УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПОДВИЖНЫЙ МЕХАНИЗМ УРАВНЕНИЯ ВРЕМЕНИ И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ
UNIVERSAL MOVABLE MECHANISM FOR EQUATION OF TIME AND METHOD FOR INSTALLATION THEREOF

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к универсальному подвижному механизму уравнения времени. Более конкретно, изобретение относится к подвижному механизму уравнения времени, который точно показывает время, в которое солнце находится в зените, вне зависимости от положения пользователя часов по долготе.
Уровень техники
Внутри одного часового пояса солнце находится в зените в разное время в крайней восточной точке, в середине или в крайней западной точке пояса. Временная разница между крайними положениями составляет 59 мин.
Кроме того, время в стране пребывания пользователя может не соответствовать официальному часовому поясу. Это, например, имеет место в случае Швейцарии, которая, хотя и расположена в пределах гринвичского часового пояса, имеет одночасовую разницу во времени с Англией.
Другие страны имеют только одно официальное время, но их территория покрывает несколько часовых поясов.
И, наконец, в некоторых странах производят перевод часов в зависимости от сезона (на зимнее/летнее время).
В качестве примера для человека, находящегося в Нойшателе (Швейцария), 23 июля солнце будет в зените в 13:38 по гражданскому времени: 12 ч (поясное время) + 2 ч (летнее время) - 28 мин (долгота Нойшателя: 7°) + 6 мин (разница по переменному уравнению времени). И, наоборот, для человека, находящегося в Лондоне, в тот же день солнце будет в зените в 13:06 по гражданскому времени: 12 ч (поясное время) + 1 ч (летнее время) + 0 мин (долгота Лондона: 0°) + 6 мин (разница по переменному уравнению времени). При этом Нойшатель и Лондон находятся в одном часовом поясе.
На фиг. 1-3, приложенных к данной патентной заявке, показано дифференциальное устройство известного уровня техники, к которому относится универсальный подвижный механизм уравнения времени.
Данное дифференциальное устройство подробно описано в европейской патентной заявке № 1286233 на имя данного заявителя. Следует напомнить, что на фиг. 1-3, приложенных к данной патентной заявке и взятых из вышеуказанной европейской
патентной заявки, в частности, показан кулачок 1 уравнения времени, профиль которого определяется разницей для каждого дня в году между средним солнечным временем или гражданским временем и действительным солнечным временем.
Безусловно, как хорошо известно, существует разница между действительным солнечным временем, которое является временем, проходящим между двумя последовательными проходами солнца через верхнюю точку на меридиане одного и того же участка, и средним солнечным временем или гражданским временем, которое представляет собой годовым осреднением продолжительности всех действительных солнечных дней. Разница между гражданским временем и действительным временем 11 февраля достигает +14 мин 22 с, а 4 ноября составляет -16 мин 23 с. Эти величины могут очень незначительно изменяться от года к году.
Кулачок 1 уравнения времени приводится во вращение со скоростью один оборот в год от простого или непрерывного механизма дат, содержащегося в часовом механизме. Кулачок 1 содержит месячный диск 2, который вращается с той же скоростью и который приводит положение указанного кулачка 1 в соответствие с датой, показываемой механизмом дат, таким образом,что минутная стрелка 4 солнечного времени показывает точное солнечное время.
Простой или непрерывный механизм дат может относиться к любому известному типу и не будет подробно описываться в данном документе. Для простоты понимания достаточно указать, что данный механизм дат приводит кулачок 1 уравнения времени со скоростью один полный оборот в год. При этом исключительно в иллюстративных целях показано, как набор 6 шестерен дат приводит в стрелку 8, которая показывает дату (от 1 до 31). Этот набор 6 шестерен дат вращается со скоростью один полный оборот в месяц. Он приводится механизмом дат через промежуточное колесо 10 дат, изменяющего направление вращения и снижающего скорость набора 12 шестерен с одного полного оборота в месяц на один полный оборот в год.
Минутная стрелка 4 солнечного времени приводится дифференциальным механизмом 14, для которого входное воздействие приходит от зубчатой передачи 16, приводящей минутную стрелку 18 гражданского времени и рейки 20, которая взаимодействует с кулачком 1 уравнения времени (рейка 20 показана на фиг. 1 в обоих положениях, в одном - сплошными линиями, в другом - в штрихпунктирными линиями). Более конкретно, как показано на фиг. 1, дифференциальный механизм 14 включает, по меньшей мере, одно, а предпочтительно два планетарных колеса 22, приводящихся в движение за счет рабочего хода часового механизма. Эти два планетарных колеса 22 выполнены с возможностью самостоятельного вращения с обкатыванием по внутренним
зубьям 24 колеса 26 уравнения времени. Последний также имеет на внешней периферии зубчатый сектор 28, через который он взаимодействует с зубчатым сектором 30, содержащимся в одном из торцов рейки 20. Данная рейка возвращается под действием пружины (не показанной на чертежах), которая закреплена на раме часов и стремится переместить контактный шпиндель 32, образующий другой торец указанной рейки 20, до упора в периферию кулачка 1 уравнения времени. Циферблат солнечного времени включает шестерню 34, размещенную в центре дифференциального механизма 14 и установленную на валу 36. Данная шестерня 34 циферблата солнечного времени зацепляется с планетарными шестернями 22. Кроме того, на ней установлено колесо 38 циферблата, которое зацепляется с трубчатой шестерней 40, которая приводит минутную стрелку 4 солнечного времени. Эта зубчатая передача 38, 40 возвращает циферблат солнечного времени в центр 42 часового механизма таким образом, что минутная стрелка 4 солнечного времени оказывается концентрической с минутной стрелкой 18 гражданского времени.
Описанный подвижный механизм уравнения времени функционирует следующим образом.
В нормальном режиме работы часов кулачок 1 уравнения времени, рейка 20 уравнения времени и, следовательно, привод 26 уравнения времени являются неподвижными. Однако планетарные шестерни 22 приводятся от хода часов. Таким образом они совершают самостоятельное вращение и обкатываются по внутренним зубьям 24 колеса 26 уравнения времени, приводя шестерню 34 циферблата солнечного времени во вращение, что обеспечивает вращение минутной стрелки 4 солнечного времени не синхронно с минутной стрелкой 18 гражданского времени. Разница между перемещением стрелки 4 солнечного времени и стрелки 18 гражданского времени остается постоянной в течение 24 ч.
Раз в день в районе полуночи происходит поворот кулачка 1 переменного уравнения времени под действием механизма дат, который изменяет дату с текущей на следующую. Непосредственно в этот момент контактный шпиндель 32, который контактирует с периферией кулачка 1, в свою очередь отклоняет рейку 20. Указанная рейка 20 приводит во вращение колесо 26 уравнения времени. Планетарные шестерни 22, которые, по существу, неподвижны в течение данного короткого временного интервала (они производят один полный оборот в час), поворачиваются, приводимые во вращение колесом 26 уравнения времени, и в свою очередь приводят шестерню 34 циферблата солнечного времени, вновь устанавливая точное положение минутной стрелки 4 солнечного времени.
Таким образом, механизм переменного уравнения времени, описанный выше, обеспечивает в любой момент отображение разницы между средним солнечным временем и истинным временем посредством минутной стрелки гражданского времени и минутной стрелки солнечного времени. Однако данный механизм переменного уравнения времени не отображает гражданское время, в которое солнце находится в зените в соответствии с положением пользователя по долготе в пределах часового пояса.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является преодоление данной проблемы путем разработки механизма переменного уравнения времени, обеспечивающего отображение разницы в часах и минутах между гражданским временем и истинным временем в любой момент вне зависимости от положения пользователя по долготе в пределах часового пояса.
Для этой цели в изобретении разработан универсальный подвижный механизм уравнения времени, включающий дифференциальное устройство, первое входное воздействие которого формируется втулочной шестерней минутной стрелки гражданского времени, а второе входное воздействие которого формируется кулачком уравнения времени, при этом выходом дифференциального устройства является втулка минутной стрелки уравнения времени, втулка минутной стрелки уравнения времени приводит втулку минутной стрелки истинного уравнения времени, которая через механизм истинного уравнения времени приводит часовую стрелку истинного уравнения времени, втулочная шестерня минутной стрелки гражданского времени приводит через набор колес механизма часовое колесо гражданского времени, пружина, выполненная заодно с часовым колесом гражданского времени, взаимодействует со звездочкой, имеющей двенадцать зубьев и соединенной с валом, на котором установлена часовая стрелка гражданского времени, колесо часового пояса также выполнено заодно с валом, привод отображения временной разницы, соединенный с механизмом уравнения истинного времени, для учета разницы во времени, связанной с положением пользователя по долготе относительно середины часового пояса, воздействует на часовую стрелку истинного уравнения времени, колесо часового пояса воздействует на часовое колесо гражданского времени, перемещая его с шагом один час вперед или назад для учета разницы между гражданским временем в точке положения пользователя и временем в середине часового пояса.
За счет этих признаков изобретение предлагает механизм универсального уравнения времени, который не только может отображать разницу между
солнечным временем и гражданским временем, но также может учитывать разницу между солнечным временем и гражданским временем, связанным с положением пользователя по долготе относительно центра часового пояса. Таким образом, механизм универсального уравнения времени по изобретению обеспечивает отображение в любой момент времени разницы в часах и минутах между гражданским временем в точке положения пользователя в пределах часового пояса и солнечным временем.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества изобретения станут более понятны из нижеследующего подробного описания одного варианта осуществления универсального подвижного механизма уравнения времени по изобретению, при этом данный пример приводится исключительно в качестве не ограничивающей иллюстрации со ссылками на чертежи.
Фиг. 1 - вид сверху устройства переменного уравнения времени, к которому относится механизм универсального уравнения времени по изобретению.
Фиг. 2 - первое поперечное сечение механизма универсального уравнения времени, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - поперечное сечение, аналогичное сечению фиг. 2, на котором показана часть механизма дат.
Фиг. 4А, 4В и 4С - первый вариант осуществления механизма универсального уравнения времени по изобретению.
Фиг. 5А, 5В и 5С - второй вариант осуществления механизма универсального уравнения времени по изобретению.
Осуществление изобретения
Изобретение следует из общей изобретательской идеи, которая состоит в создании универсального подвижного механизма уравнения времени, который для отображения солнечного времени учитывает разницу между положениями минутной стрелки гражданского времени и минутной стрелки солнечного времени, разницу, связанную с положением пользователя по долготе относительно середины часового пояса, и разницу, связанную с любой разницей между гражданским временем в месте нахождения пользователя и официальным временем в середине часового пояса.
На фиг. 4А, 4В и 4С показан первый вариант осуществления универсального подвижного механизма уравнения времени по изобретению.
На фиг. 5А, 5В и 5С показан второй вариант осуществления универсального
подвижного механизма уравнения времени по изобретению.
Фиг. 4А представляет собой схему подвижного механизма времени известного уровня техники, включающего дифференциальное устройство 44, входами которого являются втулочная шестерня 46, приводящая минутную стрелку 48 гражданского времени и кулачок 50 уравнения времени. Дифференциальное устройство 44 на выходе выдает положение втулки 52 минутной стрелки уравнения времени. Как указано выше, минутная стрелка 52 подвижного механизма уравнения времени показывает разницу между гражданским и солнечным временем для данного дня. Разница между гражданским временим и солнечным временем 11 февраля достигает +14 мин 22 с, а 4 ноября составляет -16 мин 23 с.
Разница между гражданским временим и солнечным временем добавляется к разнице, связанной с положением пользователя по долготе относительно середины часового пояса. Очевидно, что ширина часового пояса составляет 15°, что соответствует периоду один час, за счет чего солнце заходит в часовой пояс на 30 мин раньше официального времени часового пояса и покидает его на 30 мин позже официального времени часового пояса.
Вот почему, как показано на фиг. 4В, прилагаемой к данной заявке на патент, втулка 52 минутной стрелки приводит за счет элемента 54 трения (индентирования или вдавливания) втулку 56 минутной стрелки истинного уравнения времени. Данная втулка 56 минутной стрелки истинного уравнения времени отличается от втулки 52 минутной стрелки тем, что она не только учитывает разницу между гражданским и солнечным временем для конкретного дня, но также учитывает положение пользователя по долготе относительно середины часового пояса. Втулка 56 стрелки истинного уравнения времени в свою очередь приводит через механизм 58 истинного уравнения времени втулку 60 часовой стрелки истинного уравнения времени. Зубчатая передача 62, выполненная с возможностью привода пользователем, связана с механизмом 58 истинного уравнения времени. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения зубчатая передача 62 непосредственно связана с втулкой 56 минутной стрелки истинного уравнения времени. Данная зубчатая передача 62 смещает втулки 56 и 60 минутной и часовой стрелок истинного уравнения времени в соответствии с положением пользователя по долготе в часовом поясе. Для этой цели, как показано на фиг. 4С, прилагаемой к данной заявке на патент, зубчатая передача 62 содержит один или два индикатора. Первое колесо 64 зубчатой передачи 62 содержит метки в диапазоне ± 7.5° для индикации смещения пользователя от середины часового пояса (с учетом того, что каждый часовой пояс имеет ширину 15°) и может дополнительно содержать метки индикации восточного или
западного смещения относительно середины часового пояса.
Далее рассматривается введение зимнего или летнего времени или даже времени, отличного от официального времени часового пояса со ссылками на фиг. 4В.
Втулочная шестерня 46, которая содержит минутную стрелку 48 гражданского времени приводит через набор 68 колес механизма с передаточным отношением 1:12 колесо 70 часовой стрелки гражданского времени. На данном часовом колесе 70 гражданского времени установлена пружина 72, приводящая звездочку с двенадцатью зубьями 74, соединенную с валом 76, на котором установлена часовая стрелка 78 гражданского времени и колесом 90 часового пояса, которое имеет такое же число зубьев, что и часовое колесо 70 гражданского времени.
Часы по изобретению снабжены, по меньшей мере, одним стержнем для завода (не показанным на чертеже), который во вдавленном положении обеспечивает завод часов и который в первом выдвинутом положении обеспечивает установку отображения дат. Как будет показано далее, во втором выдвинутом положении Т2 стержень для завода обеспечивает возможность регулировки разницы между гражданским временем в точке расположения пользователя и официальным временем в середине часового пояса, а в третьем выдвинутом положении Т3 стержень для завода обеспечивает установку времени на часах, т.е. установку на часах времени места, в котором находится пользователь.
Время часов устанавливается при помощи стержня для завода в положении Т3 и при помощи набора 68 колес механизма. В положении Т3 стержня для завода приводится в действие набор 68 колес и перемещает часовую стрелку 78, например, в положение, соответствующее полудню. При вращении набор 68 колес механизма приводит втулочную шестерню 46, которая формирует одно из входных воздействий дифференциального устройства 44. Следовательно, вращение втулочной шестерни 46 вызывает вращение втулки 52 минутной стрелки уравнения времени, которая в свою очередь приводит втулку 58 минутной стрелки истинного уравнения времени и втулку 60 часовой стрелки истинного уравнения времени. Следует заметить, что при установке стрелок, т.е. когда на фабрике производят монтаж различных стрелок, обеспечивают позиционирование механизма дат на одном из четырех дней в году, когда разница между гражданским и солнечным временем равна нулю. В этом случае, когда минутная стрелка 48 гражданского времени и часовая стрелка 78 гражданского времени при помощи стержня для завода, находящегося в положении Т3, перемещаются в положение, соответствующее полудню, часовая стрелка 60 уравнения времени и минутная стрелка 56 истинного уравнения времени также устанавливаются в положении, соответствующем полудню.
После перемещения всех стрелок в положение, соответствующее полудню, за счет
вращения стержня для завода в положении Т3 необходимо произвести установку разницы между гражданским временем и официальным временем в середине часового пояса. Следует напомнить, что данная разница связана с разницей между гражданским временем в точке положения пользователя внутри часового пояса и временем в середине часового пояса. В качестве примера можно указать, что для пользователя, находящегося в Швейцарии, разница составляет +1 ч зимой и +2 ч летом. Смещение гражданского времени или переход на летнее или зимнее время достигается при помощи стержня для завода в положении Т2 и при помощи смещения колеса 80 часового пояса вперед или назад с шагом один час, при этом колесо 74 звездочки с двенадцатью зубьями перемещается с каждым шагом по пружине 72 и на каждом шаге совершает 1/12 оборота.
На этом этапе производится последовательная установка следующих параметров: разницы между минутами гражданского времени и минутами солнечного времени, затем разницы, связанной с положением пользователя по долготе внутри часового пояса, и, в конце, разницы между гражданским временем в точке расположения пользователя часов и официальным временем в середине часового пояса. После этого остается только установить гражданское время таким образом, чтобы оно совпадало со временем точки расположения пользователя в пределах часового пояса. Данная установка времени обеспечивается путем воздействия на стержень для завода в положении Т3. Во время этой операции производится регулировка положения минутной стрелки 48 гражданского времени и часовой стрелки 78 гражданского времени, чтобы эти стрелки показывали гражданское время, соответствующее местоположению пользователя. В то же время часовая стрелка 60 истинного уравнения времени и минутная стрелка 56 истинного уравнения времени перемещаются в том же направлении и на ту же величину, что и минутная стрелка 48 гражданского времени и часовая стрелка 78 гражданского времени. В результате, часы показывают гражданское время и разницу между гражданским временем и истинным солнечным временем.
Фиг. 5А, 5В и 5С, приложенные к данной заявке, иллюстрируют второй вариант осуществления универсального подвижного механизма уравнения времени по изобретению. Второй вариант осуществления изобретения отличается от первого варианта, проиллюстрированного на фиг. 4А, 4В, 4С, только тем, что минутная стрелка 82 истинного времени навинчена на трубку втулочной шестерни 56 минутной стрелки истинного уравнения времени. Данная минутная стрелка 82 истинного времени перемещается над диском 84 индикации смещения, навинченным на трубку втулочной шестерни 52 минутной стрелки уравнения времени. Диск 84 индикации смещения содержит цифры в диапазоне ± 7.5° индикации смещения положения пользователя
относительно середины часового пояса (с учетом того, что каждый часовой пояс имеет ширину 15°) и индикаторы направления смещения пользователя на восток или на запад относительно середины часового пояса.
Очевидно, что, если пользователь находится в середине часового пояса, минутная стрелка 82 истинного времени указывает на нулевую отметку диска 84 индикации смещения. Также понятно, что минутная стрелка 82 и диск 84 индикации смещения смещены, по существу, на ± 15 мин относительно минутной стрелки 48 гражданского времени для индикации разницы на заданный день между гражданским и солнечным временем. Разница между гражданским временим и солнечным временем 11 февраля достигает  +14 мин 22 с, а 4 ноября составляет - 16 мин 23 с.
Кроме того, минутная стрелка 82 приводится независимо от диска 84 индикации смещения для установки через зубчатую передачу 62 отображения разницы, при этом разница во времени связана со смещением пользователя по долготе на восток или на запад относительно середины часового пояса.
В качестве примера предположим, что дата представляет собой 21 июня. Известно, что в этот день гражданское время на 2 мин опережает солнечное время. Следовательно, минутная стрелка 48 гражданского времени указывает на нулевую отметку, минутная стрелка 82 истинного времени и диск 84 индикации смещения показывает разницу -2 мин. Также предположим, что пользователь, например, смещен на 4° на восток от центра часового пояса, для учета этого нужно произвести только смещение минутной стрелки 82 истинного времени в положение 4° восточной долготы диска 84 индикации смещения. И, наконец, минутная стрелка 82 истинного времени смещается на  +14 мин относительно минутной стрелки 48 гражданского времени.
Очевидно, что изобретение не ограничивается только что описанным вариантом осуществления, и что специалисты в данной области техники могут внести различные простые изменения и создать варианты, не выходящие за рамки объема изобретения, определяемого формулой изобретения, приложенной к данной заявке. Следует специально отметить, что в положении Т3 стержня для завода обеспечивается перемещение минутной стрелки 48 и часовой стрелки 78. Стержень для завода включает скользящую шестерню, которая воздействует через первую зубчатую передачу на набор 68 колес механизма. Аналогичным образом в положении Т2 стержня завода устанавливается разница между гражданским временем в месте расположения пользователя и официальным временем часового пояса. Для достижения этого результата скользящая шестерня стержня для завода воздействует через вторую зубчатую передачу на колесо 80 часового пояса.