УЗЕЛ ЗАВОДА ЧАСОВ И ЧАСЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ТАКОЙ УЗЕЛ
NODE FOR WINDING UP CLOCK AND CLOCK CONTAINING SUCH A NODE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к узлу завода часов, содержащему по меньшей мере один аккумулятор энергии, служащий для приведения в действие первого механизма, и второй аккумулятор энергии, служащий для приведения в действие второго механизма, причем указанный узел завода содержит заводной валик, заводной триб и кулачковую муфту, установленные на указанном заводном валике и имеющие торцевые (или кулачковые) зубчатые венцы, обращенные друг к другу и позволяющие кулачковой муфте вращать заводной триб в двух направлениях вращения заводного валика, причем указанный заводной валик и кулачковая муфта занимают одно и то же аксиальное положение завода. Объектом изобретения являются также часы, содержащие такой узел завода.
Уровень техники
Такой узел завода описан, например, в патенте Швейцарии № 330202. В данном документе раскрываются карманные часы с будильником, содержащие первый аккумулятор энергии, образованный барабаном с пружиной часового механизма, и второй аккумулятор энергии, образованный барабаном с пружиной ударного механизма. Данный узел содержит заводной валик, служащий для управления всеми операциями часового механизма и механизма будильника, в частности установки времени часового механизма и ударного механизма, а также завода барабана с пружиной часового механизма или барабана с пружиной ударного механизма путем вращения заводного валика в одном направлении или в другом, когда он находится в своем среднем положении завода. Для этого кулачковая муфта входит в зацепление с заводным трибом с помощью торцевых зубьев, причем предусмотрены венечное зубчатое колесо, входящее в зацепление с заводным трибом, и еще две венечные шестерни, обе входящие в зацепление с указанным венечным зубчатым колесом и служащие для взаимодействия с соответствующим храповым колесом каждого из барабанов с пружинами. Зацепление венечных шестерен с храповым колесом соответствующего барабана с пружиной обеспечивается пружиной, воздействующей на оси венечных шестерен и заставляющей их входить в зацепление с соответствующим храповым колесом. Когда заводной валик повернут в одном или другом направлении, за счет тангенциального усилия, оказываемого венечным зубчатым колесом на венечные шестерни, одна из венечных шестерен заводит соответствующий барабан с пружиной, в то время как другая осуществляет "отщелкивание" барабана с пружиной. Отщелкивание сопряжено с постоянным слабым циклическим контактом между элементами. Такой механизм является непрочным вследствие непрерывного напряжения пружины для обеспечения удовлетворительного зацепления венечных шестерен с соответствующим храповым колесом. Потеря эффективности пружины, например, вследствие усталости или старения, приводит к вероятности того, что одна или другая шестерня перестанет взаимодействовать с соответствующим храповым колесом, и соответствующий барабан с пружиной станет невозможно завести. Еще одним недостатком является износ венечных шестерен в процессе "отщелкивания". Кроме того, такая конструкция требует постоянного контроля производственных допусков при изготовлении пружин.
Аналогичным образом, в патенте Швейцарии № 47977 описан узел завода и установки времени карманных часов с будильником с двумя барабанами с пружинами. Раскрываемый узел содержит заводное храповое колесо барабана с пружиной часового механизма, которое постоянно находится в зацеплении с венечным зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с заводным трибом, и расположено таким образом, чтобы приводить в движение барабан с пружиной часового механизма при вращении заводного валика только в одном направлении. Заводное храповое колесо барабана с пружиной часового механизма используется для передачи обратного вращательного движения валика либо на заводное храповое колесо барабана с пружиной будильника, либо на зубчатое колесо будильника, через шестерню, вращающуюся на качающемся рычаге, управляемом снаружи часов. Недостаток такого узла заключается в том, что для завода барабана с пружиной ударного механизма, помимо вращения заводного валика, требуется приведение в действие внешнего управляющего элемента.
Раскрытие сущности изобретения
Задача изобретения заключается в устранении различных недостатков известных устройств.
Более конкретно, одна из задач изобретения заключается в создании узла завода для завода двух аккумуляторов энергии путем вращения заводного валика в двух направлениях без переключения.
Задачей изобретения является также создание узла завода для завода двух аккумуляторов энергии, являющегося высокоточным и надежным в течение длительного периода времени.
Задачей изобретения является также создание узла завода, обеспечивающего возможность завода двух аккумуляторов энергии, упрощенной конструкции.
Таким образом, настоящее изобретение относится к узлу завода часов, содержащему по меньшей мере один аккумулятор энергии, служащий для приведения в действие первого механизма, и второй аккумулятор энергии, служащий для приведения в действие второго механизма, причем указанный узел завода содержит заводной валик, заводной триб и кулачковую муфту, установленные на указанном заводном валике и имеющие торцевые зубчатые венцы, обращенные друг к другу и позволяющие посредством кулачковой муфты вращать заводной триб в двух направлениях вращения заводного валика, причем указанный заводной валик и кулачковая муфта занимают одно и то же аксиальное положение завода.
Согласно настоящему изобретению, узел завода содержит соединительное устройство, взаимодействующее с заводным трибом и занимающее первое положение соединения для соединения заводного триба с первым аккумулятором энергии, когда заводной валик повернут в одном направлении, при этом второй аккумулятор энергии отсоединен и не находится в каком-либо контакте с указанным соединительным устройством, и второе положение соединения для соединения заводного триба со вторым аккумулятором энергии, когда заводной валик повернут в другом направлении, при этом первый аккумулятор энергии отсоединен и не находится в каком-либо контакте с указанным соединительным устройством.
Таким образом, узел завода согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность завода двух аккумуляторов энергии путем вращения заводного валика в одном и в другом направлении без переключения благодаря упрощенной конструкции узла.
Кроме того, при осуществлении завода одного из аккумуляторов энергии с помощью соединительного устройства, другой из указанных аккумуляторов энергии отсоединен, что означает полное отсутствие какого-либо его контакта с соединительным устройством и, следовательно, устранение риска изнашивания узла, в отличие от узлов с отщелкиванием.
Узел завода согласно настоящему изобретению может использоваться, в частности, для завода барабана с пружиной для часового механизма, являющегося одним из аккумуляторов энергии, и для завода барабана с пружиной для независимого автоматического устройства, являющегося другим из аккумуляторов энергии.
Объектом изобретения являются также часы, содержащие описанный выше узел завода.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием конкретного варианта его осуществления, приводимым исключительно в качестве иллюстративного и неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан вид в перспективе, со стороны мостов, узла завода согласно настоящему изобретению, с соединительным устройством, находящимся в своем первом положении соединения, после поворота заводного валика по часовой стрелке;
на фиг. 2 – вид в разрезе соединительного устройства в первом положении соединения, со стороны мостов;
на фиг. 3 – вид со стороны моста узла завода согласно настоящему изобретению, соединительное устройство которого находится в своем первом положении соединения;
на фиг. 4 – вид со стороны циферблата узла завода согласно настоящему изобретению, соединительное устройство которого находится в своем первом положении соединения;
на фиг. 5 – вид со стороны мостов узла завода согласно настоящему изобретению, соединительное устройство которого находится в своем втором положении соединения, после поворота заводного валика против часовой стрелки;
на фиг. 6 – перспективное изображение заводного триба; и
на фиг. 7 – перспективное изображение кулачковой муфты.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение относится к узлу завода по меньшей мере двух аккумуляторов энергии, предусмотренных в часах. Эти два аккумулятора энергии могут быть независимыми друг от друга или связанными друг с другом, например, на уровне выхода. В частности, в приведенном ниже описании рассматриваемые два аккумулятора энергии являются независимыми или автономными; одним из аккумуляторов является барабан с пружиной для часового механизма, снабжающий энергией основной механизм часов, а другим аккумулятором является, например, барабан с пружиной для автоматического устройства, снабжающий энергией предусмотренное в часах автоматическое устройство. Очевидно, что аккумуляторы энергии могут использоваться для приведения в действие любого другого механизма часов, например механизма боя, независимой секундной стрелки, механизма будильника или любого другого соответствующего механизма.
В рассматриваемом ниже примере первым аккумулятором энергии является первый барабан с пружиной, например барабан с пружиной для часового механизма, а вторым аккумулятором энергии является второй барабан с пружиной, например барабан с пружиной для автоматического устройства. Очевидно, однако, что их функции могут меняться местами, поскольку определения "первый" или "второй", используемые в настоящем описании соответственно для обозначения барабана с пружиной для часового механизма и барабана с пружиной для автоматического устройства, не являются ограничивающими.
На фиг. 1 и 2, в частности, показан узел 1 завода часов, содержащий, как обычно, заводной валик 2, на котором установлены заводной триб 4 и кулачковая муфта 6. Заводной валик 2 может занимать по меньшей мере два аксиальных положения, т.е. первое положение завода, при котором вращение заводного валика 2 в одном направлении (в данном случае по часовой стрелке) обеспечивает завод первого аккумулятора 3 энергии, т.е. первого барабана с пружиной, а вращение заводного валика 2 в другом направлении (в данном случае против часовой стрелки) обеспечивает завод второго аккумулятора 5 энергии, т.е. второго барабана с пружиной, как будет показано ниже, и второе положение установки времени, при котором вращение заводного валика в обоих направлениях, по часовой стрелке и против часовой стрелки, обеспечивает возможность установки показаний времени часов, причем завод ни первого, ни второго аккумуляторов энергии при этом производиться не может ни при каком направлении вращения заводного валика. Хорошо известным специалистам в данной области способом заводной триб 4 установлен с возможностью свободного вращения на цилиндрической части заводного валика 2. Кулачковая муфта 6 имеет квадратное отверстие и установлена с возможностью перемещения на соответствующем квадрате, выполненном на конце заводного валика 2. Таким образом, кулачковая муфта 6 может скользить между положением завода, в котором она входит в зацепление с заводным трибом 4, и положением установки показаний времени, в котором кулачковая муфта 6 отделена от заводного триба 4 и входит в зацепление с механизмом установки показаний времени. Перемещение кулачковой муфты 6 осуществляется с помощью механизма, содержащего переводной рычаг 7 и заводной рычаг 9, как показано на фиг. 4. Эти элементы и механизмы хорошо известны специалистам в данной области, и описывать их здесь более подробно не требуется.
Следует отметить, однако, что в отличие от обычных узлов завода, кулачковая муфта и заводной триб входят в зацепление друг с другом не с помощью зубчатого венца Бреге, а имеют зубчатые венцы с прямыми зубьями, обращенные друг к другу, и позволяют кулачковой муфте 6 приводить в движение заводной триб 4 при вращении заводного валика 2 в обоих направлениях, как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, указанный заводной валик 2 и кулачковая муфта 6 при этом занимают одно и то же аксиальное положение завода.
Как показано более подробно на фиг. 6 и 7, в качестве зубчатых венцов с прямыми зубьями кулачковой муфты 6 и заводного триба 4 могут использоваться торцевые зубья или кулачки. С этой целью, заводной триб 4 и кулачковая муфта 6 соответственно, взамен зубчатого венца Бреге, содержат зубья 8 в форме зубцов, заканчивающиеся двумя наклонными поверхностями, встречающимися на вершине зубца, с углублениями 10 соответствующей формы между ними, что позволяет заводному трибу 4 входить в зацепление с кулачковой муфтой 6 за счет вхождения зубьев одного из указанных элементов в углубления 10 другого. Такая кулачковая форма зубьев позволяет кулачковой муфте 6 легко входить в зацепление (благодаря кулачковому сцеплению) с заводным трибом 4 и передавать больший крутящий момент, когда вышеуказанные элементы находятся в положении завода, как показано на фиг. 4. Кроме того, такие кулачковые зубчатые венцы легко создаются путем машинной обработки без каких-либо особых ограничений. В соответствии с хорошо известной технологией, заводной триб 4 содержит также периферийные зубья 12, входящие в зацепление с соединительным устройством, как будет подробно показано ниже. Кулачковая муфта 6 содержит также зубья 14, расположенные противоположно кулачковому зубчатому венцу 8, служащие для обеспечения соединения с механизмом установки времени.
Согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 1-4, узел завода содержит соединительное устройство 16, которое взаимодействует с заводным трибом 4.
Кроме того, соединительное устройство 16 может занимать:
- первое положение соединения, в котором указанное соединительное устройство 16 соединяет заводной триб 4 с первым аккумулятором 3 энергии, когда заводной валик 2 повернут в одном направлении (в данном случае по часовой стрелке), при этом второй аккумулятор 5 энергии отсоединен и не находится в каком-либо контакте с указанным соединительным устройством 16; и
- второе положение соединения, в котором указанное соединительное устройство 16 соединяет заводной триб 4 со вторым аккумулятором 5 энергии, когда заводной валик 2 повернут в другом направлении (в данном случае против часовой стрелки), при этом первый аккумулятор 3 энергии отсоединен и не находится в каком-либо контакте с указанным соединительным устройством 16.
Между указанными двумя положениями соединения соединительное устройство 16 может занимать промежуточные и переходные положения, в которых оно не взаимодействует ни с первым аккумулятором 3 энергии, ни со вторым аккумулятором 5 энергии.
Согласно настоящему изобретению, соединительное устройство 16 содержит венечное зубчатое колесо 20, которое взаимодействует с периферийными зубьями 12 заводного триба 4 и к которому прикреплен соединительный рычаг 22. На свободном конце указанного соединительного рычага 22 установлена ведущая шестерня 24, служащая для кинематического соединения венечного зубчатого колеса 20 с первым или вторым аккумулятором 3, 5 энергии. Более конкретно, ведущая шестерня 24 установлена на соединительном рычаге 22 и предназначена, с одной стороны, для вхождения в зацепление с венечным зубчатым колесом 20, и, с другой стороны, для вхождения в зацепление, в соответствии с рассматриваемым примером, либо с первым храповым колесом 28, взаимодействующим с первым аккумулятором 3 энергии, когда соединительное устройство 16 находится в первом положении соединения, либо со вторым храповым колесом 40, взаимодействующим со вторым аккумулятором 5 энергии, когда указанное соединительное устройство 16 находится во втором положении соединения. В рассматриваемом примере первый и второй аккумуляторы 3, 5 энергии заводятся своими соответствующими храповыми колесами, антиреверсивными механизмами (не показаны), такими как собачка, пружина или защелка, известными специалистам в данной области, устанавливаемыми на уровне храпового колеса для предотвращения его прокручивания назад. Далее, первый и второй аккумуляторы 3, 5 энергии в рассматриваемом примере имеют противоположные направления вращения при работе. Специалистам в данной области хорошо известно, каким образом следует расположить компоненты аккумуляторов 3, 5 энергии (заводной барабан, пружину, вал), чтобы получить два барабана с пружиной, работающих в противоположных направлениях. Очевидно, что в другом варианте осуществления изобретения (не представлен), в котором завод одного из барабанов с пружинами может производиться с помощью заводного барабана с целью вращения барабана с пружиной в противоположном направлении, при этом ведущая шестерня в этом случае будет входить в зацепление с заводным барабаном указанного барабана с пружиной.
Соединительный рычаг 22 свободно установлен на оси 21 указанного первого венечного зубчатого колеса 20, а ведущая шестерня 24 установлена за счет трения на указанном соединительном рычаге 22 таким образом, что когда соединительное устройство 16 не находится в каком-либо из положений соединения, указанные соединительный рычаг 22 и ведущая шестерня 24 поворачиваются вместе с указанным венечным зубчатым колесом 20, чтобы переместиться:
- в первое положение соединения и кинематически соединить ведущую шестерню 24 с первым храповым колесом 28 первого аккумулятора 3 энергии, и затем, когда ведущая шестерня 24 находится в контакте с первым храповым колесом 28 первого аккумулятора 3 энергии, поворачивание соединительного рычага 22 и соединение ведущей шестерни 24 с соединительным рычагом 22 за счет трения прекращаются, в результате чего появляется возможность привода ведущей шестерни 24 заводным трибом 4 через венечное зубчатое колесо 20 для завода первого аккумулятора 3 энергии, когда заводной валик 2 был повернут в первом направлении, например по часовой стрелке, при этом ведущая шестерня 24 оказывается на расстоянии от второго аккумулятора 5 энергии;
- во второе положение соединения и кинематически соединить ведущую шестерню 24 со вторым храповым колесом 40 второго аккумулятора 5 энергии, и затем, когда ведущая шестерня 24 находится в контакте со вторым храповым колесом 40 второго аккумулятора 5 энергии, поворачивание соединительного рычага 22 и соединение ведущей шестерни 24 с соединительным рычагом 22 за счет трения прекращаются, в результате чего появляется возможность привода ведущей шестерни 24 заводным трибом 4 через венечное зубчатое колесо 20 для завода второго аккумулятора 5 энергии, когда заводной валик 2 поворачивается во втором, обратном направлении, например против часовой стрелки, при этом ведущая шестерня 24 оказывается на расстоянии от первого аккумулятора 3 энергии.
Очевидно, что указанные направления вращения заводного валика не являются ограничивающими и что их можно поменять местами, т.е. завод первого аккумулятора энергии может производиться при вращении заводного валика против часовой стрелки, а завод второго аккумулятора энергии может производиться при вращении заводного валика по часовой стрелке.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные два аккумулятора энергии расположены в одной плоскости, на одном и том же уровне часов. Вполне очевидно, что в одном из вариантов (не представлен) первый и второй аккумуляторы энергии могут располагаться на разных уровнях, и в этом случае используются промежуточные подвижные элементы и/или шестерни для кинематического соединения соединительного устройства с каждым из аккумуляторов энергии, когда он занимает соответствующее положение соединения. Кроме того, использование промежуточных подвижных элементов и/или шестерен может быть изменено специалистами в данной области в зависимости от направления вращения других компонентов конструкции, в частности, например, в зависимости от направления вращения барабанов с пружинами.
Узел завода согласно настоящему изобретению работает следующим образом: как показано на фиг. 1-4, при необходимости завода первого аккумулятора 3 энергии или первого барабана с пружиной, заводной валик 2 устанавливается в свое аксиальное положение завода таким образом, чтобы кулачковая муфта 6 входила в зацепление с заводным трибом 4, как показано на фиг. 4, и затем заводной валик 2 поворачивают в направлении по часовой стрелке. Это вращение заводного валика 2 приводит к вращению заводного триба 4 в направлении по часовой стрелке. Заводной триб 4 входит в зацепление с венечным зубчатым колесом 20 для его вращения против часовой стрелки (при взгляде на циферблат). Поскольку соединительный рычаг 22 и ведущая шестерня 24 жестко соединены друг с другом за счет трения и отсутствия крутящего момента в зубчатой передаче, а ведущая шестерня 24 находится в зацеплении с венечным зубчатым колесом 20, соединительный рычаг 22 и ведущая шестерня 24 поворачиваются совместно с указанным венечным зубчатым колесом 20 относительно его оси 21 в направлении против часовой стрелки до тех пор, пока ведущая шестерня 24 не войдет в контакт с первым храповым колесом 28 первого аккумулятора 3 энергии. Соединительное устройство 16 при этом занимает свое первое положение соединения, как показано на фиг. 1-4. Поворачивание соединительного рычага 22, однако, ограничено, и ведущая шестерня 24 отсоединяется от соединительного рычага 22 за счет трения, так что вращение венечного зубчатого колеса 20, приводимого заводным трибом 4, теперь приводит к вращению ведущей шестерни 24, которая входит в зацепление с первым храповым колесом 28 для осуществления завода первого барабана 3 с пружиной.
Когда соединительное устройство 16 занимает свое первое положение соединения, оно устанавливается таким образом, что кинематическая цепь, соединяющая его со вторым аккумулятором 5 энергии, разъединяется, и соединительное устройство 16 не контактирует с каким-либо из компонентов данной кинематической цепи. В частности, данная кинематическая цепь не содержит какого-либо компонента в положении отщелкивания. Более конкретно, как показано на фиг. 1-4, после поворота ведущей шестерни 24 вместе с соединительным рычагом 22 в первое положение соединения, невозможен какой-либо контакт между ведущей шестерней 24 и вторым храповым колесом 40 или каким-нибудь другим промежуточным компонентом, который может быть предусмотрен.
Для завода второго аккумулятора 5 энергии, как показано на фиг. 5, заводной валик 2 всегда располагается в своем аксиальном положении завода таким образом, что кулачковая муфта 6, которая не смещена, всегда входит в зацепление с заводным трибом 4 (как показано на фиг. 4), и затем заводной валик 2 поворачивают в направлении против часовой стрелки. Это вращение заводного валика 2 приводит к вращению заводного триба 4 в направлении против часовой стрелки. Заводной триб 4 входит в зацепление с венечным зубчатым колесом 20 для его вращения по часовой стрелке (при взгляде на циферблат). Поскольку соединительный рычаг 22 и ведущая шестерня 24 жестко соединены друг с другом за счет трения и отсутствия крутящего момента в зубчатой передаче, а ведущая шестерня 24 всегда находится в зацеплении с венечным зубчатым колесом 20, соединительный рычаг 22 и ведущая шестерня 24 поворачиваются вместе с указанным венечным зубчатым колесом 20 относительно его оси 21 в направлении по часовой стрелке до тех пор, пока ведущая шестерня 24 не войдет в контакт со вторым храповым колесом 40 второго аккумулятора 5 энергии. После этого соединительное устройство 16 занимает свое второе положение соединения, как показано на фиг. 5. Поворачивание соединительного рычага 22, однако, ограничено, и ведущая шестерня 24 отсоединяется от соединительного рычага 22 за счет трения, так что вращение венечного зубчатого колеса 20, приводимого заводным трибом 4, приводит теперь к вращению ведущей шестерни 24, которая входит в зацепление со вторым храповым колесом 40 для осуществления завода второго барабана 5 с пружиной.
Когда соединительное устройство 16 занимает свое второе положение соединения, оно устанавливается таким образом, что кинематическая цепь, соединяющая его с первым аккумулятором 3 энергии, разъединяется, и соединительное устройство 16 не контактирует с каким-либо из компонентов данной кинематической цепи. В частности, данная кинематическая цепь не содержит какого-либо компонента в положении отщелкивания. Более конкретно, как показано на фиг. 5, ведущая шестерня 24 после поворота вместе с соединительным рычагом 22 во второе положение соединения находится на расстоянии от зоны, занимаемой первым аккумулятором 3 энергии, и невозможен какой-либо контакт между ведущей шестерней 24 и первым храповым колесом 28 или каким-нибудь другим промежуточным компонентом, который может быть предусмотрен.
Таким образом, узел завода согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность, с помощью устройства простой конструкции, точного и надежного завода двух аккумуляторов энергии посредством вращения заводного валика в двух направлениях без какого-либо переключения, причем заводной валик при этом занимает одно и то же аксиальное положение завода.