РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЧАСОВОЙ МЕХАНИЗМ С МАГНИТНО-СИНХРОНИЗИРОВАННЫМИ ПОВОРОТНЫМИ РЫЧАГАМИ
ADJUSTING CLOCK MECHANISM WITH MAGNETICALLY SYNCHRONIZED ROTARY LEVERS

Область техники, к которой относится изобретение
Объектом настоящего изобретения является регулирующий часовой механизм, включающий в себя платину и установленный с возможностью совершения относительно неё по меньшей мере поворотного движения спусковой колесный узел, совершающий поворотное движение относительно оси спускового механизма и подверженный воздействию вращающего крутящего момента, и по меньшей мере первый резонатор, содержащий первую жесткую структуру, соединенную с указанной платиной первым упругим возвращающим средством, причем на указанной жесткой структуре установлен по меньшей мере один инерционный рычаг, представляющий собой первый инерционный рычаг, взаимодействующий с указанным спусковым колесным узлом с помощью магнитных и/или электрически заряженных дорожек, расположенных как на указанном по меньшей мере одном первом инерционном рычаге, так и на указанном спусковом колесном узле, с целью формирования синхронизирующего устройства между указанным спусковым колесным узлом и указанным по меньшей мере одним первым резонатором.
Объектом настоящего изобретения является также часовой механизм, содержащий по меньшей мере один такой регулирующий механизм.
Объектом настоящего изобретения являются также часы, содержащие такой часовой механизм или такой регулирующий механизм.
Настоящее изобретение относится к области регулирующих часовых механизмов, в частности к часовым спусковым механизмам, более конкретно, к бесконтактным спусковым механизмам.
Уровень техники
Известные на сегодняшний день часовые механизмы механических часов являются результатом их последовательного усовершенствования в течение последних трех столетий. Отличительной особенностью швейцарского анкерного спуска является его устойчивость к ударным нагрузкам. Иными словами, на состояние наручных или карманных часов с таким анкерным спуском мало влияют разовые ударные нагрузки.
Однако эффективность такого спускового механизма невысока и составляет приблизительно 30%. Кроме того, швейцарский анкерный спуск не позволяет использовать резонатор с высокой частотой или малой амплитудой.
Таким образом, специалисты ищут пути использования резонаторов с высоким коэффициентом качества, высокой частотой и/или малой амплитудой, с целью повышения эффективности спускового механизма без уменьшения его устойчивости к ударным нагрузкам.
В области техники, к которой относится настоящее изобретение, известны следующие варианты реализации:
- часы компании Clifford с камертонной вилкой;
- часовой механизм Resonique, разработанный компанией De Bethune;
- наручные часы Accutron, разработанные компанией Bulova.
Каждый из этих вариантов реализации имеет свои конкретные преимущества, но все эти часовые механизмы имеют один и тот же недостаток: они обладают недостаточной стойкостью к воздействию ударных нагрузок. Иными словами, при ударе стрелки часов начинают значительно спешить.
В Европейской патентной заявке №2889704 A2 компании Nivarox-FAR (Швейцария) раскрывается часовой спусковой механизм, содержащий спусковое колесо, на которое действует крутящий момент, величина момента инерции которого меньше или равна величине номинального крутящего момента, относительно первой оси вращения, и резонатор, выполненный заодно с регулирующим колесным блоком, установленным с возможностью вращения относительно второй реальной или воображаемой оси поворота, указанное спусковое колесо которого содержит несколько приводов, равномерно распределенных по периферии указанного колеса, каждый из которых взаимодействует по меньшей мере с первой дорожкой указанного регулирующего колесного блока, в котором каждый указанный привод содержит первое магнитное или электростатическое упорное средство, образующее барьер и служащее для взаимодействия с указанной первой дорожкой, которая намагничена, или, соответственно, электростатически заряжена, или выполнена из ферромагнитного или, соответственно электропроводного материала, для создания действующего на указанную первую дорожку крутящего момента, величина которого больше указанного номинального крутящего момента, причем каждый указанный привод содержит также второе упорное средство, выполняющее функцию упора конца хода и служащее для формирования автономного спускового механизма, по меньшей мере первая дополнительная упорная поверхность которого является частью указанного регулирующего колесного блока.
В международной патентной заявке WO 2015/096979 A2 компании Swatch Group Research & Development Ltd. раскрывается часовой спусковой механизм, содержащий упор между резонатором и, с одной стороны, первым спусковым колесным узлом и, с другой стороны, вторым спусковым колесным узлом, на каждый из которых действует крутящий момент, отличающийся тем, что каждый указанный спусковой колесный узел содержит по меньшей мере одну намагниченную или ферромагнитную или, соответственно, электрически заряжаемую или электростатически-проводящую ленту с периодом прохождения, в течение которого его магнитные или, соответственно, электростатические характеристики повторяются, причем указанный упор содержит по меньшей мере один намагниченный или ферромагнитный, или, соответственно, электрически заряжаемый или электростатически-проводящий полюсный блок, причем указанный магнитный блок может перемещаться в поперечном направлении относительно направления перемещения по меньшей мере одного элемента поверхности указанной ленты, и по меньшей мере указанный магнитный блок или указанная лента создают магнитное или электростатическое поле в воздушном зазоре между указанным по меньшей мере одним магнитным блоком и указанной по меньшей мере одной поверхностью, а также тем, что указанный магнитный блок встречается с барьером магнитного или электростатического поля на указанной ленте непосредственно перед каждым поперечным перемещением указанного упора, включаемым за счет периодического срабатывания указанного резонатора, причем указанный первый спусковой колесный узел, на который действует первый крутящий момент, и указанный второй спусковой колесный узел, на который действует второй крутящий момент, могут поочередно взаимодействовать с указанным упором, а указанный первый спусковой колесный узел и указанный второй спусковой колесный узел вращаются относительно отдельных осей и соединены друг с другой посредством прямой кинематической связи.
В патентной заявке США №3183426A (заявитель HAYDON ARTHUR) описывается полностью магнитный спусковой механизм, содержащий магнитное спусковое колесо, в котором энергия непрерывно и постепенно изменяется от минимума до максимума при поворачивании колеса на  периода, а затем снова возвращается к минимальному значению при вращении колеса в последующей  периода. Иными словами, действующая на колесо магнитная сила изменяется постепенно от минимального (отрицательного) до максимального (положительного) значения в угловом периоде.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предлагает устранить вышеуказанный недостаток известного уровня техники путем создания наручных или карманных часов, в частности механических часов, содержащих регулятор с магнитно-синхронизированными поворотными рычагами и оснащенных механическим антидесинхронизационным устройством.
Соответственно, объектом изобретения является регулирующий механизм по п. 1.
Объектом настоящего изобретения является также часовой механизм, содержащий по меньшей мере один такой регулирующий механизм.
Объектом настоящего изобретения являются также часы, содержащие один такой часовой механизм.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже его подробным описанием со ссылками на приложенные чертежи.
На фиг. 1 показан схематичный вид в плане регулирующего механизма согласно настоящему изобретению с одним резонатором, содержащим рычаг, подвешенный на двух гибких лентах, образующих воображаемую ось поворота, относительно которой поворачивается рычаг, на дальнем конце которого установлены магнитные блоки, которые периодически взаимодействуют с другими магнитными блоками, расположенными на периферии спускового колеса; данный регулирующий механизм снабжен антидесинхронизационным механизмом согласно настоящему изобретению, содержащим компоненты как на дальнем конце рычага, так и на спусковом колесе;
на фиг. 2 - узел, конструкция которого аналогична конструкции узла, показанного на фиг. 1, но в котором рычаг прикреплен к платине часового механизма только одной гибкой лентой;
на фиг. 3 - вид в плане резонатора согласно настоящему изобретению, включающего в себя два резонатора, установленных на гибких лентах и работающих в противофазе;
на фиг. 4 - частичный вид в плане варианта реализации, в котором регулирующий механизм представляет собой штифтоколесный спусковой механизм типа Лепота;
на фиг. 5 и 6 - перспективные изображения (под разными углами) регулирующего механизма, показанного на фиг. 3;
на фиг. 7-9 - упрощенные схемы механических соединений, заставляющих поворотные рычаги таких резонаторов оставаться в противофазе;
на фиг. 10 - блок-схема часов, содержащих часовой механизм с устройством согласно настоящему изобретению, с двумя резонаторами.
Осуществление изобретения
Настоящим изобретением предлагается механический регулирующий механизм, содержащий резонаторы с высоким коэффициентом качества, с высокой частотой и/или малой амплитудой, обеспечивающий в то же время эффективность спускового механизма без снижения стойкости к ударным нагрузкам.
Данный регулирующий механизм основывается на по меньшей мере одном магнитно- или электростатически-синхронизированном осцилляторе. В данном описании рассматривается магнитный вариант реализации. Специалисты в данной области техники могут обратиться также к другим патентным заявкам данного заявителя, включенным в настоящую заявку посредством ссылок, в которых более подробно рассматриваются как элементы магнитной синхронизации, так и элементы электростатического варианта реализации:
- Европейская патентная заявка EP 14182532.3;
- Европейская патентная заявка EP 13199428.7;
- Европейская патентная заявка EP 14176816.8;
- Европейская патентная заявка EP 14199040.8;
- Европейская патентная заявка EP 14199039.0;
- Международная патентная заявка PCT/EP 2014/079036;
- Европейская патентная заявка EP 14186261.5;
- Европейская патентная заявка EP 14184155.1;
- Европейская патентная заявка EP 13199427.9.
Итак, объектом настоящего изобретения является регулирующий часовой механизм 200, содержащий основную платину 1 и установленный с возможностью по меньшей мере поворотного движения относительно платины 1 спусковой колесный узел 10 и по меньшей мере первый резонатор 100.
0
Спусковой колесный узел 10 представлен здесь неограничивающим изображением, на котором показано спусковое колесо. Спусковой колесный узел поворачивается относительно оси D спускового механизма, и на него действует вращающий крутящий момент от накопителя, такого как барабан или аналогичный элемент.
По меньшей мере первый резонатор 100 содержит первую жесткую структуру 110, которая соединена с платиной 1 первым упругим возвращающим средством 120. На данной первой жесткой структуре 110 установлен по меньшей мере один инерционный рычаг 130 или 140. В данной жесткой структуре на концах рычага 111 установлены инерционные весовые элементы 112 с винтами 113 регулировки инерции и уравновешивания.
На фиг. 1 изображен первый инерционный рычаг 130, взаимодействующий со спусковым колесным узлом 10 с помощью магнитно и/или электрически заряженных дорожек, расположенных по меньшей мере как на первом инерционном рычаге 130, так и на спусковом колесном узле 10 с целью образования синхронизирующего устройства между спусковым колесным узлом 10 и по меньшей мере одним первым резонатором 100. На дальнем конце данного рычага 130, на консольном рычаге 115 установлены магнитные блоки.
Согласно настоящему изобретению, синхронизирующее устройство предотвращает нарушение синхронизации при случайном возрастании крутящего момента с помощью механического антидесинхронизационного механизма, содержащего механические спусковые упоры 12 на спусковом колесном узле 10 и по меньшей мере один механический инерционный рычажный упор 132, расположенный на по меньшей мере одном первом инерционном рычаге 130, которые совместно обеспечивают останов за счет упора при случайном возрастании крутящего момента.
1
1
Более конкретно, согласно настоящему изобретению, по меньшей мере один первый инерционный рычаг 130 поворачивается относительно первой воображаемой оси D. Каждый из указанных механических инерционных рычажных упоров 132, расположенных на инерционном рычаге 130, проходит в направлении по касательной к траектории поворотного качательного движения инерционного рычага 130 относительно первой воображаемой оси D.
1
В частности, в варианте исполнения, показанном на фиг. 1, первая воображаемая ось D расположена в точке пересечения проекций на плоскость платины 1 гибких лент 121 и 122, входящих в состав первого упругого возвращающего средства 120.
1
В варианте, показанном на фиг. 2, первая воображаемая ось D расположена в точке равновесия одной гибкой ленты 125, выполняющей функцию первого упругого возвращающего средства 120.
1
В частности, в показанном на прилагаемых чертежах неограничивающем варианте реализации магнитно и/или электрически заряженная дорожка, расположенная на по меньшей мере одном первом инерционном рычаге 130, включает в себя расположенные по очереди по меньшей мере первый инерционный рычажный магнитный блок 131A и второй инерционный рычажный магнитный блок 131B, расположенные на противоположных сторонах от радиальной линии R, начинающейся в точке первой воображаемой оси D, и на противоположных сторонах от общей линии T, перпендикулярной радиальной линии R.
0
Более конкретно, в варианте, показанном на фиг. 1 и 2, по меньшей мере одна магнитно и/или электрически заряженная дорожка, входящая в состав спускового колесного узла 10, представляет собой поочередно расположенные спусковые магнитные блоки 11 и механические спусковые упоры 12, установленные с одинаковым шаговым углом α относительно оси D спускового механизма.
В частности, в этих вариантах реализации общий габаритный размер (на радиальной линии R) группы, образованной последовательно расположенными первым инерционным рычажным магнитным блоком 131A и вторым инерционным рычажным магнитным блоком 131B, в направлении по радиальной линии R практически равен линейному шагу P, который является проекцией шагового угла α на радиальную линию R. Расстояние по радиальной линии R между механическими инерционными рычажными упорами 132, соответствующими указанной группе, практически равно половине указанного линейного шага P.
2
В предпочтительном варианте, показанном на фиг. 3, 5 и 6, первая жесткая структура 110 включает в себя по меньшей мере один второй инерционный рычаг 140, входящий в состав второго резонатора 150. Этот второй инерционный рычаг 140 поворачивается относительно второй воображаемой оси D, и, как и первый инерционный рычаг 130, взаимодействует со спусковым колесным узлом 10 с помощью магнитно и/или электрически заряженных дорожек, расположенных как на втором инерционном рычаге 140, так и на спусковом колесном узле 10. Таким образом, узел, в состав которого входят первый резонатор 100 и второй резонатор 150, образует камертонную вилку.
Более конкретно, механический антидесинхронизационный механизм включает в себя по меньшей мере один второй механический инерционный рычажный упор 142, закрепленный на втором инерционном рычаге 140. Однако данный механизм может работать и с одним первым упором первого рычага 130.
Более конкретно, как показано на приведенных чертежах, первый инерционный рычаг 130 и второй инерционный рычаг 140 содержат крепежные элементы 133, 143 соответственно для по меньшей мере одной гибкой ленты 135, 145 соответственно, которые своими противоположными концами прикреплены к первой жесткой структуре 110, образуемой тем же самым соединительным элементом 20, содержащим область изгиба 21, в данном случае выполненную в виде шейки в точке жесткого крепления к платине и прикрепленную к платине 1 концевым фиксирующим элементом 2.
Первый инерционный рычаг 130 и второй инерционный рычаг 140 совершают колебания в противофазе относительно друг друга. Такая конфигурация обеспечивает наивысший коэффициент качества.
В варианте реализации, показанном на фиг. 3, 5 и 6, первый инерционный рычаг 130 и второй инерционный рычаг 140 расположены с обеих сторон от спускового колесного узла 10, и каждый из них содержит по меньшей мере одну пару, образованную инерционным рычажным магнитным блоком 131, 141 и механическим инерционным рычажным упором 132, 142, которые по очереди взаимодействуют с дорожкой спускового колесного узла 10.
0
В частности, по меньшей мере одна магнитная и/или электрически заряженная дорожка, входящая в состав спускового колесного узла 10, содержит поочередно расположенные спусковые магнитные блоки 11 и механические спусковые упоры 12, расположенные с одним и тем же шаговым углом α, и в каждой паре угловое расстояние в проекции на одну и ту же плоскость, перпендикулярную оси D спускового механизма, между инерционным рычажным магнитным блоком 131, 141 и механическим инерционным рычажным упором 132, 142 равно половине шагового угла α.
Более конкретно, как показано на чертежах, первый инерционный рычаг 130, второй инерционный рычаг 140 и гибкие ленты 135, 145 проходят практически параллельно друг другу в направлении, перпендикулярном соединительному элементу 20.
В конкретном предпочтительном варианте исполнения каждый инерционный рычаг 130, 140 непрерывно взаимодействует со спусковым колесным узлом 10 без периодических остановок спускового колесного узла 10.
В конкретном варианте исполнения, показанном на фиг. 4, регулирующий механизм 200 выполнен в форме штифтоколесного спускового механизма типа Лепота, в котором спусковой колесный узел 10 содержит полуштифт, образующий механический спусковой упор 12 рядом с каждым спусковым магнитным блоком 11 в спусковом колесном узле 10, причем по меньшей мере один первый инерционный рычаг 130 содержит механический инерционный рычажный упор 132A, представляющий собой внутреннюю поверхность первого рычага циркуля, и второй механический инерционный рычажный упор 132B, соответствующий следующему шагу, представляющий собой внешнюю поверхность второго рычага циркуля. Внутренняя поверхность первого рычага циркуля и внешняя поверхность указанного второго рычага циркуля разделены пространством, ширина которого больше радиуса полуштифта.
Как вариант, система механических упоров может быть выполнена расположенной в одной плоскости и может содержать по меньшей мере один палец, взаимодействующий с зубчатым колесом в радиальном направлении.
В частности, в варианте реализации с малой амплитудой угловая амплитуда каждого из инерционных рычагов 130, 140 составляет менее 20°.
В частности, на по меньшей мере одном из инерционных рычагов 130, 140 камертонной вилки установлены две магнитные палеты.
Более конкретно, на каждом из двух инерционных рычагов 130, 140 камертонной вилки может быть установлена по меньшей мере одна магнитная палета.
В частности, на по меньшей мере одном из инерционных рычагов 130, 140 камертонной вилки могут быть установлены две механические антидесинхронизационные палеты.
Более конкретно, на каждом из двух инерционных рычагов 130, 140 камертонной вилки может быть установлена по меньшей мере одна механическая антидесинхронизационная палета.
Как показано на фиг. 7-9, на которых представлены неограничивающие варианты реализации, регулирующий механизм 200 включает в себя по меньшей мере два поворотных инерционных рычага 130, 140, и сдвиг по фазе одного рычага относительно другого в данном регулирующем механизме контролируется механическим соединением.
На фиг. 7 показан механический элемент управления сдвигом по фазе, представляющий собой устройство типа "штифт-паз", в котором штифт 31, закрепленный на одном рычаге 130 из двух инерционных рычагов 130, 140, входит в паз 32 вилкообразного элемента 33, закрепленного на другом рычаге 140 из двух инерционных рычагов 130, 140.
На фиг. 8 изображен вариант, содержащий по меньшей мере один зубчатый сектор 34, 35, служащий для синхронизации симметричных движений инерционных рычагов 130, 140, в котором первый зубчатый сектор 34, соединенный с одним рычагом 130 из двух инерционных рычагов 130, 140, постоянно находится в зацеплении со вторым зубчатым сектором 35, соединенным с другим рычагом 140 из двух инерционных рычагов 130, 140.
На фиг. 9 показан вариант с гибкой механической связью, в котором используются гибкие ленты 36, 37, соединяющие крест-накрест противоположные концы двух инерционных рычагов 130 и 140.
В частности, соединительный элемент 20 двух рычагов камертонной вилки соединен с платиной 1 вязкоупругим или полиуретановым компонентом, служащим для демпфирования сил реакции на опору, возникающих вследствие временной работы камертонной вилки в режиме "стеклоочистителя", когда инерционные рычаги 130, 140 перемещаются практически синхронно.
В еще одном возможном варианте реализации соединительный элемент 20 двух рычагов камертонной вилки соединен с платиной 1 фрикционным механизмом, соединенным со средством упругого возврата в исходное или нейтральной положение, служащим для демпфирования сил реакции на опору, возникающих вследствие временной работы камертонной вилки в режиме "стеклоочистителя", когда инерционные рычаги 130, 140 перемещаются практически синхронно.
Предпочтительно, по меньшей мере один компонент механического антидесинхронизационного механизма выполнен из амортизирующего материала с целью избежания вибрации.
Как показано на фиг. 3, в конкретном варианте исполнения, по меньшей мере один компонент указанного механического антидесинхронизационного механизма выполнен в виде тонкого палетного камня, прикрепленного к инерционному рычагу 130, 140, и дуги окружности, практически концентричной реальной или воображаемой оси поворота инерционного рычага 130, 140, относительно которой он поворачивается.
В конкретном варианте исполнения механический антидесинхронизационный механизм включает в себя по меньшей мере один комплект, содержащий палету инерционного рычага 130, 140, которая в положении останова взаимодействует с устройством типа "штифт-паз" спускового колесного узла 10. Палеты и штифты антидесинхронизационного механизма входят в зацепление друг с другом при поворачивании спускового колесного узла 10, в то время как по меньшей мере один первый резонатор 100 остается в своем положении равновесия.
В конкретном предпочтительном варианте исполнения первое упругое возвращающее средство 120 представляет собой по меньшей мере одну гибкую ленту, выполненную из оксида кремния, с целью термокомпенсации изменений частоты.
В конкретном варианте исполнения, наиболее простом для реализации, синхронизация осуществляется с помощью магнитов.
В конкретном предпочтительном варианте реализации регулирующий механизм 200 сочетает в себе регулирующий и спусковой механизм.
Объектом настоящего изобретения является также часовой механизм 300, содержащий по меньшей мере один такой регулирующий механизм 200.
Объектом настоящего изобретения являются также часы 400 содержащие такой часовой механизм 300 или по меньшей мере один такой регулирующий механизм 200.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно дает возможность получения высокой эффективности, обеспечиваемой магнитной синхронизационной системой (более 90%), при устранении главного недостатка, а именно, нарушения синхронизации в случае возрастания крутящего момента. Таким образом, обеспечивается повышение надежности без снижения эффективности.
Защита, обеспечиваемая таким техническим решением в случае возрастания крутящего момента, является недорогой и легко внедряемой в магнитный или аналогичный спусковой механизм.