УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ И УСТАНОВКИ, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ ЧАСОВОГО РЕЗОНАТОРНОГО МЕХАНИЗМА
DEVICE FOR ALIGNMENT AND INSTALLATION, IN PARTICULAR FOR CLOCK RESONATOR MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для выравнивания и установки, в частности для часового резонаторного механизма. Объектом изобретения является также резонаторный механизм часового механизма, содержащий такое устройство.
Уровень техники
Часовые механизмы обычно содержат барабан, спусковой механизм и механический резонаторный механизм. Резонаторный механизм содержит пружину, связанную с совершающей колебания инерционной массой, называемой балансом. В настоящее время в качестве пружин используются монолитные шарнирно соединенные структуры или гибкие опоры.
Гибкие опоры с виртуальной осью поворота могут значительно улучшить характеристики часовых резонаторов. Наиболее простыми являются перекрестно-пластинчатые шарниры, состоящие из двух опорных устройств с прямыми пластинками, пересекающимися друг с другом, как правило, под прямым углом. Эти две пластинки могут быть либо трехмерными, находящимися в двух разных плоскостях, либо двухмерными, расположенными в одной плоскости, причем в этом случае они как бы сварены в точке пересечения.
Можно оптимизировать трехмерный шарнир с пересекающимися пластинками для резонатора, чтобы попытаться сделать его изохронным, чтобы его частота не зависела от его ориентации в гравитационном поле, в частности, двумя способами (независимо друг от друга или обоими способами одновременно):
- путем выбора положения точки пересечения пластинок относительно их точки крепления для получения частоты, не зависящей от положения;
- путем выбора угла пересечения пластинок, чтобы сделать их изохронными и имеющими частоту, не зависящую от амплитуды.
Однако гибкие опоры требуют особой конфигурации других элементов резонаторного механизма. Например, обычно используемые палеты не годятся, поскольку они имеют угловое смещение, слишком большое для гибких опор. Таким образом, чтобы сделать такие палеты пригодными для использования, применяют материалы и формы, совместимые с гибкими опорами. Однако такие конфигурации требуют точного положения гибкой опоры и возможности его регулирования с высокой точностью, чтобы механизм работал.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для выравнивания и установки, в частности для часового резонаторного механизма, в котором были бы устранены вышеупомянутые проблемы.
Для решения указанной задачи настоящим изобретением предлагается устройство для выравнивания и установки на первой пластине или мосту, в частности на пластине часового механизма, расположенных в первой плоскости, при этом устройство содержит второй мост, расположенный во второй плоскости и предназначенный для поддержания какого-либо компонента, в частности подвижного компонента резонаторного механизма часов.
Предлагаемое устройство отличается тем, что оно содержит средства выравнивания, в состав которых входят по меньшей мере две опорные поверхности второго моста, расположенные перпендикулярно второй плоскости в двух разных направлениях; кроме того, средства выравнивания дополнительно содержат по меньшей мере два подвижных регулировочных элемента, механически соединенных с первым мостом, причем каждый подвижный регулировочный элемент выполнен с возможностью входа в контакт с одой из указанных опорных поверхностей для установки второго моста в заданное положение на первом мосту, причем указанные подвижные регулировочные элементы позволяют устанавливать второй мост во множество положений на первом мосту.
С помощью устройства согласно настоящему изобретению можно выполнять установку двух мостов с большой точностью, чтобы точно выравнивать часовые компоненты, в частности для часового резонаторного механизма с гибкими пластинками. Действительно, опорные поверхности и регулировочные элементы позволяют формировать центры поворота, относительно которых может частично поворачиваться второй мост. Таким образом, данные центры поворота обеспечивают второму мосту степени свободы, чтобы установить его в наилучшей конфигурации, в частности, таким образом, чтобы компоненты, установленные на первом и втором мостах, например анкерная вилка и баланс гибкого пластинчатого резонатора, были правильно выровнены относительно друг друга. Предлагаемое устройство обеспечивает также возможность установки второго моста относительно первого моста, когда второй мост находится в контакте с первым мостом. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, устройство содержит три опорные поверхности и три регулировочных элемента, причем три опорные поверхности расположены перпендикулярно второй плоскости в трех разных направлениях.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, две из указанных опорных поверхностей расположены практически перпендикулярно друг другу.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, третья из указанных трех опорных поверхностей образует угол 45° с каждой из двух других опорных поверхностей.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, каждый регулировочный элемент имеет закругленную форму, образуя точку поворота, относительно которой может поворачиваться одна из опорных поверхностей при воздействии на регулировочный элемент.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, каждая из опорных поверхностей образует проход к первому мосту, при этом в каждом из указанных проходов установлен подвижный регулировочный элемент.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, регулировочные элементы выполнены с возможностью совершать вращательное движение.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, в качестве регулировочных элементов используются штифты или винты, каждый из которых установлен в соответствующем проходе перпендикулярно второй плоскости, причем каждый винт содержит головку и стержень, при этом по меньшей мере один из указанных винтов, предпочтительно все винты, являются эксцентрическими, причем головка винта контактирует с опорной поверхностью.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, регулировочными элементами являются винты, расположенные во второй плоскости, при этом каждый винт содержит головку и стержень, причем стержень выполнен с возможностью контакта с опорной поверхностью.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, регулировочные элементы выполнены с возможностью совершать прямолинейное движение.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере один из проходов, предпочтительно все проходы, имеют удлиненную форму, причем опорная поверхность образована одной боковой стенкой указанного прохода.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, ширина каждого прохода практически равна ширине головки винта.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, устройство содержит упругие средства предварительного напряжения, предназначенные для удержания опорных поверхностей прижатыми к регулировочным средствам.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, первый мост содержит деления для индикации положения второго моста.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, устройство содержит средства для фиксации второго моста на первом мосту.
Объектом настоящего изобретения является также резонаторный механизм, в частности для часового механизма, содержащий первый мост, в частности пластину часового механизма. Данный резонаторный механизм отличается тем, что содержит устройство для выравнивания и сборки согласно настоящему изобретению.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием его нескольких возможных вариантов осуществления, приводимых в качестве не ограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично показано устройство для выравнивания и установки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 2 – устройство, показанное на фиг. 1, вид сверху;
на фиг. 3 – схема устройства и центров поворота, относительно которых может поворачиваться второй мост;
на фиг. 4 – устройство в области прохода и эксцентрикового винта, вид в разрезе;
на фиг. 5 – устройство согласно первой модификации первого варианта осуществления изобретения в области прохода и эксцентрикового винта, вид сверху;
на фиг. 6 – устройство согласно второй модификации первого варианта осуществления изобретения в области прохода и эксцентрикового винта, вид сверху;
на фиг. 7 – устройство согласно второму варианту осуществления изобретения, вид сверху; и
на фиг. 8 – резонаторный механизм, содержащий устройство для выравнивания и установки согласно настоящему изобретению, вид сверху.
Осуществление изобретения
В часовом механизме, в частности в резонаторном механизме с гибкими пластинками, компоненты должны фиксироваться и выравниваться с высокой степенью точности. К таким компонентам относятся, например, шарнир в виде гибкой полосы, баланс, установленный на шарнире в виде гибкой полосы, анкерная вилка, возвратно-поступательное движение которой обеспечивается балансом, и спусковое колесо, скорость вращения которого контролируется движением анкерной вилки.
На фиг. 1 показан первый вариант выполнения устройства 1 для установки и выравнивания компонентов на первом мосту 2, расположенном в первой плоскости. Первым мостом 2 может быть, например, пластина часового механизма, на которой устанавливаются различные компоненты часового механизма. Первый мост 2 имеет плоскую верхнюю поверхность 8 для установки на ней компонентов часового механизма.
Устройство 1 содержит также второй мост 3, предназначенный для фиксации на нем какого-либо компонента. Второй мост 3 установлен на первом мосту 2 и расположен во второй плоскости, предпочтительно, параллельной первой плоскости. Второй мост 3 имеет по меньшей мере частично плоскую нижнюю поверхность 9 для опоры на плоскую верхнюю поверхность 8 первого моста 2 после установки. Второй мост 3 имеет форму корабельного якоря и содержит осевую часть 14 и два слегка изогнутых боковых плеча 15, 16, отходящих вверх с обеих сторон от конца осевой части 14. Осевая часть 14 имеет установочные отверстия 17 для постоянного крепления второго моста 3 к первому мосту 2, например, с помощью обычных винтов, проходящих через отверстия 17 и ввинчивающихся в первый мост 2. Операция фиксации производится после операции выравнивания. Второй мост 3 имеет также по меньшей мере одно монтажное отверстие 18 для фиксации компонента на втором мосту 3.
Устройство 1 дополнительно содержит средство выравнивания второго моста 3 на первом мосту 2. Это средство выравнивания включает в себя по меньшей мере три опорные поверхности 5, 6, 7, выполненные на втором мосту 3. Опорные поверхности 5, 6, 7, предпочтительно, являются частью второго моста 3. Второй мост 3 и опорные поверхности 5, 6, 7 выполнены за одно целое и, предпочтительно, из одного и того же материала. Опорные поверхности 5, 6, 7, предпочтительно, являются плоскими, причем все они ориентированы в разных направлениях.
Каждая из опорных поверхностей 5, 6, 7 ограничивает отдельный проход 11, 12, 13, ведущий к первому мосту. Как показано на фиг. 1, проходы 11, 12, 13 выполнены в виде отверстий, проходящих сквозь второй мост 3. Таким образом, проход 11, 12, 13 обеспечивает доступ к верхней поверхности 8 первого моста 2. Вышеупомянутые сквозные отверстия имеют удлиненную форму, при этом они имеют две боковые стенки и два закругленных конца, соединяющих боковые стенки друг с другом. Указанные две боковые стенки, предпочтительно, являются плоскими. Опорная поверхность 5, 6, 7 образована одной из указанных боковых стенок указанного сквозного отверстия удлиненной формы. Предпочтительно, опорная поверхность 5, 6, 7 образована одной боковой стенкой, ориентированной в сторону осевой части 14.
Каждый из двух проходов 11, 12 выполнен на свободном конце одного из плеч 15, 16 второго моста 3. Третий проход 13 выполнен в месте соединения двух плеч и центральной части второго моста 3.
Средства выравнивания содержат по меньшей мере три подвижных регулировочных элемента 21, 22, 23, каждый из которых установлен в одном из указанных проходов 11, 12, 13. Регулировочные элементы 21, 22, 23 механически соединены с первым мостом, но могут двигаться. Регулировочные элементы 21, 22, 23 выполнены с возможностью входа в контакт с одной из указанных опорных поверхностей 5, 6, 7. Каждый из регулировочных элементов 21, 22, 23 сопротивляется прямолинейному перемещению опорной поверхности 5, 6, 7 в определенном направлении. Таким образом, это обеспечивает возможность точного регулирования положения второго моста 3 на первом мосту 2. Регулировочные элементы 21, 22, 23 удерживают второй мост 3 от перемещения вбок по первому мосту 2, фиксируя его в заданном положении во второй плоскости, в частности, чтобы выровнять компонент, установленный на втором мосту 3, с компонентом(ами), установленным(и) на первом мосту 2. Поперечный размер проходов 11, 12, 13 равен диаметру регулировочного элемента.
Предпочтительно, регулировочные элементы 21, 22, 23 имеют закругленную форму, чтобы образовывать точку поворота для опорной поверхности 5, 6, 7, относительно которого опорные поверхности 5, 6, 7 могут слегка поворачиваться при воздействии на регулировочный элемент.
Первый мост 2 дополнительно содержит деления, помогающие определять положение второго моста 3 относительно первого моста 2. Деления нанесены рядом с проходами 11, 12, 13, в данном случае вокруг сквозных отверстий, выполненных в плечах 15, 16. Эти деления показывают, в частности, положение каждого из регулировочных элементов 21, 22, 23 на втором мосту 3, что позволяет определить положение второго моста 3 на первом мосту 2.
Как показано на фиг. 3, опорные поверхности 5, 6 первых двух проходов 11, 12 практически перпендикулярны друг другу. Опорная поверхность 7 третьего прохода 13 ориентирована таким образом, чтобы образовывать угол 45° с каждой из двух других опорных поверхностей 5, 6.
Опорные поверхности 5, 6, 7 и регулировочные элементы 21, 22, 23 расположены в трех разных точках второго моста 3, причем при воздействии на тот или иной регулировочный элемент 21, 22, 23 каждый регулировочный элемент может оказывать усилие на соответствующую опорную поверхность 5, 6, 7. Таким образом, благодаря подвижности каждого регулировочного элемента 21, 22, 23 второй мост 3 может перемещаться относительно первого моста 2.
Как показано на схеме на фиг. 3, три прохода 11, 12, 13 расположены в вершинах равнобедренного треугольника. Проходы 11, 12, 13 расположены таким образом, что два прохода 11, 12 находятся на одной прямой. Третий проход 13 расположен вне этой прямой так, что его ортогональная проекция на данную прямую расположена между двумя другими проходами 11, 12. Предпочтительно, проходы расположены так, что указанная ортогональная проекция третьего прохода 13 на указанную прямую расположена на равном расстоянии от обоих других проходов 11, 12.
Средства выравнивания образуют три центра 24, 25, 26 поворота, относительно которых второй мост 3 может частично поворачиваться. Воздействуя на регулировочные элементы 21, 22, 23, можно изменять ориентацию первого моста относительно второго. Если осуществляется воздействие на один регулировочный элемент 21, 22, 23, второй мост поворачивается относительно соответствующего центра поворота и дополнительно заставляет другие проходы перемещаться относительно других регулировочных средств 21, 22, 23. Воздействие на первое регулировочное средство 21 приводит к повороту второго моста 3 относительно первого центра 24 поворота. Воздействие на второе регулировочное средство 22 приводит к повороту второго моста 3 относительно второго центра 25 поворота. Воздействие на третье регулировочное средство 23 приводит к повороту второго моста 3 относительно третьего центра 26 поворота.
Кроме того, расстояния между проходами выбраны так, чтобы расстояние между третьим регулировочным средством 23 и третьим центром 26 поворота было больше, чем соответствующие расстояния между первым регулировочным средством 21 и первым центром 24 поворота и между вторым регулировочным средством 22 и вторым центром 25 поворота.
В вариантах осуществления изобретения, показанных на прилагаемых чертежах, регулировочными элементами 21, 22, 23 являются винты. Эти винты расположены в отверстиях первого моста и проходят через проходы 11, 12, 13 второго моста 3 так, что они могут вращаться внутри указанных отверстий, оставаясь механически соединенными со вторым мостом 3. Эти винты могут вращаться, но при этом остаются в отверстиях первого моста 2.
Как показано на фиг. 4, винт 27 содержит головку 28 и стержень 29, причем его головка 28 контактирует с опорной поверхностью 5, 6, 7. Используемые винты являются эксцентриковыми винтами, головка 28 которых может перемещаться относительно опорной поверхности 5, 6, 7 в зависимости от своего углового положения. Стержень 29 расположен не по центру головки 28, а со смещением относительно центра головки 28. Таким образом, когда винт 27 находится внутри отверстия 31, поворот винта 27 приводит к перемещению опорной поверхности. Предпочтительно, винт 27 не имеет резьбы, а запрессован в первый мост 2.
В первой модификации, показанной на фиг. 5, проход 34 во втором мосту 33 имеет любую форму, ширина которой больше ширины эксцентрикового винта 35. Для поддержания контакта между винтом 35 и опорной поверхностью 36 в устройстве предусмотрено упругое средство 37 предварительного напряжения. В качестве средства предварительного напряжения используется пружина, одним своим концом 38 прикрепленная к первому мосту 32, а вторым концом 39 прикрепленная ко второму мосту 33. Пружина 37, предпочтительно, натянута в направлении, практически перпендикулярном опорной поверхности 36, чтобы удерживать опорную поверхность 36 прижатой к винту 35. Кроме того, пружина 37 установлена таким образом, что винт 35 расположен между опорной поверхностью 36 и пружиной 37.
Вторая модификация устройства, показанная на фиг. 6, имеет проход 44 любой формы, содержащий упругую стенку 47, проходящую через указанный проход. Упругая стенка 47 окружает эксцентриковый винт 45 с противоположной стороны от опорной поверхности 46. Таким образом, упругая стенка 47 оказывает давление на винт 45, прижимая его к опорной поверхности 46. Упругая стенка 47 обеспечивает постоянный контакт винта с опорной поверхностью 46, независимо от углового положения винта 45.
На фиг. 7 показан второй вариант выполнения устройства 10 для выравнивания и установки на первом мосту 20, таком как пластина часового механизма. Устройство 10 содержит второй Т-образный мост 30, верхняя часть которого имеет криволинейную вогнутую форму. Опорные поверхности 48, 49, 50 устройства 10 образованы внешними стенками второго моста. Двумя опорными поверхностями 48, 50 служат криволинейный внешние стенки на концах изогнутой части, а в качестве третьей опорной поверхности 49 используется боковая стенка прямой части Т-образной панели.
В качестве регулировочных средств используются винты 51, 52, 53, расположенные во второй плоскости. Винты 51, 52, 53 не обязательно являются эксцентриковыми; функция их стержня заключается в том, чтобы входить в контакт с опорной поверхностью 48, 49, 50 для изменения положения второго моста 30 при воздействии на винты 51, 52, 53.
Для удержания опорных поверхностей 48, 49, 50 прижатыми к винтам 51, 52, 53 в регулировочном средстве используется средство 54, 55, 56 предварительного напряжения, расположенное напротив каждого винта 51, 52, 53 с противоположной стороны каждого плеча второго моста 30. Средствами 54, 55, 56 предварительного напряжения являются пружины, представляющие собой изогнутые пластинки, которые упираются в каждое плечо. Эти пружины прикреплены к первому мосту 20. Указанные пружины выполнены с возможностью оказания давления на каждое плечо второго моста 30 с целью прижатия каждой опорной поверхности 48, 49, 50 к винтам 51, 52, 53. При вращении винта в одном направлении происходит толкание опорной поверхности 48, 49, 50 и сжатие пружины. При вращении винта в противоположном направлении винт ослабляет давление на опорную поверхность 48, 49, 50, и она отталкивается назад пружиной.
Два винта 51, 53, предпочтительно, установлены перпендикулярно друг другу, а третий винт 52 установлен таким образом, что образует угол 45° с направлениями двух других винтов 51, 53. С помощью таких регулировочных средств обеспечиваются такие же центры поворота, как и в первом варианте выполнения устройства.
Устройство 10 содержит средства 57 для фиксации второго моста 30 на первом мосту. В качестве фиксирующих средств 57 могут использоваться, например, обычные винты, устанавливаемые перпендикулярно плоскостям двух вышеуказанных мостов 20, 30. Эти винты проходят сквозь второй мост 30 и крепятся к первому мосту 20.
Объектом изобретения является также часовой резонаторный механизм 80, содержащий устройство 70 согласно настоящему изобретению. Резонаторный механизм 80, показанный на фиг. 8, содержит пластину, такую как первый мост 40, второй мост 50, гибкий шарнир 60, баланс 61, анкерную вилку 62 и спусковое колесо 63. Второй мост 50 и регулировочные средства являются третьим вариантом выполнения устройства согласно настоящему изобретению. Второй мост 50 имеет Т-образную форму, как во втором варианте осуществления изобретения, но при этом используются регулировочные средства, как в первом варианте осуществления изобретения. Второй мост 50 имеет три прохода 64, 65, 66 удлиненной формы, в которых расположены эксцентриковые винты 67, 68, 69. Проходы 64, 65, 66 расположены на концах каждого плеча второго моста Т-образной формы, причем каждый проход расположен вдоль оси своего плеча. Гибкий шарнир 60 содержит две гибкие пластинки, соединяющие каждый изогнутый конец второго моста Т-образной формы с серединой 78 баланса 61. Гибкие пластинки позволяют балансу 61 совершать колебательное движение. Баланс 61 содержит осевую перекладину 71, на каждом конце которой установлен противовес 72. Перекладина 71 содержит также выступ 73, выступающий из центра 78 баланса 61. Когда баланс 61 совершает колебательные движения, выступ 73 баланса периодически перемещает анкерную вилку 62 попеременно то в одном, то в другом направлениях. Анкерная вилка 62 управляет вращением спускового колеса 63, периодически входя в пазы между зубьями колеса 60, которое приводится заводной пружиной.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании со ссылками на прилагаемые чертежи, и возможны также другие варианты осуществления изобретения без выхода за границы объема изобретения.