СПУСКОВОЙ МЕХАНИЗМ ПОСТОЯННОГО УСИЛИЯ Российский патент 2019 года по МПК G04B15/08 

Область техники

Изобретение относится к спусковому механизму постоянного усилия для часового механизма, выполненному возможностью установки между, с первой входной стороны, системой зубчатых колес, приводимой в действие устройством накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором колебаний, при этом указанный спусковой механизм содержит от входа к выходу:

- входное колесо,

- спусковое коромысло,

- анкерное колесо,

- стопорный элемент,

причем указанный стопорный элемент выполнен с возможностью взаимодействия на выходе с указанным генератором колебаний и на входе с первым зубчатым венцом указанного анкерного колеса, при этом указанное анкерное колесо является цельным упругим компонентом, содержащим, с одной стороны, обод, на котором выполнен указанный первый зубчатый венец, и с другой стороны, шестерню, постоянно зацепляющуюся с указанным входным колесом, выполненным с возможностью зацепления с входом указанной системы зубчатых колес, указанный обод и указанная шестерня соединены между собой упругими спицами, выполненными с возможностью накопления энергии, поступающей от указанной системы зубчатых колес, и ее возврата в зависимости от положения указанного спускового коромысла.

Изобретение относится также к часовому механизму, содержащему такой спусковой механизм, установленный между, с первой входной стороны, системой зубчатых колес, приводимой в действие устройством накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором колебаний.

Изобретение относится также к часам, содержащим такой часовой механизм.

Изобретение относится к часовым спусковым механизмам.

Предшествующий уровень техники

Хорошие хронометрические характеристики часового механизма механических часов зависят от равномерности работы содержащегося в нем спускового механизма. В частности, они зависят от равномерности момента сил, сообщаемого анкерному колесу в течение всей разгрузки барабана или барабанов.

Наилучших результатов добиваются с так называемыми спусковыми механизмами постоянного усилия, которые выдают одинаковое количество энергии при каждом импульсе баланса. Однако такие механизмы являются сложными и дорогими.

В патентном документе US 975959 раскрыт спусковой механизм со спусковым коромыслом, расположенный между входным колесом и анкерным колесом, причем это входное колесо и коаксиальное к нему колесо имеют функцию накопления энергии от системы зубчатых колес. Множество шипов, распределенных по шестерне анкерного колеса и на спусковом коромысле, делают производство сложным и дорогостоящим.

Раскрытие изобретения

Изобретение обеспечивает создание простого механизма с уменьшенным количеством компонентов для реализации эффективного, экономичного и компактного спускового механизма постоянного усилия.

В связи с этим объектом изобретения является спусковой механизм постоянного усилия для часового механизма, выполненный в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.

Объектом изобретения является также часовой механизм, содержащий такой спусковой механизм, установленный между, с первой входной стороны, системой зубчатых колес, приводимой в действие устройством накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором колебаний.

Объектом изобретения являются также часы, содержащие такой часовой механизм, отличающиеся тем, что являются наручными часами.

Другие особенности и преимущества изобретения будут более очевидны из последующего подробного описания со ссылками на чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показана на виде в плане часть часового механизма, содержащая сверху вниз на фигуре: устройство накопления энергии, в данном случае представляющее собой барабан, зацепляющийся с каскадной системой зубчатых колес, заканчивающейся секундным колесом, которое в спусковом механизме согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения является входным колесом этого механизма и которое зацепляется с шестерней, являющейся частью упругого анкерного колеса, содержащего упругие спицы между этой шестерней и своим ободом, на котором выполнен обычный зубчатый венец анкерного колеса, взаимодействующий со стопорным элементом, образованным анкерной вилкой, обычным образом взаимодействующей с пружинным балансом, тогда как на мосту установлено спусковое коромысло, которое взаимодействует одновременно с зубчатым венцом анкерного колеса и с зубчатым венцом входного колеса;

на фиг. 2 схематично показан вариант плеча коромысла, содержащего зубчатый участок, взаимодействующий с зубчатым венцом входного колеса, подробный вид в плане;

на фиг. 3 - блок-схема наручных часов, содержащих часовой механизм, который, в свою очередь, содержит спусковой механизм согласно изобретению.

Варианты осуществления изобретения

Изобретение обеспечивает простой механизм с очень небольшим количеством компонентов для реализации эффективного, экономичного и компактного спускового механизма постоянного усилия, позволяющего передавать постоянный момент сил на стопорный элемент генератора колебаний при любом состоянии нагрузки устройства накопления энергии.

Изобретение поясняется фигурами на не ограничительном примере осуществления, согласно которому генератором колебаний является пружинный баланс, а стопорным элементом - анкерная вилка, в частности, анкерная вилка швейцарского типа. В данном случае устройство накопления энергии представляет собой, но не ограничиваясь этим, барабан.

В этом частном варианте изобретение призвано решить проблему изменения момента сил на анкерном колесе в зависимости от состояния нагрузки барабана.

Для уменьшения количества компонентов и для обеспечения идеальной равномерности изобретение основано на использовании упругого анкерного колеса, описанного в патентных документах СН704147, СН703464, ЕР2455821, WO2012010408, указанных в качестве ссылок.

Предпочтительно это упругое анкерное колесо выполнено из материала, поддающегося механической микрообработке, такого как кремний или кварц, или их оксиды иди соединения, или сплав, получаемый при помощи технологии «LIGA», или из по меньшей мере частично аморфного материала. В частном варианте выполнения его выполняют из комбинации некоторых из этих материалов, при этом материал является жестким материалом с модулем Юнга, превышающим 80000 МПа. Выбор такого материала обеспечивает воспроизводимость физических явлений, то есть постоянство значения передаваемого момента сил.

Таким образом, объектом изобретения является спусковой механизм 1 постоянного усилия для часового механизма 100. Этот спусковой механизм 1 расположен между, с первой входной стороны, системой 2 зубчатых колес, приводимой в действие устройством 3 накопления энергии, в частности, барабаном или набором барабанов, и, со второй выходной стороны, генератором 4 колебаний.

Спусковой механизм 1 согласно изобретению содержит от входа к выходу:

- входное колесо 7,

- спусковое коромысло 8,

- анкерное колесо 6,

- стопорный элемент 5.

Стопорный элемент 5 выполнен с возможностью взаимодействия на выходе с генератором 4 колебаний и на входе с первым зубчатым венцом 9 анкерного колеса 6.

Это анкерное колесо 6 является упругим цельным элементом, содержащим, с одной стороны, обод 10, на котором выполнен первый зубчатый венец 9, и, с другой стороны, шестерню 12. Эта шестерня 12 постоянно зацепляется с входным колесом 7. Это входное колесо 7 выполнено с возможностью зацепления с входом такой системы 2 зубчатых колес.

Обод 10 и шестерня 12 соединены между собой упругими спицами 11, которые выполнены с возможностью накопления энергии, поступающей от системы 2 зубчатых колес, и ее возврата в зависимости от положения спускового коромысла 8. Таким образом, цельное анкерное колесо 6 может накапливать энергию между своей шестерней 12 и своим ободом 10.

Спусковое коромысло 8 останавливает входное колесо 7. Спуск срабатывает под действием зубьев первого зубчатого венца 9 анкерного колеса 6.

Согласно изобретению этот спусковое коромысло 8 содержит первое плечо 13, выполненное с возможностью взаимодействия с первым зубчатым венцом 9 анкерного колеса 6, и второе плечо 14, выполненное с возможностью взаимодействия со вторым зубчатым венцом 15, выполненным на входном колесе 7, для остановки или освобождения этого входного колеса.

Спусковое коромысло 8 выполнено с возможностью поворота вокруг своей поворотной опоры 16 при каждом прохождении по меньшей мере одного зуба первого зубчатого венца 9 анкерного колеса 6. При этом поворотная опора 16 имеет такие размеры, чтобы обеспечивать прохождение заданного числа зубьев второго зубчатого венца 15 входного колеса 7.

В варианте, как показано на фиг. 1, с генератором 4 колебаний, выполненным в виде пружинного баланса с обычными роликом и импульсным камнем, и со стопорным элементом 5, выполненным в виде анкерной вилки швейцарского типа, механизм работает следующим образом:

Если система находится в состоянии покоя до прихода импульсного камня, упругие спицы 11 анкерного колеса 6 накопили энергию, и входное колесо 7, в частности, секундное колесо, застопорено вторым плечом 14 спускового коромысла 8.

Во время прохождения импульсного камня на баланс генератора 4 колебаний передается импульс. Передаваемое усилие поступает только через упругие спицы 11 анкерного колеса 6. До этого момента входное колесо 7 пока не совершало поворота.

Размеры анкерного колеса 6 и стопорного элемента 5 должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они совершали большой скачок. Во время этого скачка анкерное колесо 6 заставляет срабатывать спуск посредством освобождения спускового коромысла 8, при этом импульсный камень завершил свой импульс.

Входное колесо 7 пополняет при этом энергией упругие спицы 11 анкерного колеса 6, которое не вращается, так как застопорено стопорным элементом 5.

Согласно частному варианту спусковое коромысло 8 установлено на монолитной шарнирной конструкции или упругой опоре 16. Эта упругая опора 16 может, в случае необходимости, иметь такие размеры, чтобы пропускать только заданное число зубьев входного колеса 7. Таким образом, анкерное колесо 6 взводится в пределах конкретного угла.

Спуск срабатывает при каждом прохождении зуба первого зубчатого венца 9 анкерного колеса 6 при каждом колебании.

Согласно частному варианту по меньшей мере одна из упругих спиц 11 содержит стопор, выполненный с возможностью ограничения амплитуды поворота входного колеса 7. Таким образом, анкерное колесо 6 взводится в пределах конкретного угла. Предпочтительно каждая упругая спица 11 содержит такой стопор.

Согласно частному варианту входное колесо 7 является секундным колесом. При этом желательно рассчитывать это секундное колесо таким образом, чтобы оно имело совместимое число зубьев. Возможен также вариант с входным колесом 7, взаимодействующим с секундным колесом.

В варианте, показанном на фиг. 2, второе плечо 14 спускового коромысла 8 содержит зубчатый участок 17, выполненный с возможностью взаимодействия с вторым зубчатым венцом 15 входного колеса 7. Такой зубчатый участок 17 с мелкими зубьями обеспечивает приспосабливание к обычному секундному колесу, и таким образом входное колесо 7 может быть обычным секундным колесом без какого-либо его изменения.

Согласно частному варианту осуществления изобретения спусковой механизм 1 содержит мост 18, который выполнен за одно целое с поворотной опорой 16 спускового коромысла 8 и с этим коромыслом.

Согласно частному варианту осуществления изобретения спусковой механизм 1 содержит стопорный элемент 5, который выполнен за одно целое с мостом 18 и содержит упругие опоры, позволяющие ему поворачиваться и выполненные с возможностью ограничения его поворотного хода.

Согласно частному варианту осуществления изобретения спусковой механизм 1 содержит мост 18, который выполнен за одно целое с поворотной опорой 16 спускового коромысла 8 и с этим коромыслом, а также со стопорным элементом 5, который содержит упругие опоры, обеспечивающие его поворот и выполненные с возможностью ограничения его поворотного хода.

Согласно частному варианту осуществления изобретения и, в частности, в одном из этих вариантов выполнения моста 12 за одно целое со спусковым коромыслом 8 и/или со стопорным элементом 5, мост 18 содержит упругие возвратные средства 19, которые действуют на указанное первое плечо 13 и/или второе плечо 14 толкающим или тянущим усилием или моментом в зависимости от их установки относительно этих плеч. Понятно, что согласно альтернативному варианту, в котором спусковое коромысло 8 находится на упругой опоре 16, эта упругая опора выполнена с возможностью самостоятельного создания этого возвратного усилия, момента или силы. Если спусковое коромысло 8 поворачивается на обычной оси поворота, необходимо добавить эти упругие возвратные средства 19, в частности, в виде по меньшей мере одной возвратной пружины.

Согласно частному варианту осуществления изобретения стопорный элемент 5 является анкерной вилкой, в частности, анкерной вилкой швейцарского типа.

Изобретение относится также к часовому механизму 100, содержащему такой спусковой механизм 1, установленный между, с первой входной стороны, системой 2 зубчатых колес, приводимой в действие устройством 3 накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором 4 колебаний.

Согласно частному варианту осуществления изобретения генератор 4 колебаний является пружинным балансом.

Согласно частному варианту осуществления изобретения генератор 4 колебаний является камертоном.

Объектом изобретения являются также часы 200, содержащие такой спусковой механизм 100. В частности, эти часы 200 являются наручными часами.

Изобретение обеспечивает создание простого механизма, который позволяет поддерживать постоянное усилие на генераторе колебаний. Отсюда следует, что поддержание колебаний не зависит от состояния нагрузки барабана или от используемого устройства накопления энергии. Заявленный механизм является компактным и вполне подходит для модификации или усовершенствования существующего часового механизма.

Спусковой механизм (1) постоянного усилия между генератором (4) колебаний и системой (2) зубчатых колес, приводимой в действие барабаном (3), содержит стопорный элемент (5), взаимодействующий с генератором (4) колебаний и зубчатым венцом (9) цельного упругого анкерного колеса (6), имеющего шестерню (12), которая зацепляется с входным колесом (7) системы (2) зубчатых колес и соединена с зубчатым венцом упругими спицами (11), выполненными с возможностью накопления энергии, поступающей от системы (2) зубчатых колес, и ее возврата в зависимости от положения спускового коромысла (8), которое содержит первое плечо (13), взаимодействующее с зубчатым венцом (9), и второе плечо (14), взаимодействующее с входным колесом (7) для остановки или освобождения этого входного колеса, при этом спусковое коромысло (8) поворачивается вокруг поворотной опоры (16) при каждом прохождении одного зуба зубчатого венца (9), и этот спусковой механизм (1) выполнен с возможностью установки в часовой механизм (100) или в наручные часы (200). 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Спусковой механизм (1) постоянного усилия для часового механизма (100), выполненный с возможностью установки между, с первой входной стороны, системой (2) зубчатых колес, приводимой в действие устройством (3) накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором (4) колебаний, при этом указанный спусковой механизм (1) содержит от входа к выходу:

- входное колесо (7),

- спусковое коромысло (8),

- анкерное колесо (6),

- стопорный элемент (5),

причем указанный стопорный элемент (5) выполнен с возможностью взаимодействия на выходе с указанным генератором (4) колебаний и на входе с первым зубчатым венцом (9) указанного анкерного колеса (6), при этом указанное анкерное колесо (6) является цельным упругим компонентом, содержащим, с одной стороны, обод (10), на котором выполнен указанный первый зубчатый венец (9), и с другой стороны, шестерню (12), постоянно зацепляющуюся с указанным входным колесом (7), выполненным с возможностью зацепления с входом указанной системы (2) зубчатых колес, указанный обод (10) и указанная шестерня (12) соединены между собой упругими спицами (11), выполненными с возможностью накопления энергии, поступающей от указанной системы (2) зубчатых колес, и ее возврата в зависимости от положения указанного спускового коромысла (8), отличающийся тем, что указанное спусковое коромысло (8) содержит первое плечо (13), выполненное с возможностью взаимодействия с указанным первым зубчатым венцом (9) указанного анкерного колеса (6), и второе плечо (14), выполненное с возможностью взаимодействия со вторым зубчатым венцом (15), выполненным на указанном входном колесе (7), для остановки или освобождения этого входного колеса, и указанное спусковое коромысло (8) выполнено с возможностью поворота вокруг своей поворотной опоры (16) при каждом прохождении по меньшей мере одного зуба указанного первого зубчатого венца (9) указанного анкерного колеса (6), и указанная поворотная опора (16) имеет размеры, обеспечивающие прохождение заданного числа зубьев указанного второго зубчатого венца (15) указанного входного колеса (7).

2. Спусковой механизм (1) по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных упругих спиц (11) содержит стопор, выполненный с возможностью ограничения амплитуды поворота указанного входного колеса (7).

3. Спусковой механизм (1) по п. 1, отличающийся тем, что указанное входное колесо (7) является секундным колесом.

4. Спусковой механизм (1) по п. 1, отличающийся тем, что указанное второе плечо (14) указанного спускового коромысла (8) содержит зубчатый участок (17), выполненный с возможностью взаимодействия с указанным вторым зубчатым венцом (15) указанного входного колеса (7).

5. Спусковой механизм (1) по п. 1, отличающийся тем, что содержит мост (18), выполненный за одно целое с указанной поворотной опорой (16) указанного спускового коромысла (8) и с этим коромыслом.

6. Спусковой механизм (1) по п. 5, отличающийся тем, что указанный стопорный элемент (5) выполнен за одно целое с указанным мостом (18) и содержит упругие опоры, позволяющие указанному стопорному элементу поворачиваться и выполненные с возможностью ограничения поворотного хода указанного стопорного элемента.

7. Спусковой механизм (1) по п. 5, отличающийся тем, что указанный мост (18) содержит упругие возвратные средства (19), которые действуют на указанные первое плечо (13) и/или второе плечо (14).

8. Спусковой механизм (1) по п. 1, отличающийся тем, что указанный стопорный элемент (5) является анкерной вилкой.

9. Часовой механизм (100), содержащий указанный спусковой механизм (1) по п. 1, установленный между, с первой входной стороны, системой (2) зубчатых колес, приводимой в действие устройством (3) накопления энергии, и, со второй выходной стороны, генератором (4) колебаний.

10. Часовой механизм (100) по п. 9, отличающийся тем, что указанный генератор (4) колебаний является пружинным балансом.

11. Часовой механизм (100) по п. 9, отличающийся тем, что указанный генератор (4) колебаний является камертоном.

12. Часы (200), содержащие часовой механизм (100) по п. 10 или 11, отличающиеся тем, что являются наручными часами.