочного механизма во всех часах обычно один и тот же. В отличие от передаточного механизма часов, в стрелочном механизме ведущим звеном является триб, а ведомым - колесо.

Стрелочный механизм служит в часах для непрерывного счета количества колебаний, совершаемых регулятором, и показа этого счета в общепринятых единицах времени (час, минута) при помощи стрелок, совершающих непрерывное движение.

В обычных часах с 12-часовым циферблатом стрелочный механизм выполняют с возможностью совершения часовой стрелкой двух полных оборотов в сутки. В этом случае передаточное отношение между минутным трибом и часовым колесом равно 12. В часах с 24-часовым циферблатом стрелочный механизм выполняют с возможностью совершения часовой стрелкой одного полного оборота в сутки и передаточное отношение в этом случае между минутным трибом и часовым колесом равно 24.

Удивительно, но до сегодняшнего времени часовые мастера, которые стремились усовершенствовать в целом часовой механизм, не коснулись такой системы как указанная вексельная система передачи.

Вместе с тем, известны некоторые попытки усовершенствования способа передачи вращательного движения в часах. Одним из возможных средств передачи движения является червячный механизм.

Так известен патент US 3116593, опубликованный 07.07.1964, в котором раскрываются часы, имеющие автоматический регулятор. При этом указанный автоматический регулятор обеспечивает быструю коррекцию времени без необходимости открытия крышки часов. Так известный часовой механизм снабжен обычной вексельной передачей, при этом часовое колесо сопряжено с дополнительным колесом - регулятором, связанным с червячной передачей, которая настраивает двигатель регулятора в том случае, если часы начинают либо спешить, либо опаздывать.

Недостатком известного решения является его громоздкость за счет использования дополнительных переходных механизмов. Кроме этого в указанном решении используется стандартная стрелочная передача, состоящая из стандартных вексельных колес, усложненная дополнительными колесами, для корректировки времени. При этом указанные часы являются настольными и их невозможно выполнить в наручном исполнении.

Также известны часы с календарем по патентному документу US 2670590 A, опубликованному 02.03.1954. Согласно этому документу календарное устройство часов выполнено с возможностью индикации на дополнительной апертуре часов как дня недели, так и дня месяца. При этом передаточный механизм, связывающий календарное устройство с часовым механизмом выполнено в виде червячной передачи.

Недостатком данного устройства часов является его громоздкость, что исключает возможность его использования в наручных часах. Кроме этого в указанном решении, так же, как и в предыдущем решении, используется стандартная стрелочная передача, состоящая из стандартных вексельных колес, которые снабжены дополнительными передаточными механизмами для функционирования механизма календаря.

Также известны часы, которые выполнены в виде червячного механизма (http://amaxgroup.en.made-in-china.com/productimaqe/lbGQjpdAJYRW-2f1j00fvMQisYBhkpL/China-Time-Machine-Clock-S-009-.html). Однако указанные часы являются настольными и не имеют привычных для нас стрелок и циферблата для считывания информации о времени. Кроме этого эти часы невозможно выполнить в виде наручного механизма.

Таким образом, автором в уровне техники не выявлено решение, которое решает задачу, поставленную в настоящем изобретении.

В связи с тем, что предложенное в настоящем изобретении техническое решение относится к наручным часам, в качестве наиболее близкого аналога были выбраны ранее запатентованные автором настоящей заявки наручные часы по патентному документу RU 2537499, опубл. 10.01.2015. Известные часы помимо прочего снабжены корпусом, циферблатом, часовым механизмом с вексельной передачей.

Недостатком известных часов является трудоемкость выполнения часов и их материалоемкость за счет изготовления большого количества колесных систем, в частности стрелочной (вексельной) системы, состоящей из нескольких взаимосвязанных колес.

Задача и технический результат

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, и технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в создании механизма стрелочной передачи для наручных часов, при котором изменяется тип передачи вращательного движения с одного вала на другой, и вместо стандартной зубчатой передачи с расположением осей колес параллельно друг другу используется зубчатая передача со скрещивающимися осями, а именно червячная передача.

Такое выполнение позволяет существенно снизить металлоемкость при производстве наручных часов, так как большое передаточное отношение в одной паре червяк и червячное колесо делает ее более компактной, чем эквивалентные им стандартные зубчатые колесные системы. Также за счет уменьшения количества передаточных подвижных элементов уменьшается люфт и повышается точность индикации времени. Кроме этого снижается количество изготавливаемых деталей, а вследствие этого уменьшается трудоемкость процесса изготовления наручных часов.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что наручные часы содержат корпус, циферблат, часовой механизм, имеющий систему стрелочной передачи, при этом система стрелочной передачи выполнена в виде червячной пары, которая состоит из червяка минутной втулки, который передает вращение на червячное часовое колесо, насаженное на ось-вал, причем червяк минутной втулки совершает оборот одновременно с минутной осью.

Помимо этого червяк минутной втулки совершает один полный оборот за 60 минут.

При этом на ось червяка минутной втулки насаживается минутная стрелка.

Также ось червяка минутной втулки и ось червячного часового колеса расположены под прямым углом по отношению друг к другу.

Кроме этого червячное часовое колесо имеет 12 зубьев.

При этом червячное часовое колесо имеет 24 зуба.

На оси вала часового колеса насажена часовая стрелка.

При этом часы содержат минутный и часовой циферблат.

Помимо этого на ось-вал часового червячного колеса дополнительно насажено коронное колесо.

При этом коронное колесо передает движение на дополнительное часовое колесо, на оси которого расположена часовая стрелка.

На ось-вал червячного часового колеса насажен часовой барабан с расположенной по его поверхности винтовой линией.

При этом часовой барабан выполнен в форме цилиндра.

Кроме этого параллельно оси цилиндра расположена часовая шкала.

При этом часы дополнительно содержат второе червячное часовое колесо.

При этом второе червячное часовое колесо имеет 24 зуба.

Также второе червячное колесо насажено на ось-вал.

Кроме этого на ось-вал второго червячного колеса насажен червяк, взаимодействующий с лунным колесом, имеющим 59 зубьев.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Конструктивно в показанных на чертежах предпочтительных, но не единственно обязательных, вариантах исполнения заявляемые часы с червячной передачей включают следующие детали:

1 - минутная червячная втулка

2 - колесо часовое

3 - ось минутная

4 - часовой механизм

5 - часовая ось

6 - корпус часов

7 - минутный циферблат

8 - минутная стрелка

9 - часовая стрелка

10 - часовой циферблат

11 - коронное часовое колесо

12 - минутный триб

13 - переводное колесо

14 - минутный триб с винтовой резьбой

15 - часовая шкала

16 - часовой барабан

17 - часовая винтовая линия

18 - часовая винтовая втулка

19 - лунное колесо

20 - второе часовое колесо

21 - вал второго часового колеса

22 - часовое колесо часовой стрелки.

На фиг. 1 показан внешний вид сопрягаемой минутной червячной оси и часового колеса с часовой осью.

На фиг. 2 показан вариант исполнения где минутная червячная ось 1 надевается на минутную ось 3 часового механизма 4 совершающую один оборот в час.

На фиг. 3 показан другой вариант исполнения где минутная червячная ось 1 надевается на минутный триб 12 часового механизма 4 совершающего один оборот в час.

На фиг. 4 показан другой вариант исполнения где минутная червячная ось выполнена в виде минутного триба 14 имеющего винтовую резьбовую часть которая надевается на минутную ось 3 часового механизма 4 совершающего один оборот в час. С зубьями минутного триба 14 сопрягается переводное колесо 13.

На фиг. 5 показан внешний вид исполнения часов с червячным стрелочным механизмом, где часовой циферблат развернут на 90 градусов и позволяет наблюдать время в другой плоскости.

На фиг. 6 показан другой внешний вид исполнения часов с червячным стрелочным механизмом, где часовой расположен в плоскости параллельной циферблату. На конце вала 5 расположено колесо 11 с коронными зубьями с которым работает колесо 22, на оси которого располагается часовая стрелка 9.

На фиг. 7 показан вариант исполнения по рис.5, вид сбоку.

На фиг. 8 показан вариант исполнения часов где на часовую ось насажен цилиндр с расположенной по его поверхности винтовой линией 17. Паралельно оси цилиндра расположена часовая шкала 15. Точка пересечения шкалы и линии является определяющей количество часов.

На фиг. 9 показан вариант исполнения часов где минутная червячная ось сопрягается сразу с двумя зубчатыми колесами 2 и 20. Причем на оси 21 находится червячный винт 18 приводящий в движение лунное колесо 19 для индикации лунных фаз.

Осуществление изобретения

Главной отличительной особенностью устройства является использование в стрелочной передаче наручных часов вместо стандартных вексельных колес, состоящих из минутного триба, вексельного колеса, вексельного триба и часового колеса, одной пары взаимодействующих деталей, представляющих собой червячную передачу.

Червячная передача представляет собой кинематическую пару, состоящую из червяка и червячного колеса. Червячные передачи применяются для передачи вращения между валами, оси которых перекрещиваются под углом 90°. Ведущим звеном обычно является червяк. Червяк - это винт с резьбой, нарезанной на цилиндре (архимедов, конволютный или эвольвентный червяк) или глобоиде. Архимедов червяк представляет собой цилиндрический винт с трапецеидальным профилем резьбы. В торцовом сечении витки этого червяка очерчены архимедовой спиралью. Глобоидный червяк представляет собой винт, нарезанный на поверхности тора (глобоида). Передача с таким червяком называется глобоидной. Элементы червяка аналогичны элементам резьбы.

Червячные колеса бывают с прямыми и чаще с косыми зубьями и отличаются от цилиндрических зубчатых колес несколько видоизменений формой зуба. Зуб червячного колеса охватывает червяк по дуге, ограниченной углом, который выбирают в пределах от 90° до 110°. Элементы червячного колеса в основном аналогичны элементам цилиндрического зубчатого колеса.

По сути, в заявленном изобретении может быть использован как любой вид червяка, так и любой вид червячного колеса соответственно.

Как показано на фиг. 1-4, в заявленном изобретении червяком, т.е. винтом со специальной резьбой, является втулка 1, надетая на минутную ось 3 (как вариант ось центрального колеса) часового механизма 4, или являющейся частью минутной оси часового механизма. Также винтовая втулка 1 может надеваться на минутный триб 12 стандартно выпускаемого часового механизма, как показано на фиг. 3. Однако в этом случае вексельное колесо с трибом и стандартное часовое колесо будут сняты со стандартного механизма.

Червяк минутной втулки 1 совершает оборот вместе с минутной осью 3 и делает один оборот в час. На ось червяка минутной втулки 1 может насаживаться минутная стрелка 8.

Червяк минутной втулки 1 взаимодействует с червячным часовым колесом 2, ось-вал 5 которого расположена под прямым углом к оси вращения червяка. Червячное часовое колесо 2 может иметь как 12, так и 24 зуба. Количество зубьев червячного часового колеса может быть равно необходимому количеству часов, за которое это колесо должно сделать полный оборот.

Таким образом, червяк минутной втулки 1, вращаясь, за один оборот вокруг своей оси за один час перемещает червяное колесо 2 на один зуб.

В связи с тем, что передаточное соотношение в одной паре достаточно большое, нет необходимости в дополнительных передаточных механизмах, как это предусмотрено в стандартных механизмах. При этом передача движения от минутной червячной оси на часовое колесо возможно осуществить напрямую, что исключает изготовление дополнительных деталей.

Указанное передаточное отношение может быть использовано и для нестандартной индикации часовой стрелки. Как показано на фиг. 5 и на фиг. 7, часовой циферблат 10 расположен перпендикулярно минутному циферблату. Такая конструкция часов является оригинальной и удобной, например, при вождении авто либо мототранспорта. Вращаясь, червяк минутной втулки 1 передает вращение на червячное часовое колесо 2, насаженное на ось-вал 5. На оси вала 5 также расположена часовая стрелка 9. Таким образом, возможно наблюдать индикацию на часовом циферблате 10, развернув часы на 90 градусов.

Также возможно выполнение стандартной и привычной нам индикации, при которой минутный и часовой циферблаты расположены в параллельных плоскостях. В этом случае при вращении червяк минутной втулки 1 передает вращение на червячное часовое колесо 2, насаженное на ось-вал 5. Как показано на фиг. 6, на конце оси-вала 5 соосно насажено коронное колесо 11, передающее движение на часовое колесо 22, на оси которого расположена часовая стрелка 9.

Кроме стандартной стрелочной индикации на часовом циферблате возможна индикация текущего часа при помощи часового барабана 16 с расположенной на его поверхности винтовой линией 17. При этом линия 17 может иметь один виток. Как показано на фиг. 8, указанный часовой барабан 16 выполнен в виде цилиндра. Параллельно оси цилиндра часового барабана 16 расположена часовая шкала 15. Часовой барабан 16 насажен на часовую ось-вал 5. Вращаясь, червяк минутной втулки 1 передает движение на червячное часовое колесо 2, насаженное на ось-вал 5. Таким образом, часовой барабан 16 совершает вращение вокруг своей оси, а точка пересечения часовой шкалы 15 и винтовой линии 17 является определяющей (индицирующей) количество часов.

Также указанная передача нашла свое применение и при выполнении часовых механизмов усложненного типа, например таких, где имеется возможность отображения фазы Луны синодического месяца. В этом случае для отображения дополнительной индикации Лунных фаз на циферблате указанный механизм снабжен дополнительным вторым червячным колесом 20. При этом, вращаясь, червяк минутной втулки 1 передает вращение на второе червячное часовое колесо 20, имеющее 24 зуба и совершающее один оборот за сутки, насаженное на вал 21 второго червячного часового колеса. На вал 21 также насажен еще один червяк 18, взаимодействующий с колесом 19, которое имеет 59 зубьев. Таким образом, колесо 19 будет совершать оборот за два лунных месяца (59 дней) и может быть использовано для индикации фаз Луны.

В этом варианте исполнения, как показано на фиг. 9, часовая индикация может быть выполнена таким же образом, как было указано выше, а именно: при вращении червяк минутной втулки 1 передает вращение на червячное часовое колесо 2, насаженное на ось-вал 5. На конце оси-вала 5 соосно насажено коронное колесо 11, передающее движение на часовое колесо часовой стрелки 22, на оси которого расположена часовая стрелка 9.

Как следует из описания возможных выполнений заявленного изобретения, предложенная система передачи вращательного движения при помощи червячной передачи обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно использование в наручных часах стрелочной индикации одной пары взаимодействующих деталей, представляющих собой червячную передачу вместо стандартных вексельных колес. Такое выполнение снижает количество деталей в часах, уменьшается люфт, вследствие чего повышается точность индикации времени. Кроме этого снижаются трудозатраты на изготовление часов. В связи с тем, что количество деталей уменьшено, обеспечивается металлоемкость предложенного механизма.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Использование: изобретение относится к приборам для измерения времени, в частности к часовым механизмам, и может быть использовано в часовой промышленности при производстве наручных часов. Сущность: наручные часы содержат корпус, циферблат, часовой механизм, имеющий систему стрелочной передачи, система стрелочной передачи выполнена в виде червячной пары, которая состоит из червяка минутной втулки, который передает вращение на червячное часовое колесо, насаженное на ось-вал, причем червяк минутной втулки совершает оборот одновременно с минутной осью. Технический результат: снижение количества деталей в часах, уменьшение люфта, вследствие чего повышается точность индикации времени. Кроме этого снижаются трудозатраты на изготовление часов и металлоемкость предложенного механизма. 1 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Наручные часы, содержащие корпус, циферблат, часовой механизм, имеющий систему стрелочной передачи, отличающиеся тем, что система стрелочной передачи выполнена в виде червячной пары, которая состоит из червяка минутной втулки, который передает вращение на червячное часовое колесо, насаженное на ось-вал, причем червяк минутной втулки совершает оборот одновременно с минутной осью.

2. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что червяк минутной втулки совершает один полный оборот за 60 минут.

3. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что на ось червяка минутной втулки насаживается минутная стрелка.

4. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что ось червяка минутной втулки и ось червячного часового колеса расположены под прямым углом по отношению друг к другу.

5. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что червячное часовое колесо имеет 12 зубьев.

6. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что червячное часовое колесо имеет 24 зуба.

7. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что на оси вала часового колеса насажена часовая стрелка.

8. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что содержат минутный и часовой циферблат.

9. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что на ось-вал часового червячного колеса дополнительно насажено коронное колесо.

10. Наручные часы по п. 9, отличающиеся тем, что коронное колесо передает движение на дополнительное часовое колесо, на оси которого расположена часовая стрелка.

11. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что на ось-вал червячного часового колеса насажен часовой барабан с расположенной по его поверхности винтовой линией.

12. Наручные часы по п. 11, отличающиеся тем, что часовой барабан выполнен в форме цилиндра.

13. Наручные часы по п. 12, отличающиеся тем, что параллельно оси цилиндра расположена часовая шкала.

14. Наручные часы по п. 1, отличающиеся тем, что дополнительно содержат второе червячное часовое колесо.

15. Наручные часы по п. 14, отличающиеся тем, что второе червячное часовое колесо имеет 24 зуба.

16. Наручные часы по п. 14, отличающиеся тем, что второе червячное колесо насажено на ось-вал.

17. Наручные часы по п. 16, отличающиеся тем, что на ось-вал второго червячного колеса насажен червяк, взаимодействующий с лунным колесом, имеющим 59 зубьев.