Спусковой механизм для тонких часов Российский патент 2024 года по МПК G04B15/08 

Область техники

Изобретение относится к приборам времени, содержащим часовой механизм со спусковым регулятором, который можно заводить вручную или автоматически.

Уровень техники

Для контроля скорости вращения зубчатых колес часового механизма существует спусковой механизм, который не позволяет им бесконтрольно раскручиваться.

Анкерное колесо, получающее энергию от пружинного двигателя через систему колес, движется пошагово благодаря анкерной вилке с установленными в нее палетами, препятствующими бесконтрольному прокручиванию колеса. Зуб анкерного колеса давит на палету до тех пор, пока вилка не отклонится и не допустит поворота на один зубец.

Анкерная вилка имеет хвостовик (хвостовая часть вилки), снабженный на конце двумя предохранительными рожками и прямоугольным пазом, в середине которого расположено предохранительное копье. Внутренние боковые стороны рожков хвостовика являются плоскостями, взаимодействующими с импульсным камнем. Двойной ролик устанавливают на оси баланса. У двойного ролика имеется две рольки: верхняя (большая) и нижняя (малая). Верхняя ролька несет импульсный камень. Нижняя ролька имеет цилиндрическую выемку, расположенную под эллипсом. Эта ролька взаимодействует с копьем анкерной вилки и является предохранительной.

Свободный анкерный палетный ход - это термин, который относится к часовой механике и описывает тип спускового механизма в часах. Этот механизм играет ключевую роль в регулировании движения часового механизма и поддержании его точности. Давайте рассмотрим более подробно, что это значит и как работает.

Анкерный механизм (или спусковой механизм) в часах является частью системы, которая передает энергию от источника (например, пружины) к остальной части механизма, контролируя скорость вращения колес. Он состоит из анкерной вилки, анкерного колеса и палетов (штифтов). Палетный ход включает в себя анкерное колесо, которое взаимодействует с палетами. Палеты переключаются между зубцами анкерного колеса, позволяя колесам часового механизма двигаться вперед шаг за шагом. "Свободный ход" означает, что после того, как палет отпускает зубец анкерного колеса, колесо может свободно двигаться до тех пор, пока следующий палет не поймает следующий зубец. Это помогает уменьшить трение и износ деталей, что повышает точность и долговечность механизма.

Подробнее рассмотрим указанный механизм. Под действием усилия заводной пружины анкерное колесо стремится повернуться и оказывает давление на входную палету анкерной вилки, поворачивая вилку и толкая хвостовик анкерной вилки к ограничительному штифту. В это время стенка паза вилки толкает импульсный камень, расположенный на ободе баланса. Баланс совершает колебание. Спираль баланса возвращает балансовое колесо в исходное положение. Под действием спирали баланс совершает свободное колебание и вводит в паз анкерной вилки импульсный камень. Происходит удар импульсного камня о внутреннюю поверхность правого рожка хвостовика, и вилка поворачивается на угол покоя. Зуб анкерного колеса переходит с плоскости покоя на плоскость импульса входной палеты, левый рожок вилки отходит от ограничительного штифта и начинается передача импульса от анкерного колеса через вилку на баланс. За полный период колебания баланса анкерное колесо повернется на один зубец.

Для того, чтобы двигался импульсный камень, необходим балансовый регулятор - колебательная система, управляющая спусковым механизмом. Он состоит из балансового колеса с импульсным камнем, которое движется под действием спиральной пружины то в одну, то в другую сторону, и спирали баланса, которая сжимается и разжимается с заданной постоянной частотой и задает вращение колесу. Спираль (волосок) изготовляют из никелевого сплава. Внутренний конец спирали заделан в латунную втулку, называемую колодкой спирали. Колодку вместе со спиралью надевают (запрессовывают) на верхнюю часть оси баланса, а наружный конец спирали заштифтовывают в отверстие колонки, находящейся в балансовом мосту.

Известен спусковой регулятор, используемый в часовом механизме, который содержит: зубчатое спусковое колесо и кольцевой баланс, установленные на параллельных осях, между ними находится анкерная вилка, имеющая на одном конце входной и выходной рычаги (палеты), поочередно зацепляющие зубья спускового колеса, вилка поворачивается вокруг третьей оси, параллельной первым двум осям, и имеет раздвоенный конец с двумя фигурными рожками, охватывающими штифт, прикрепленный к балансовому колесу (см. FR 2472218 A1). Этот механизм был принят в качестве наиболее близкого аналога заявленному механизму.

Недостатками известного прототипа является сложность изготовления балансового колеса, поскольку в известном решении предлагается выполнять штифт как часть спицы балансового колеса, что значительно усложняет процесс его изготовления. Кроме того, указанная технологическая сложность ведет к увеличению вероятности возникновения брака при изготовлении и сборке часового механизма, что может вести к снижению надежности всего часового механизма. Дополнительным недостатком известного механизма является толщина балансового колеса, поскольку для того, чтобы оно обеспечивало передачу требуемого для поворота анкерной вилки момента вращения, оно должно выполняться относительно толстым.

Следует обратить внимание, на тот факт, что абсолютное подавляющее большинство современных часов используют как швейцарский анкерный ход описанный выше, так и систему баланс спираль многоуровневой конструкции, которая состоит из оси баланса, на которую насажены колодка спирали со спиралью, баланс, далее как правило толщину добавляет ступенька баланса, после чего двойной ролик с тремя ярусами, верхний ролик с импульсным камнем, далее следует уменьшенный диаметр, снизу маленький ролик с пазом. Как видно из описания она очень габаритна по толщине, и, как правило, с учетом камневых опор является самой высокой и габаритной в механизме. Это препятствует изготовлению более тонких часовых механизмов.

Задача и технический результат

Задачей и техническим результатом заявленного изобретения является создание часового механизма с уменьшенной толщиной механизма спускового регулятора, за счет которого можно добиться уменьшения толщины часов в целом. При этом конструкция часов упрощена за счет того, что введен ролик, выполняющий функции импульсного камня и передающий импульс анкерной вилке от системы баланс-спираль. При этом за счет указанного ролика обеспечивается технологическая простота изготовления механизма спускового регулятора. При этом повышается надежность механизма в целом за счет более простого процесса изготовления, а также за счет простой формы анкерной вилки.

Раскрытие сущности изобретения

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что спусковой регулятор включает в себя анкерное колесо, переработанную анкерную вилку с палетами, препятствующими бесконтрольному прокручиванию колеса, ролик, выполняющий функции импульсного камня, получающий импульс от анкерной вилки от системы баланс-спираль, систему баланс-спираль, функции которой распределены на два элемента распределенных по плоскости, содержащую баланс, спираль и дополнительное колесо с роликом.

В одном из вариантов на ролик устанавливается дополнительный импульсный камень.

В одном из вариантов анкерная вилка имеет предохранительное копье, взаимодействующее с роликом.

В одном из вариантов обод баланса по окружности имеет дополнительное кольцо для улучшения передачи момента инерции на спусковой механизм.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что часовой механизм содержит спусковой регулятор уменьшенной толщины, функции балансового колеса в котором распределены на два элемента: балансовый обод и колесо с роликом, взаимодействующие друг с другом посредством зубчатой передачи.

В варианте исполнения все части механизма устанавливаются непосредственно в крышку часов, которая выполняет роль платины.

Краткое описание чертежей

Суть изобретения поясняется на фиг. 1-8, на которых изображены варианты выполнения заявленного изобретения.

В предпочтительных, показанных на чертежах, вариантах конструктивного исполнения заявленного тонкого барабана для часов указаны следующие конструктивные элементы:

1 - крышка

2 - держатель колонки

3 - колонка

4 - обод баланса

5 - спираль баланса

6 - анкерное колесо

7 - секундное колесо

8 - анкерная вилка

9 - колесо ролика

10 - колодка

11 - палеты

12 - ролик

13 - мост ролика

14 - ограничители

15 - ось баланса

16 - ось ролика

17 - ось анкерной вилки

18 - триб анкерного колеса

19 - триб секундного колеса

21 - вариант исполнения колеса ролика

22 - импульсный камень

23 - копье анкерной вилки

24 - вариант исполнения анкерной вилки с копьем

25 - вариант исполнения обода баланса

26 - кольцо обода баланса.

На фиг. 1 показан общий вид спускового регулятора, он содержит: крышку 1, держатель колонки 2, колонку 3, обод баланса 4, спираль баланса 5, анкерное колесо 6, секундное колесо 7, анкерная вилка 8, колесо ролика 9.

На фиг. 2 показано распределение функций системы баланс-спираль на два элемента, она содержит: держатель колонки 2, колонка 3, обод баланса 4, спираль баланса 5, анкерное колесо 6, секундное колесо 7, анкерная вилка 8, колесо ролика 9, колодка 10, палета 11, ролик 12.

На фиг. 3 показан вариант исполнения системы баланс-спираль, он содержит: колонку 3, обод баланса 4, спираль баланса 5, колодку 10, ось баланса 15.

На фиг. 4 показан вариант выполнения ролика, он содержит: колесо ролика 9, ролик 12, ось ролика 16.

На фиг. 5 показан вариант выполнения ограничителей, он содержит: крышку 1, анкерную вилку 8, колесо ролика 9, ролик 12, мост ролика 13, выступы 14. На мосту ролика 13 выполнены выступы 14 которые выполняют функцию ограничительных штифтов.

На фиг. 6 показано сечение спускового регулятора в развернутом виде, оно содержит: крышку 1, обод баланса 4, спираль баланса 5, анкерное колесо 6, секундное колесо 7, анкерную вилку 8, колесо ролика 9, колодку 10, ролик 12, ось баланса 15, ось ролика 16, ось анкерной вилки 17, триб анкерного колеса 18, триб секундного колеса 19.

На фиг. 7 показан второй вариант конфигурации анкерной вилки и ролика, он содержит: крышку 1, анкерное колесо 6, колесо ролика 21 по второму варианту выполнения, импульсный камень 22, копье 23, анкерная вилка 24 согласно второму варианту выполнения.

На фиг. 8 показан второй вариант исполнения обода баланса, он содержит: обод баланса во втором исполнении 25, кольцо 26.

Осуществление изобретения

В предлагаемом изобретении представлены варианты выполнения спускового механизма для часов. Особенностью заявленного изобретения является отказ от классического балансного колеса и распределение его функций на два элемента: балансный обод и колесо ролика. Балансное колесо и колесо ролика имеют зубчатые венцы, посредством которых взаимодействуют друг с другом.

Для удобства экспертизы и ясности заявленного изобретения ниже приведены варианты выполнения спускового механизма, а также вариант его встраивания в часовой механизм. Однако следует учитывать, что представленные чертежи приведены исключительно для понимания конструкции и принципа работы заявленного спускового механизма, а также для понимания принципа его взаимосвязи с часовым механизмом в устройстве часов и не должны расцениваться как сужающие объем правовой охраны настоящего изобретения.

Известно, что тонкие часы, как и большинство других механических часов, содержат спусковой механизм. В механических часах для контроля скорости вращения зубчатых колес часового механизма существует спусковой механизм, который не позволяет им бесконтрольно раскручиваться.

Тонкие часы, как следует из их названия, известны своей тонкой конструкцией и элегантным дизайном. Несмотря на то, что некоторые модели тонких часов могут иметь особенности дизайна, отличающие их от других часов, их механизмы обычно строятся на базовых принципах работы механических часов.

Настоящая конструкция спускового механизма разработана для встраивания в тонкие часы с учетом ограниченного пространства, что требует нетривиальных решений при проектировании часовых механизмов. Часы, содержащие спусковой механизм заявленной конструкции обеспечивают надежность работы благодаря тому, что конструкция механизма упрощена и не требует выполнения сложных технологических операций в процессе производства часового механизма. Это важно для избежания поломки механизма из-за производственного брака.

Кроме того, применяемые технологии позволили улучшить передачу момента инерции от спусковой пружины к спусковому механизму, что способствует увеличению эффективности работы механизма.

В ходе проведенных исследований и выполненных образцов можно смело заключить, что заявленная конструкция спускового механизма в обоих вариантах выполнения позволила обеспечить высокую точность работы часового механизма тонких часов, его эффективность и долговечность.

Для того, чтобы понять принцип работы настоящего изобретения, необходимо внести разъяснения, касающиеся используемых в устройстве спускового механизма часов конструктивных элементов.

Для облегчения понимания технических решений ниже объясняются технические термины, используемые в настоящей заявке.

Под термином «колеса» в заявке следует понимать все элементы часов, которые являются подвижными, особенно вращающимися или колебательными.

Платина - несущая деталь часового механизма, которая служит для монтажа комплектующих механизма.

Спусковой механизм - элемент механических часов, который нужен, чтобы анкерное колесо вращалось на постоянной усредненной скорости и поворачивалось на выставленный угол только при попадании в конкретное положение.

Спираль баланса (волосковая спираль) - тонкая спиральная пружина, которую используют в механических часах для создания колебаний балансового колеса.

Балансное колесо - элемент механизма, который вместе со спиралью образует колебательную систему, обеспечивающую равномерное движение колесной системы часового механизма.

Анкерная вилка - деталь часового механизма, соединяющая анкерное (ходовое) колесо с балансом или маятником.

Анкерное (ходовое) колесо - элемент механизма, представляющий собой зубчатое колесо, зубцы которого, получая энергию от заводной пружины, передают движение на анкерную вилку.

Вышеперечисленное - это основные компоненты заявленного устройства часов. Вместе они обеспечивают надежное и точное функционирование механических часов, обеспечивая передачу энергии от пружины к механизму и контролируя ход часов.

Давайте разберем конкретный пример устройства спускового механизма для механических часов.

Под действием усилия заводной пружины анкерное колесо 6 стремится вращаться и посредством своего зуба оказывает давление на входную палету 11, прижимая хвостовик анкерной вилки 8 к ограничительным выступам 14.

Как показано на фиг. 2, функции балансового колеса перенесены на обод баланса 4, на ось которого установлена колодка 10 для закрепления в ней одного конца спирали баланса 5, второй конец спирали крепится к колонке 3, которую удерживает держатель колонки 2.

Обод баланса 4 за счет спирали совершает колебания и передает их на колесо ролика 9 находящееся с ним в зацеплении (см. фиг. 2). Функции импульсного камня выполняет ролик 12 установленный в колесо ролика 9, он бьет по внутренней плоскости рожка анкерной вилки 8, тем самым отклоняет ее то в одну, то в другую сторону. Благодаря этому анкерное колесо 6 получающее энергию от пружинного двигателя через систему колес - движется пошагово. Также на ролике 12 выполнены выемки, которые являются предохранительными. Палеты 11 закрепленные на анкерной вилке запирают и отпускают его за счет вышеописанных колебаний - зуб анкерного колеса давит на палету до тех пор, пока вилка не отклонится и не допустит поворота колеса на один зубец.

В другом варианте исполнения механизма, показанном на фиг. 7, анкерная вилка содержит копье анкерной вилки 23, а на ролик 20 дополнительно устанавливается импульсный камень 22. Данное усовершенствование конструкции анкерной вилки предотвращает возможность ложного срабатывания механизма за счет проскальзывания вилки по ролику.

В еще одном дополнительном варианте исполнения для лучшей передачи момента инерции, на описывающей окружности зубчатого венца обода баланса выполнено кольцо 26, как показано на рис. 8.

Предпочтительно, все части механизма устанавливаются непосредственно в крышку часов 1, которая выполняет роль платины.

Представленные примеры демонстрируют, как части заявленного спускового механизма взаимодействует друг с другом и обеспечивают правильную работу и надежность всего часового механизма.

Конструкция спускового механизма специально разработана с учетом ограниченного пространства внутри часового механизма, чтобы сделать часы более тонкими и легкими.

При этом предложенная конструкция спускового регулятора оптимизирована для обеспечения минимальной толщины с обеспечением высокой точности и упрощения технологического процесса изготовления тонких часов с таким спусковым механизмом. При этом конструктивное выполнение часового механизма за счет отказа от классического балансного колеса и разделения его функций на обод баланса и колесо ролика позволило существенно снизить нагруженность каждого из элементов. Также конструктивное выполнение тонкого спускового механизма, которое включает в себя копье анкерной вилки и импульсный камень, дополнительно позволило исключить возможность проскальзывание ролика по вилке, что также позволило обеспечить повышение точности и стабильность хода часов.

Результатом заявленного решения является получение высококлассных тонких часов с тонким спусковым механизмом. При этом конструкция обеспечивает повышение точности за счет уменьшения трения между элементами регулятора, также повышается долговечность механизма за счет снижения износа механизмов, при этом эффективное использование энергии при высвобождении зуба регулятора позволяет механизму работать более стабильно и надежно.

Таким образом, обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно создание тонкого спускового механизма для часов, обеспечивающего упрощение технологического процесса его изготовления, повышение точности хода, а также повышение надежности часового механизма в целом.

Сверхтонкие часы с тонким барабаном могут быть собраны консольно. Это означает, что механизм часов собран на специальной подложке (консоли), которая выполнена из тонких слоев металла или другого материала, чтобы обеспечить минимальную толщину механизма. Этот подход к сборке позволяет уменьшить общий объем и вес часов, делая их более компактными и легкими для повседневного ношения.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, 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, заявленная группа изобретений 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 времени, содержащим тонкий часовой механизм. Сущность: согласно изобретению, тонкий спусковой механизм для тонких и сверхтонких часов содержит анкерное колесо, анкерную вилку с палетами, препятствующими бесконтрольному прокручиванию анкерного колеса, систему баланс-спираль, содержащую зубчатый обод баланса, спираль и дополнительное колесо с роликом, выполняющим функции импульсного камня, передающего импульс анкерной вилке от системы баланс-спираль. Технический результат: упрощение конструкции спускового механизма, уменьшение его толщины, повышение точности и надежности часового механизма. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Спусковой механизм для тонких часов, содержащий

анкерное колесо;

анкерную вилку с палетами, препятствующими бесконтрольному прокручиванию анкерного колеса;

систему баланс-спираль, содержащую спираль, обод баланса с зубчатым венцом и взаимодействующее с ним дополнительное зубчатое колесо с роликом, выполняющим функции импульсного камня для получения импульса от анкерной вилки либо для передачи импульса анкерной вилке от системы баланс-спираль.

2. Спусковой механизм по п. 1, отличающийся тем, что на дополнительное колесо устанавливается импульсный камень.

3. Спусковой механизм по п. 1, отличающийся тем, что анкерная вилка содержит копье, взаимодействующее с выемкой на ролике.

4. Спусковой механизм по п. 1, отличающийся тем, что по описывающей окружности балансного обода выполнено кольцо.

5. Тонкий часовой механизм, содержащий спусковой механизм, конструкция которого выполнена в соответствии с любым из пп. 1-4, установленный на крышке.

6. Тонкий часовой механизм по п. 5, отличающийся тем, что крышка является платиной часового механизма.