БАЛАНСИРНАЯ ПРУЖИНА ЧАСОВ Российский патент 2017 года по МПК G04B1/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к балансирной пружине с устройством ограничения перемещения для часов, содержащей, по меньшей мере, одну ленту, намотанную между первым концом и вторым концом и содержащую, по меньшей мере, две пары витков, каждая из которых образована из первого витка и второго витка, которые непосредственно примыкают друг к другу, соответственно содержащих стопорные средства и вспомогательные стопорные средства, квинкунциально расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу и вместе определяющие для каждой из вышеуказанных пар соответствующее максимальное угловое перемещение во время локального соединения вышеуказанного первого витка и вышеуказанного второго витка, являющееся результатом действия вышеуказанных стопорных средств, взаимодействующих во время примыкания к вышеуказанным вспомогательным стопорным средствам в случае ускорений при сжимании или растяжении вышеуказанной балансирной пружины, которые являются большими, чем желаемые значения, для того чтобы ограничивать количество активных витков вышеуказанной балансирной пружины.

Изобретение также относится к подрессоренному балансиру часов, содержащему, по меньшей мере, одну балансирную пружину этого типа и содержащему балансир, который поворачивается вокруг оси и к которому прикрепляются вышеуказанные первый или второй конец вышеуказанной балансирной пружины.

Изобретение также относится к механизму движения часов, включающему в себя, по меньшей мере, один подрессоренный балансир этого типа и пластину, несущую на себе стержень балансирной пружины для шарнирного закрепления одного из концов вышеуказанной балансирной пружины.

Изобретение также относится к часам, включающим в себя, по меньшей мере, один механизм движения часов этого типа и/или, по меньшей мере, один подрессоренный балансир этого типа.

Изобретение относится к области механизмов часов, и если более точно, то к регулирующим элементам для часов.

Уровень техники

В механических наручных часах регулирующие компоненты, в частности регуляторы хода часов, должны удовлетворять нескольким критериям «безопасности». Одно из устройств безопасности - это устройство ограничения перемещения, которое проектируется таким образом, чтобы предотвращать угловое прохождение балансира за пределы нормального угла вращения.

Технической проблемой является разработка механизма безопасности, в частности устройства ограничения перемещения, которое ограничивает угол поворота балансира во время чрезмерных ускорений, в частности в случае ударов, особенно для регулятора хода часов со стопором. Механизм ограничения перемещения должен быть способен действовать в обоих направлениях поворота балансира, т.е. во время расширения и сжимания балансирной пружины.

Одно из решений состоит в изменении геометрии балансирной пружины, чтобы вызвать взаимодействие с прилеганием выступов следующих друг за другом витков пружины, чтобы таким образом привести некоторые витки в неактивное состояние и таким образом изменить жесткость балансирной пружины и ее реагирование на импульсы. Механизм этого типа, способный ограничивать угловое перемещение балансира в обоих направлениях поворота, известен из документа ЕР Patent No 2434353 A1 на имя Montres Breguet SA, который раскрывает балансирную пружину с механизмом ограничения перемещения, в котором выемки, относящиеся к следующим друг за другом виткам пружины, взаимодействуют между собой как во время сжимания, так и во время расширения балансирной пружины. Это решение является эффективным, однако подъем крутящего момента остается относительно резким.

Целью настоящего изобретения является улучшение безопасности, в то же время только очень незначительно нарушая инерцию балансира, за счет ограничения углового перемещения балансира в обоих направлениях вращения, постепенно поднимая крутящий момент.

Раскрытие изобретения

Поэтому изобретение относится к устройству ограничения перемещения балансирной пружины для часов, содержащей, по меньшей мере, одну ленту, намотанную между первым концом и вторым концом и содержащую, по меньшей мере, две пары витков, каждая из которых образована из первого витка и второго витка, которые непосредственно примыкают друг к другу, соответственно содержащих стопорные средства и вспомогательные стопорные средства, квинкунциально расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу и вместе определяющие для каждой из вышеуказанных пар соответствующее максимальное угловое перемещение во время локального соединения вышеуказанного первого витка и вышеуказанного второго витка, являющееся результатом действия вышеуказанных стопорных средств, взаимодействующих во время примыкания к вышеуказанным вспомогательным стопорным средствам в случае ускорений со сжиманием или растяжением вышеуказанной балансирной пружины, которые являются большими, чем желаемые значения, для того чтобы ограничивать количество активных витков вышеуказанной балансирной пружины, характеризующемуся тем, что, по меньшей мере, в двух вышеуказанных парах витков вышеуказанные соответствующие стопорные средства и вспомогательные стопорные средства располагаются таким образом, чтобы определять различные максимальные значения угловых перемещений и чтобы постепенно ограничивать амплитуду поворачивания между вышеуказанными первым и вторым концами вышеуказанной балансирной пружины во время углового или радиального ускорений вышеуказанной балансирной пружины, которые являются большими, чем вышеуказанные желаемые значения, для того чтобы вызвать взаимодействие с прилеганием вышеуказанных стопорных средств и вспомогательных стопорных средств одной из вышеуказанных пар перед тем, как это происходит в другой паре, и таким образом постепенно изменять результирующую жесткость вышеуказанной балансирной пружины с помощью последовательного деактивирования или повторного активирования некоторых из вышеуказанных витков.

Изобретение также относится к подрессоренному балансиру для часов, содержащему, по меньшей мере, одну балансирную пружину этого типа и содержащему балансир, который поворачивается вокруг оси и к которому прикрепляются вышеуказанные первый или второй конец вышеуказанной балансирной пружины, характеризующемуся тем, что амплитуда поворачивания вышеуказанного балансира меньше чем 360°.

Изобретение также относится к механизму движения часов, включающему в себя, по меньшей мере, один подрессоренный балансир этого типа и пластину, несущую на себе стержень балансирной пружины для шарнирного закрепления одного из концов вышеуказанной балансирной пружины.

Изобретение также относится к часам, включающим в себя, по меньшей мере, один механизм движения часов этого типа и/или, по меньшей мере, один подрессоренный балансир этого типа.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества изобретения будут понятными после прочтения последующего подробного описания со ссылками на прикрепленные чертежи, в которых:

фиг.1 показывает схематический вид сверху балансирной пружины с устройством ограничения перемещения в соответствии с изобретением, разработанной таким образом, чтобы колебаться вокруг поворотной оси, шарнирно прикрепленной через ее внешний конец к стержню балансирной пружины и через нижний конец - к зажимной втулке, прикрепленной к балансиру; вышеуказанная балансирная пружина включает в себя стопорные элементы, квинкунциально расположенные в шахматном порядке над смежными витками, которые сталкиваются между собой в случае ударов или чрезмерной амплитуды, при этом два набора смежных витков компонуются таким образом, но с различными ограничительными углами между первым, в большей степени внутренним, набором, где угол является наибольшим, и вторым, в большей степени внешним, набором, где угол имеет меньшее значение;

фиг.2 показывает схему, иллюстрирующую крутящий момент в соответствии с углом поворачивания балансирной пружины;

фиг.3 показывает блок-схему часов, в частности наручных часов, содержащих механизм перемещения, который включает в себя подрессоренный балансир, содержащий балансирную пружину в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к области механизмов часов, и если более точно, то к регулирующим элементам для часов.

Целью изобретения является улучшение безопасности любого колебательного механизма, или механизма аккумулирования энергии, содержащего балансирную пружину, в частности механизм подрессоренного балансира.

Основной принцип состоит в изменении результирующей жесткости пружины, когда происходит происшествие, при котором условия использования отличаются от нормальных рабочих условий, и особенно в случае сильных ускорений или сотрясений.

Изменение жесткости балансирной пружины может иметь другие варианты применения, и это описание, которое относится к предпочтительному варианту применения этого изобретения, т.е. к системе ограничения перемещения регулирующего механизма, никоим образом не является ограничивающим.

Таким образом, целью настоящего изобретения, применительно к подрессоренному балансиру, является ограничение угла поворота балансира в механизме часов до заданного угла, в частности для амплитуд, превышающих 360°. Предел углового перемещения достигается в обоих направлениях поворота без изменения инерции балансира. Считается, что подрессоренный балансир является свободным ("free") во время своего нормального углового перемещения (по отношению к системе ограничения перемещения) благодаря тому факту, что вышеуказанная система не вызывает каких-либо сотрясений во время нормального перемещения подрессоренного балансира.

Принцип предложенной системы основывается на временном изменении геометрии балансирной пружины. Во время сжимания или растяжения балансирной пружины, благодаря поворачиванию балансира, происходят относительное угловое и радиальное перемещение между витками. Ограничивающие стопорные элементы, образованные из двух стопорных элементов, и блокирующий перемещение рычаг располагаются на двух следующих друг за другом витках балансирной пружины. Для обеспечения максимального заданного угла поворота стопорные элементы располагаются на витках таким образом, чтобы ограничивать относительное угловое перемещение между двумя витками. Когда стопорный элемент, в соответствии с направлением вращения, блокирует перемещение блокирующего рычага, балансирная пружина теряет активный виток, таким образом изменяя свою жесткость. Таким образом, эта стопорная система полагается на относительное угловое перемещение между двумя витками.

Расстояние между стопорными элементами и блокирующими рычагами может быть несимметричным.

Таким образом, система в соответствии с изобретением ограничивает количество активных витков в соответствии с углом поворота и в соответствии с перемещением витков балансирной пружины. Жесткость балансирной пружины в соответствии с углом поворота, таким образом, может быть временно изменена в результате добавления этой системы стопорного элемента, по меньшей мере, к одной паре витков и самое большее - для всех витков. Таким образом, жесткость, в соответствии с амплитудой поворота, может быть определена за счет распределения и количества систем стопорного элемента, распределенных на балансирной пружине. Изобретение стремится постепенно ограничивать угол поворота за счет постепенного изменения результирующей жесткости балансирной пружины.

В соответствии с изобретением несколько пар витков устанавливаются подобным образом. Балансирная пружина включает в себя стопорные элементы, распределенные квинкунциально в шахматном порядке на смежных витках, которые сталкиваются между собой в случае сотрясений или чрезмерной амплитуды, при этом два набора смежных витков компонуются подобным образом, но с различными ограничительными углами между первым, в большей степени внутренним, набором, где угол имеет большее значение, и вторым, в большей степени внешним, набором, где угол имеет меньшее значение.

В предпочтительном, но не ограничивающем варианте осуществления изобретения гарантируется, что центр тяжести балансирной пружины является сбалансированным. Геометрия, распределение и количество стопорных элементов требуют наличия детальной конструкции, а этот документ только резюмирует принцип действия.

Производство балансирной пружины этого типа основывается на способах производства микроизделий, позволяющих большую степень свободы планарной конструкции. Существует возможность изготовить балансирную пружину этого типа с использованием кремниевой технологии. Настоящее изобретение не ограничивается этой технологией. Способы "LIGA" и другие способы производства микроизделий в настоящее время используются для изготовления компонентов часов и, в частности, могут использоваться для механизмов регулирования хода часов.

Таким образом, изобретение относится, в частности, к балансирной пружине 1 с устройством ограничения перемещения, содержащей, по меньшей мере, одну ленту 2, намотанную между первым концом 3 и вторым концом 4. Эта балансирная пружина 1 включает в себя, по меньшей мере, две пары витков 50. Каждая пара 50 образована из первого витка 51 и второго витка 52, которые непосредственно примыкают друг к другу и соответственно содержат стопорные средства 11 и вспомогательные стопорные средства 12, квинкунциально расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу.

Понятно, что для каждой пары 50 стопорные средства 11 и вспомогательные стопорные средства 12 вместе определяют соответствующее отдельное максимальное угловое перемещение СА.

Стопорные средства 11 и вспомогательные стопорные средства 12 вместе определяют для пары 50, к которой они относятся, максимальное угловое перемещение СА во время локального соединения первого витка 51 и второго витка 52. Это локальное соединение является результатом того, что стопорные средства 11 взаимодействуют с примыканием к вспомогательным стопорным средствам 12 во время ускорений при сжимании или расширении балансирной пружины 1, которые составляют большие значения, чем желаемые значения, или чрезмерной амплитуды во время поворота балансирной пружины 1, для того чтобы ограничивать количество активных витков балансирной пружины 1.

В соответствии с изобретением, по меньшей мере, в двух из этих пар витков 50 соответствующие стопорные средства 11 и вспомогательные стопорные средства 12 располагаются таким образом, чтобы определять различные значения СА максимального углового перемещения, для того чтобы постепенно ограничивать амплитуду поворота между первым концом 3 и вторым концом 4 балансирной пружины 1 во время углового или радиального ускорений балансирной пружины 1, являющихся большими, чем вышеуказанные желаемые значения, для того чтобы вызвать взаимодействие с прилеганием вышеуказанных стопорных средств 11 и вспомогательных стопорных средств 12 одной из пар 50 перед тем, как это происходит в другой паре, и таким образом постепенно изменять результирующую жесткость балансирной пружины 1 с помощью последовательного деактивирования или повторного активирования некоторых из витков 5.

Кривая на фиг.2 показывает изменение в крутящем моменте в соответствии с углом поворота. Изломы можно увидеть на наклонной линии в каждой точке, соответствующей конфигурации стопора и соединения, как объясняется в дальнейшем.

В предпочтительном, но не ограничивающем варианте изобретения, проиллюстрированном на фиг.1 и 3, в каждой паре 50 стопорные средства 11 располагаются на одной или двух витках пары 50, содержат два ограничивающих стопорных элемента 13, 14, траектория которых пересекается, по меньшей мере, с одним вспомогательным ограничивающим стопорным элементом 15, расположенным на другом из двух витков той же самой пары 50 и содержащимся во вспомогательных стопорных средствах 12. Препятствие в конечных положениях остановки определяет интервал, ограничивающий угловое перемещение СА первого витка 51 по отношению ко второму витку 52. Эта предельная точка позволяет временно ограничивать количество активных витков балансирной пружины 1, когда вышеуказанный, по меньшей мере, один вспомогательный ограничивающий стопорный элемент 15 упирается в один из этих двух ограничивающих стопорных элементов 13, 14.

В частном варианте, показанном на фиг.1, в дополнение к ограничивающим стопорным элементам, расположенным на двух противоположных витках той же самой пары 50, один виток, например, первый виток 51 или соответственно второй виток 52, содержат, по меньшей мере, один радиальный стопорный элемент 6, ограничивающий радиальное перемещение первого витка 51 относительно второго витка 52. Этот частный вариант соединения основывается на относительном радиальном перемещении между витками. Однако он ограничивается сжиманием балансирной пружины и, таким образом, единственным направлением вращения балансира.

В этом же самом частном варианте, предпочтительно, по меньшей мере, один радиальный стопорный элемент 6 включает в себя фрикционную поверхность 61, которая располагается таким образом, чтобы взаимодействовать со вспомогательной фрикционной поверхностью 62, содержащейся на втором витке 52 или соответственно первом витке 51.

В еще одном варианте, который комбинирует ограничивающие стопорные элементы пары 50 и радиальный стопорный элемент 6, используются стопорные средства 11 или вспомогательные стопорные средства 12, которые включают в себя этот, по меньшей мере, один радиальный стопорный элемент 6.

Изобретение также включает в себя подрессоренный балансир 10 для часов, содержащий, по меньшей мере, одну балансирную пружину 1 этого типа и содержащий балансир 7, который поворачивается вокруг оси D и к которому прикрепляются первый конец 3 или второй конец 4 балансирной пружины 1. Предпочтительно, амплитуда поворачивания этого балансира 7 меньше чем 360°.

Изобретение также относится к механизму 20 движения часов, содержащему подрессоренный балансир 10 этого типа и пластину 8, несущую на себе стержень 9 балансирной пружины для шарнирного закрепления одного из концов 3, 4 балансирной пружины 1.

Изобретение также относится к часам 30, вмещающим в себя, по меньшей мере, один такой механизм 20 движения часов и/или, по меньшей мере, один такой подрессоренный балансир 10.

Система имеет преимущество, состоящее в ограничении перемещения балансира в обоих направлениях поворота. Это ограничение достигается за счет изменения жесткости балансирной пружины. Это изменение жесткости может регулироваться через выбор количества и распределения стопорных поверхностей, входящих в состав балансирной пружины.

Инерция системы подрессоренного балансира изменяется только за счет изменения инерции балансирной пружины. Система ограничения перемещения не препятствует нормальным колебаниям подрессоренного балансира, она оказывает влияние на его работу только в том случае, когда превышается амплитуда поворота.

Балансирная пружина (1), содержащая две пары (50) витков, каждая из которых образована смежными витками (51, 52), соответственно содержащих стопорные средства (11) и квинкунциально расположенные в шахматном порядке вспомогательные стопорные средства (12), вместе определяющие для каждой пары (50) соответствующее относительное максимальное угловое перемещение (СА) этих витков во время их локального соединения при ускорениях балансирной пружины (1), которые являются большими, чем желаемые значения, для того чтобы ограничивать количество активных витков. Стопорные средства (11) и вспомогательные стопорные средства (12) этих пар (50) определяют различные значения (СА) максимального углового перемещения, чтобы постепенно ограничивать амплитуду поворачивания между концами (3, 4) балансирной пружины (1) во время ускорений, которые являются большими, чем эти желаемые значения, при этом одна из вышеуказанных пар (50) взаимодействует с прилеганием раньше другой пары, чтобы постепенно изменять результирующую жесткость балансирной пружины (1) с помощью последовательного деактивирования или повторного активирования ее витков (5). 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Балансирная пружина (1) для часов с устройством ограничения перемещения, содержащая по меньшей мере одну ленту (2), намотанную между первым концом (3) и вторым концом (4), и содержащая по меньшей мере две пары (50) витков, каждая из которых образована из первого витка (51) и второго витка (52), которые непосредственно примыкают друг к другу, соответственно содержащих стопорные средства (11) и вспомогательные стопорные средства (12), квинкунциально расположенные в шахматном порядке по отношению друг к другу и вместе определяющие для каждой из вышеуказанных пар (50) соответствующее максимальное угловое перемещение (СА) во время локального соединения вышеуказанного первого витка (51) и вышеуказанного второго витка (52), являющееся результатом действия вышеуказанных стопорных средств (11), взаимодействующих во время примыкания с вышеуказанными вспомогательными стопорными средствами (12) в случае ускорений при сжимании или растяжении вышеуказанной балансирной пружины (1), которые являются большими, чем желаемые значения, для того чтобы ограничить количество активных витков вышеуказанной балансирной пружины (1), характеризующаяся тем, что по меньшей мере в двух вышеуказанных парах (50) витков вышеуказанные соответствующие стопорные средства (11) и вспомогательные стопорные средства (12) располагаются таким образом, чтобы определять различные максимальные значения угловых перемещений (СА), для того чтобы постепенно ограничивать амплитуду поворачивания между вышеуказанным первым концом (3) и вышеуказанным вторым концом (4) вышеуказанной балансирной пружины (1) во время углового или радиального ускорений вышеуказанной балансирной пружины (1), которые составляют большее значение, чем вышеуказанные желаемые значения, для того чтобы вызвать взаимодействие с прилеганием вышеуказанных стопорных средств (11) и вышеуказанных вспомогательных стопорных средств (12) одной из вышеуказанных пар (50) перед тем, как это происходит в вышеуказанной другой паре, и таким образом постепенно изменять результирующую жесткость вышеуказанной балансирной пружины (1) с помощью последовательного деактивирования или повторного активирования некоторых из ее витков (5).

2. Балансирная пружина (1) для часов по п. 1, отличающаяся тем, что в каждой из вышеуказанных пар (50) вышеуказанные стопорные средства (11) включают в себя два ограничивающих стопорных элемента (13, 14), траектория которых пересекается по меньшей мере с одним вспомогательным ограничивающим стопорным элементом (15), содержащимся в вышеуказанных вспомогательных стопорных средствах (12), чтобы определять интервал, ограничивающий вышеуказанное угловое перемещение (СА) вышеуказанного первого витка (51) относительно вышеуказанного второго витка (52), для того чтобы ограничивать количество активных витков вышеуказанной балансирной пружины (1), когда вышеуказанный по меньшей мере один вспомогательный ограничивающий стопорный элемент (15) упирается в один из вышеуказанных ограничивающих стопорных элементов (13, 14).

3. Балансирная пружина (1) для часов по п. 2, отличающаяся тем, что вышеуказанный первый виток (51) или соответственно вышеуказанный второй виток (52), включает в себя по меньшей мере один радиальный стопорный элемент (6), ограничивающий радиальное перемещение вышеуказанного первого витка (51) относительно вышеуказанного второго витка (52).

4. Балансирная пружина (1) для часов по п. 3, отличающаяся тем, что вышеуказанный по меньшей мере один радиальный стопорный элемент (6) содержит фрикционную поверхность (61), которая располагается таким образом, чтобы взаимодействовать со вспомогательной фрикционной поверхностью (62), содержащейся на вышеуказанном втором витке (52) или соответственно вышеуказанном первом витке (51).

5. Балансирная пружина (1) для часов по п. 3, отличающаяся тем, что вышеуказанные стопорные средства (11) или вышеуказанные вспомогательные стопорные средства (12) включают в себя вышеуказанный по меньшей мере один радиальный стопорный элемент (6).

6. Подрессоренный балансир (10) для часов, содержащий по меньшей мере одну балансирную пружину (1) по п. 1 и содержащий балансир (7), который поворачивается вокруг оси (D) и к которому шарнирно прикрепляются вышеуказанный первый (3) или второй (4) конец вышеуказанной балансирной пружины (1), характеризующийся тем, что амплитуда поворачивания вышеуказанного балансира (7) меньше чем 360°.

7. Механизм (20) движения часов, содержащий вышеуказанный подрессоренный балансир (10) по п. 6 и пластину (8), несущую на себе стержень (9) балансирной пружины для шарнирного закрепления одного из концов (3, 4) балансирной пружины (1).

8. Часы (30), включающие в себя по меньшей мере один механизм (20) движения часов по п. 7 и/или по меньшей мере один подрессоренный балансир (10) по п. 6.