ЗАВОДНАЯ ГОЛОВКА ЧАСОВ (ВАРИАНТЫ)
CLOCK WINDER (VERSIONS)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к приборам времени со стрелочной индикацией, в частности к устройствам завода, перевода стрелок и календарных устройств механических часов и устройствам перевода стрелок часов и календарных устройств кварцевых часов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычно для завода, перевода стрелок и календарных устройств наручных часов используют заводные головки в виде сложного по конструкции переводного вала, который с одного конца выполнен с возможностью сопряжения с приводными элементами механизма часов, а с другого конца изготовлен с выступающим относительно корпуса элементом (пятой заводной готовки) с возможностью его захвата пальцами рук, осевого перемещения для перевода в рабочее и нерабочее положение и поворота вокруг оси при заводе часового механизма и переводе стрелок и календарных устройств часов [1, 2].
Известно устройство перевода стрелок электронно-механических часов, содержащее установленный на платине переводной вал с двумя кольцевыми канавками, упругий элемент фиксации осевых положений переводного вала по кольцевым канавкам, переводное кольцо, которое своей односторонней цапфой, проходящей через отверстие в платине, опирается на ступенчатую поверхность переводного вала и плоскую упругую пластину, консольно закрепленную на платине [3].
В данном устройстве консоль пластины опирается на плоскость переводного колеса, осуществляя силовое замыкание цапфы переводного колеса со ступенчатой поверхностью переводного вала. На квадрат переводного вала квадратным отверстием свободно посажено зубчатое колесо, удерживаемое в пазу платины от осевых перемещений вместе переводным валом. Переводное колесо находится постоянно в зацеплении с перпендикулярным по отношению к платине зубатым колесом переводного вала и только в рабочем положении перевода стрелок - с вексельным колесом стрелочного механизма. Сцепление и расцепление переводного колеса с вексельным происходит при переключении вала в рабочее и нейтральное положения. При этом цапфа переводного колеса в первом случае опирается на уступ переводного вала, имеющий меньший диаметр, и само колесо устанавливается горизонтально на уровне вексельного колеса, входя с ним в зацепление. В другом, нерабочем положении переводного вала цапфа переводного колеса опирается на его уступ большего диаметра, переводное колесо занимает наклонное положение, при котором зубчатые венцы переводного и вексельного колес разобщены.
Недостатком этого устройства является то, что для обеспечения достаточного линейного перемещения края переводного колеса при сцеплении и расцеплении оно должно иметь достаточно большой диаметр, что неприемлемо для часов миниатюрных калибров, имеющих обычно расстояние от центра до края 4,5 и 5 мм. Базирование цапфы переводного колеса в отверстии платины с большим радиальным зазором, допускающим необходимый перекос колеса, нарушает межосевое расстояние зубчатой пары, снижая надежность. Наличие раздельных упругих элементов фиксации положений переводного вала и силового замыкания переводного колеса усложняет конструкцию.
Известно устройство перевода стрелок, содержащее установленные на платине переводной вал с зубчатым венцом, переводное колесо с цилиндрическим и торцевым зубчатыми венцами и упругую пластину, консольно закрепленную на платине и своим отогнутым от консоли элементом опирающуюся на переводной вал в пределах его кольцевых канавок [4]. В фиксированном рабочем положении переводного вала его зубчатый венец образует зацепление с торцевыми зубьями переводного колеса, а в нейтральном положении вала его зубчатый венец смещен внутрь окружности торцевого зубчатого венца.
Недостаток данного устройства перевода стрелок состоит в том, что при столкновении зубьев переводного вала и переводного колеса в момент их сцепления в процессе установки вала в положение перевода стрелок возможно повреждение зубьев.
Известно устройство перевода стрелок, содержащее установленные на платине переводной вал с зубчатым венцом и двумя кольцевыми канавками, фиксирующую пластину, поджатую к переводному валу пружиной, и упругую пластину, закрепленную одним концом на плоскости платины [5]. На консоли этой пластины, с натягом опирающейся на уступ платины, установлено переводное колесо с торцевым и цилиндрическим зубчатыми венцами.
В таком устройстве при натыкании зубьев переводного вала на торцевые зубья переводного колеса во время установки вала в положение перевода стрелок осевая составляющая силы на наклонной внутренней поверхности зуба колеса отгибает консоль упругой пластины вместе с переводным колесом. Тем самым обеспечивается более легкое сцепление зубьев, смягчается удар.
Однако в миниатюрных механизмах, в которых колеса имеют предельно малые модули зубьев и соответственно уменьшенную прочность, такое устройство не исключает возможности повреждения зубьев. Размещение фиксирующей пластины в пазу платины и прижимной пружины не позволяет применить такое устройство в миниатюрных механизмах калибров 10 и 9 мм, причем в миниатюрных часах выступающие из корпуса элементы заводных головок, обычно выполнены пропорционально корпусу маленьких размеров, что неудобно для их захвата пальцами рук.
Известно устройство перевода стрелок наручных кварцевых часов [6], содержащее установленный на платине переводной вал с зубчатым венцом и кольцевыми канавками для фиксации его осевых положений, и упругую пластину, закрепленную консольно на плоскости платины, на консоли которой установлено переводное колесо, в котором для повышения надежности путем плавного подвода переводного вала к переводному колесу на консольной части упругой пластины выполнен нажимной шток с уступом, опирающимся в дно кольцевых канавок переводного вала, при этом опорный диаметр кольцевой канавки, расположенный ближе к внешнему концу переводного вала, больше диаметра кольцевой канавки, расположенной дальше от этого конца переводного вала, а торец опорного уступа нажимного штока, опирающегося в дно кольцевых канавок, наклонен к плоскости механизма под углом от 0 до 45°.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании техническом результату (прототипом) является герметичная заводная головка часов, выполненная в виде свинчивающейся крышки и снабженная пружиной для отжатия головки в свободном состоянии и соединения ее заводным валиком, снабженным на наружном конце многогранником [7].
Техническими недостатками данного устройства-прототипа является ограниченные функциональные возможности, конструктивные технические недостатки и относительно большие габариты выступающих элементов в нерабочем положении заводной головки.
Общими техническими недостатками известных заводных головок механических и аналоговых кварцевых часов является наличие в их нерабочем положении выступающего относительно корпуса часов элемента (пяты заводной головки), который в результате его выступа относительно обычно скругленного корпуса часов повреждается при механическом соприкосновении с окружающими предметами и даже травмирует кисть руки при ее сгибе и соприкосновении с выступающей из корпуса часов заводной головкой.
ЗАДАЧИ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задачей настоящего изобретения является разработка и практическое применение дешевых, простых в изготовлении, надежных, простых и эффективных в эксплуатации заводных головок.
Целью изобретений и получаемым при использовании техническим результатом является повышение функциональных возможностей заводной головки при одновременном повышении надежности, герметичности и уменьшение габаритов часов и отсутствии выступающих из корпуса часов элементов (пяты) заводной головки в ее нерабочем положении.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленная цель и получаемый при использовании технический результат достигается тем, что в заводной головке часов, содержащей средство фиксации заводной головки в нерабочем и в рабочем положении, согласно изобретению средство фиксации заводной головки в нерабочем и в рабочем положении выполнено в виде механизма фиксации пяты заводной головки в нерабочем положении утопленной в корпус часов и фиксации пяты заводной головки в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов.
Заводная головка по изобретению содержит тубу 6, зафиксированную в пяте заводной головки 10 и выполненную с возможностью ее подвижного сопряжения с заводным валом 8, а механизм фиксации пяты заводной головки 10 в нерабочем положении утопленной в корпус часов 1 и фиксации пяты заводной головки 10 в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов расположен в запрессованном в корпус часов 1 стакане 2 и содержит коаксиально установленные направляющую втулку 3 с канавками одного уровня в осевом направлении, толкающую втулку 5, фиксирующую втулку 7 и пружину фиксирующей втулки 9, выполненные с возможностью сопряжения, фиксации пяты заводной головки 10 в нерабочем положении утопленной в корпус часов 1 и фиксации пяты заводной головки 10 в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов 1.
Механизм фиксации пяты заводной головки в нерабочем положении утопленной в корпус часов и фиксации пяты заводной головки в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов выполнен с возможностью функционирования в результате механического воздействия на торец пяты заводной головки 10 вдоль оси заводной головки и заводного вала 8.
Направляющая втулка 3 жестко закреплена в запрессованном в корпус часов 1 стакане 2 и содержит выполненные по внутренней поверхности чередующиеся сквозные и глухие канавки различной глубины в радиальном направлении, но одинаковой длины вдоль оси заводной головки, выполненные с возможностью скольжения в них скошенных шлицевидных выступов толкающей втулки 5 в процессе возвратно-поступательного движения толкающей втулки 5 под воздействием усилия с торца пяты заводной головки 10 с одной стороны и подпружиненной фиксирующей втулки 7 с другой стороны с автоматическим поворотом заводного вала 8.
Заводная головка часов по изобретению содержит прокладку 4, выполненную с возможностью герметизации зазора между стенками запрессованного в корпус часов 1 стакана 2 и пяты заводной головки 10, выполнена с возможностью сопряжения с механизмом переключения функционирования заводной головки в режимах завода часов и перевода стрелок часов и календарных устройств, а механизм переключения функционирования заводной головки в режимах завода часов и перевода стрелок часов выполнен в виде ремонтуара, содержащего сопрягаемый с заводным валом 8 заводной триб 11, заводной рычаг 15, пружину заводного рычага 12, штифт заводного 13, рычаг переводной 14 с пазом переводного рычага 16, переводное колесо 17 и кулачковую муфту 18.
При этом механизм переключения функционирования заводной головки в режимах завода часов и перевода стрелок часов выполнен в виде ремонтуара с возможностью осуществления жесткой фиксации фиксирующей втулки 7 и тубы головки 6 или придания относительной свободы поворота тубы головки 6 и пяты головки 10 и возможностью автоматического поворота заводного вала 8 при нажатиях на пяту головки 10 посредством перехода шлицевидных выступов фиксирующей втулки 7 в соседние канавки тубы и поворота на угол, равный 360°/n, где n - число канавок, соответствующего поворота тубы головки 6 и заводного вала 8 и автоматического завода/перевода часов при многократном нажатии на пяту в зависимости от положения ремонтуара.
Поставленная цель и получаемый при использовании технический результат достигаются также тем, что в заводной головке часов, содержащей средство фиксации заводной головки в нерабочем и в рабочем положении, согласно изобретения средство фиксации заводной головки в нерабочем и в рабочем положении выполнено в виде механизма фиксации пяты заводной головки в нерабочем положении утопленной в корпус часов и фиксации пяты заводной головки выступающей относительно корпуса часов в двух рабочих положениях.
Заводная головка по данному варианту конструктивного исполнения содержит тубу 6, зафиксированную в пяте заводной головки 10 и выполненную с возможностью ее подвижного сопряжения с заводным валом 8, а механизм фиксации пяты заводной головки 10 в нерабочем положении утопленной в корпус часов 1 и фиксации пяты заводной головки 10 в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов расположен в запрессованном в корпус часов 1 стакане 2 и содержит коаксиально установленные направляющую втулку 3 с канавками двух или более уровней в осевом направлении, толкающую втулку 5, фиксирующую втулку 7 и пружину фиксирующей втулки 9, выполненные с возможностью сопряжения, фиксации пяты заводной головки 10 в нерабочем положении утопленной в корпус часов 1 и фиксации пяты заводной головки 10 в рабочем состоянии выступающей относительно корпуса часов 1.
Механизм фиксации пяты заводной головки в нерабочем положении утопленной в корпус часов и фиксации пяты заводной головки в двух рабочих положениях выступающей относительно корпуса часов по данному варианту конструктивного исполнения выполнен с возможностью функционирования в результате механического воздействия на торец пяты заводной головки 10 вдоль оси заводной головки и заводного вала 8.
При этом направляющая втулка 3 жестко закреплена в запрессованном в корпус часов 1 стакане 2 и содержит выполненные по внутренней поверхности чередующиеся сквозные и глухие канавки различной глубины в радиальном направлении, но различной длины вдоль оси заводной головки, выполненные с возможностью скольжения в них скошенных шлицевидных выступов толкающей втулки 5 в процессе возвратно-поступательного движения толкающей втулки 5 под воздействием усилия с торца пяты заводной головки 10 с одной стороны и подпружиненной фиксирующей втулки 7 с другой стороны с автоматическим поворотом заводного вала 8.
Кроме этого заводная головка часов содержит прокладку 4, выполненную с возможностью герметизации зазора между стенками запрессованного в корпус часов 1 стакана 2 и пяты заводной головки 10.
При этом заводная головка часов по данному варианту конструктивного исполнения выполнена с возможностью автоматического переключения функционирования заводной головки в режимах завода часов и перевода стрелок часов и календарных устройств.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1, 2 изображен вариант конструктивного исполнения механизма заводной головки часов с двойной фиксацией положения пяты заводной головки, когда пята в первом положении утоплена в корпус (фиг.1) и когда пята во втором положении находится снаружи в рабочем положении (фиг.2).
На фиг.3 показана конструкция используемого в механизме заводной головки часов по изобретению известного и давно применяемого механизма переключения режимов завода/перевода (в положении завода) - ремонтуара.
На фиг.4 - разнесенный вид деталей механизма заводной головки часов с двойной фиксацией пяты заводной головки.
На фиг.5 изображено сечение механизма заводной головки часов с двойной фиксацией с пятой в утопленном положении.
На фиг.6 - эскиз направляющей втулки.
На фиг.7 - эскиз толкающей втулки.
На фиг.8 - эскиз фиксирующей втулки.
На фиг.9 - эскиз механизма заводной головки часов с двойной фиксацией в положении завода/перевода.
На фиг.10 - эскиз механизма заводной головки часов с двойной фиксацией в нажатом положении пяты, на фиг.10. Эскиз механизма заводной головки часов с двойной фиксацией в момент проворачивания фиксирующей втулки.
На фиг.11 - эскиз механизма заводной головки часов с двойной фиксацией в фиксированном вдавленном положении пяты.
На фиг.12 - эскиз направляющей втулки с канавками двух уровней.
На фиг.13 - эскиз фиксирующей втулки.
На фиг.14 - эскиз толкающей втулки.
На фиг.15 - механизм заводной головки часов с тройной фиксацией положения пяты заводной головки, в одном из положений, когда пята заводной головки утоплена в корпусе.
На фиг.16 - механизм заводной головки часов с тройной фиксацией положения пяты заводной головки, в одном из положений, когда пята заводной головки зафиксирована в среднем положении.
На фиг.17 - механизм заводной головки часов с тройной фиксацией положения пяты заводной головки, в одном из положений, когда пята заводной головки зафиксирована в максимально вынутом положении.
РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заводная головка по изобретению содержит (фиг.1-17) установленный в корпусе часов 1 стакан 2, направляющую втулку 3, герметизирующую прокладку 4, толкающую втулку 5, тубу 6, фиксирующую втулку 7, заводной (заводной/переводной) вал 8, пружину фиксирующей втулки 9, пяту заводной головки 10, заводной триб 11, пружину рычага 12, штифт заводного рычага 13, рычаг переводной 14, рычаг заводной 15, паз переводного рычага 16, переводное колесо 17 и кулачковую муфту 18.
Основной функцией механизма заводной головки по изобретению является фиксация пяты заводной головки в двух или более функциональных положениях с обеспечением возможности завода часов и коррекции времени путем перевода стрелок и календарных устройств часов.
В варианте конструктивного исполнения механизма заводной головки часов с двойной фиксацией обеспечивается два устойчивых состояния - положение 1 (фиг.1), когда пята заводной головки 10 утоплена в корпус часов 1, положение 2 (фиг.2), когда пята заводной головки 10 находится снаружи корпуса часов 1 в рабочем положении, выступающей относительно корпуса часов 1.
Переведение пяты заводной головки 10 из положения 1 в положение 2 осуществляется путем механического нажатия на нее снаружи в осевом направлении.
При реализации данного варианта конструктивного исполнения в положении 2 заводной/переводной вал зафиксирован в осевом положении и только вращается вокруг своей оси.
Заводной вал при этом находится на одной оси с тубой и совершает вращение вместе с ней за счет того, что своим участком с квадратным сечением он входит в отверстие такого же сечения в тубе.
В данном варианте исполнения заводная головка в рабочем положении 2 (фиг.2) осуществляет функции завода/перевода и пользователь имеет возможность вращать пяту заводной головки 10 с вращением заводного/переводного вала 8, а в нерабочем положении 1 (фиг.1) пята заводной головки 10 утоплена в корпус часов 1.
Для осуществления перехода между состояниями завода и перевода применяется подробно описанный ниже известный механизм (ремонтуар), показанный на фиг.3.
Механизм переключения режимов завода/перевода (ремонтуар) содержит заводной/переводной вал 10, заводной триб 11, пружину рычага 12, штифт заводного рычага 13, рычаг переводной 14, рычаг заводной 15, паз переводного рычага 16, переводное колесо 17 и кулачковую муфту 18.
На фиг.3 изображен механизм ремонтуара в положении завода часов, который конструктивно выполнен и функционирует следующим образом.
При переключении переводного рычага 14 влево происходит переключение заводного рычага 15 вниз и зубья кулачковой муфты 18 входят в зацепление с зубьями переводного колеса 17. При вращении заводной головки заводной вал 8 своим участком с квадратным сечением дает движение кулачковой муфте 18, которая, в свою очередь, дает движение переводному колесу 17 и дальше на цепь перевода стрелок.
Таким образом осуществляется перевод стрелок (или коррекция других устройств).
При обратном переключении переводного рычага 14 пружина 12 возвращает заводной рычаг 15 в первоначальное положение, который, в свою очередь, возвращает кулачковую муфту 18 в зацепление с зубьями заводного триба 11. При вращении заводной головки заводной вал 8 своим участком с квадратным сечением дает движение кулачковой муфте 18, которая дает движение заводному трибу 11, и дальше на цепь завода часов.
Разнесенный вид варианта конструктивного исполнения механизма заводной головки часов с двойной фиксацией показан на фиг.4 и включает: корпус часов 1, стакан 2, направляющую втулку 3, герметизирующую прокладку 4, толкающую втулку 5, тубу головки 6, фиксирующую втулку 7, заводной вал 8, пружину фиксирующей втулки 10 и пяту заводной головки 10.
На фиг.5 показано сечение механизма заводной головки часов с двойной фиксацией с пятой в утопленном положении.
Конструкция запирающего механизма данного варианта конструктивного исполнения заводной головки часов с двойной фиксацией предусматривает возможность жесткой фиксации пяты головки часов вдоль ее оси в двух устойчивых положениях: положении завода/перевода и утопленном положении соответственно.
Эта возможность достигается путем использования следующего оригинального конструктивного решения.
Направляющая втулка 3, запрессованная в стакане 2, имеет по своей внутренней поверхности чередующиеся канавки различной глубины в радиальном направлении (соответственно сквозные и глухие), но одинаковой длины в осевом направлении (фиг.6).
Направляющая втулка 3 выполнена со скошенными шлицевидными выступами (фиг.7) с возможностью обеспечения возвратно-поступательных движений толкающей втулки 5, под воздействием пяты заводной головки 10 с одной стороны и подпружиненной фиксирующей втулки 7 (фиг.8) с другой в положениях завода/перевода (фиг.9) с перемещением фиксирующей втулки 7 до положения окончания канавок в направляющей втулке 3 (фиг.10).
Фиксирующая втулка 7 имеет шлицевидные выступы (фиг.8), способные входить только в глубокие канавки направляющей втулки 3, соответственно число этих выступов должно быть равно числу глубоких канавок.
Благодаря скошенности шлицевидных выступов толкающей 5 и запирающей 7 втулок соответственно, последняя, достигая окончания канавок, проворачивается вокруг оси (фиг.11) и благодаря своей подпружиненности скользит по скошенным кромкам направляющей втулки 3, совершая вращательное и обратное осевое движение, пока не достигнет упора (фиг.11).
При фиксированном вдавленном положении пята заводной головки 10 благодаря тубе 6 также совершает обратное осевое перемещение до установки в утопленном положении.
Для перехода пяты заводной головки 10 обратно в положение завода/перевода необходимо нажать на нее в осевом направлении, вследствие чего толкающая втулка 5 перемещает запирающую втулку 7 до края канавки, достигая которой получает возможность вращательного и обратного осевого перемещения.
Достигая края скошенной кромки направляющей втулки 3, шлицевидные выступы запирающей втулки 7 попадают в глубокие канавки и перемещаются до их окончания, перемещая соответственно пяту головки 10 в крайнее положение завода/перевода.
При осуществлении жесткой фиксации (для вращения) фиксирующей втулки 7 и тубы головки 6 и наоборот, при придании относительной свободы (для вращения) тубы головки 6 и пяты заводной головки 10, при нажатиях на пяту заводной головки 10 достигается автоматический поворот заводного вала 8.
Это осуществляется благодаря тому, что при переходе шлицевидных выступов фиксирующей втулки 7 в соседние канавки последняя проворачивается на угол, равный 360°/n, где n - число канавок, и вместе с ней проворачивается туба головки 6 и соответственно заводной вал 8.
Таким образом, в зависимости от того, в каком положении находится ремонтуар, многократное нажатие на пяту позволит автоматически заводить/переводить часы.
В другом варианте конструктивного исполнения механизма заводной головки по изобретению с направляющей втулки с канавками двух или более уровней (фиг.12) в осевом направлении возможна реализация конструкции без ремонтуара, поскольку минимально три уровня канавок дают возможность фиксации пяты заводной головки в утопленном положении и осуществление перехода между состояниями завода/перевода только с помощью нажатия на пяту заводной головки 10.
Общее число канавок, как и шлицевидных выступов на фиксирующей (фиг.13) и толкающей втулках (фиг.14), при этом должно быть кратным числу фиксируемых позиций, в данном конкретном случае - трем. Пята заводной головки 10 в данном случае будет представлять собой единое целое с тубой 6 и заводным валом 8.
В данном варианте конструктивного исполнения будет реализован механизм заводной головки с тройной фиксацией ее положений - в положении 1, когда пята заводной головки 10 утоплена (фиг.15), в положении 2, когда пята заводной головки 10 зафиксирована в среднем положении (фиг.16) и в положении 3 (фиг.17), когда пята заводной головки 10 зафиксирована в максимально вынутом положении.
Описанный выше вариант конструктивного исполнения механизма заводной головки позволяет получить столько фиксированных в осевом направлении положений пяты, сколько различных уровней канавок будет иметь направляющая втулка 3, а их количество будет ограничено только общими габаритами.
Изготавливают отдельные элементы заводной головки по изобретению общеизвестными методами из обычно используемых в часовой промышленности материалов с использованием обычного известного оборудования.
Таким образом, обеспечивается повышение функциональных возможностей заводной головки при одновременном повышении надежности ее функционирования, герметичности и уменьшение габаритов часов, а также отсутствии выступающих из корпуса часов элементов заводной головки в ее нерабочем положении.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Дональд Де Карль. Сложные часы и их ремонт. Москва: Государственное Научно-Техническое Издательство Машиностроительной литературы, 1960.
2. В.Д.Попова, Н.Б.Гольдберг. Устройство и технология сборки часов. Москва: Высшая школа, 1989.
3. Патент США №4415227, кл. 368/190, 1983.
4. Патент США №3688864, кл. 58-58, 1972.
5. Кварцевые часы с электронным механизмом 1356 АЖС-4.088.005, 1988.
6. А.с. СССР №1753452, G04B 27/04, опубл. 07.08.92, БИ №29.
7. А.с. СССР 134202, Класс 83а, 49, опубл. БИ №23, 1960 (прототип).