ПРУЖИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЧАСОВ И ЧАСЫ С ПРУЖИННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к хронологии, к механическим часам со стрелочной индикацией текущего времени, и может быть использовано при изготовлении и использовании оригинальных, необычных, таинственных наручных, настольных или карманных часов, кулонов, подвесок, ювелирных изделий, приборов и изделий с механическим исчислением времени и механическим пружинным двигателем и турбийоном.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Идея создания и использования таинственных часов (часов-загадок, мистических часов (mystery watch) принцип работы которых непонятен на первый взгляд, с давних времен привлекает часовщиков и потребителей. На протяжении уже почти двух столетий делаются попытки изобрести прозрачные механические часы, однако до сих пор прозрачными удалось создать лишь только громоздкие настольные часы или относительно крупные карманные и наручные механические часы.
Необычный способ стрелочной индикации, создающий эффект того, что зритель видит абсолютно прозрачный циферблат с закрепленными на нем стрелками, исправно указывающими время, не наблюдая при этом никакого вращающего их механизма, впервые придумал и создал французский часовщик и иллюзионист Жан Эжен Робер-Уден (Jean-Eugene Robert-Houdin), который считается основоположником современной иллюзионной магии.
Его часы, впервые продемонстрированные на французской промышленной выставке 1839 г., представляли собой бронзовый корпус-основание, на котором располагался прозрачный хрустальный циферблат, над которым как бы висели в воздухе нарисованные на стеклянных дисках стрелки, которые двигались словно бы сами по себе, без какого бы то ни было видимого механизма.
В действительности движение на хрустальный циферблат передавалось в этих часах от механизма, расположенного в верхней части корпуса через систему шестеренок и винтовых тяг.
Позже часовые мануфактуры, среди которых можно назвать Cartier и LeCoultre, начали изготавливать подобные прозрачные настольные механические часы, в частности, мануфактурой Картье (Cartier) начиная с 1912 г. их выпущено в свет всего около 30 штук настольных часов, отличительной особенностью которых был абсолютно прозрачный корпус из горного хрусталя с механизмом, спрятанным в золотом ободке циферблата.
Известны карманные антикварные часы Mysterieuse (Загадка), Франция, 19 век, корпус из серебра диаметром 53 мм, механизм с цилиндрическим ходом. Предполагается, что часы "Mysterieuse" создавались, чтобы удивить, заставить задуматься: как это может работать? Это карманные часы со стеклянными, совершенно прозрачными стенками, в центре циферблата движутся стрелки, а механизм не виден. Возникает вопрос: за счет каких сил и механизмов происходит движение стрелок? Оказывается, стрелки в этих часах неподвижны, а вращаются два тончайших стекла, на одном из которых укреплена часовая, на другом - минутная стрелка. Эти тонкие стекла приводит в действие механизм, расположенный в узком ободе корпуса. Третье неподвижное стекло является циферблатом [1].
Известны карманные таинственные часы компании Армана Швоба и братьев (Armand Schwob & Freres) - часы производились для китайского и европейского рынков около 1890 год фаз Луны. Этот вариант таинственных часов обладает механизмом в форме полумесяца, скрытым под ободком часового корпуса, который вращает расположенный между стеклами циферблата прозрачные стеклянные диски с закрепленными на них стрелками. Модель была запатентована Арманом Швобом [2].
Недостатком этой модели является асимметричность (в форме полумесяца) корпуса, значительная толщина механизма с циферблатом в связи с применением в этих часах шести прозрачных дисков, что значительно ухудшает эксплуатационные свойства часов, особенно в случае реализации конструкции в наручных часах. Кроме того стрелки в этих часах переводятся путем вращения минутной стрелки пальцем, поскольку отсутствует узел перевода стрелок.
Таким образом, до сегодняшнего существует не разрешенная пока в должной мере проблема создания простых по конструкции и дешевых в производстве прозрачных наручных точных механических часов малого размера с симметричным относительно круглого циферблата симметричным круглым кольцеобразным корпусом.
Еще до недавнего времени швейцарские часовщики считали, что идею наручных прозрачных часов вообще немыслимо воплотить в жизнь, но сейчас стали появляться и производиться крупные по размерам наручные часы с невидимым механизмом и зависшими в воздухе стрелками, что воспринимается очень необычным, таинственным и привлекательным.
Одними из популярнейших таинственных часов на сегодня являются очень дорогие часы «Таинственный Кардинал» мануфактуры Quinting -наручные часы с прозрачным зрелищным циферблатом, кварцевым приводом и механизмом из прозрачного сапфира [3].
Механизм Таинственного Кардинала - это система, состоящая из 7 параллельных прозрачных сапфировых дисков, предварительно металлизированных и покрытых антибликовым покрытием. Этот сложный механизм содержит в себе 3 неподвижных и 4 вращающихся прозрачных сапфировых диска, которые приводят в движение стрелки минут, часов и указатель даты, а также стрелку маленького секундного циферблата, находящегося в положении на 6 часов. Несмотря на такое количество слоев из сапфира (всего 9-7 в механизме и 2 защитных), часы Таинственный Кардинал в области циферблата абсолютно прозрачны.
При оригинальном внешнем виде эти часы отличаются сравнительно большими для наручных часов размерами - диаметром в 43,8 мм (без заводной головки) и толщиной 14 мм, а также очень большой сложностью в изготовлении, поскольку сапфир отличается очень высокой твердостью и обрабатывается алмазными инструментами.
Абсолютная прозрачность сапфирового механизма и циферблата, заключенного в благородный металл и драгоценные камни делает часы Quinting уникальными по внешнему виду, но очень сложными в изготовлении и очень дорогими предметами роскоши.
Модный дом Louis Vuitton анонсировал часы Tambour Mysterieuse LV 115, которые, считают одними из самых сложных из прозрачных часов, в которых индикация часов и минут традиционно производится при помощи сапфировых дисков, с нанесенными на них стрелками, а непрозрачный инкрустированный драгоценными камнями механизм размещается в центре корпуса и как бы «плывет» в нем. Отмечают, что на создание каждого экземпляра часов Tambour Mysterieuse LV 115 уходит по одному году, производятся персонально для каждого покупателя, корпус часов по желанию может быть изготовлен из платины или золота - белого, желтого, красного, диаметр его корпуса - 42,55 мм, а предварительно объявленная цена - 265.000 долларов США [4].
Известны также сложные таинственные часы «mystery watch», созданные автором настоящей заявки в 2008 году. Это наручные часы с круглым прозрачным циферблатом внутри асимметричного в форме неполной Луны кольцевого корпуса и стрелками, вращающимися между его стеклами и подвижной картой звездного неба. Визуальный эффект таков, что наблюдателю кажутся, стрелки свободно парят в пустом корпусе часов на фоне движущихся звезд. Принцип работы часов заключается в том, что под стеклами корпуса находятся еще три таких же прозрачных диска. К первому (верхнему) прикреплена минутная стрелка, ко второму - часовая, а на третий, нижний сапфировый диск нанесена карта звездного неба. Данные часы при относительно небольших размерах - диаметр 38 мм и высота 9 мм совершают 18000 полуколебаний в час и они сложны по конструкции, имеют 1000 камней, 1281 деталь, пять сапфировых дисков. На этих пяти прозрачных сапфировых дисках показываются часы, минуты, дата, месяц и карта звездного неба, а на корпусе отдельно показываются фазы Луны, индикатор запаса хода, уравнение времени. В данном механизме сапфировые диски удерживаются по окружности зубчатыми колесами, которые приводит в движение часовой механизм, спрятанный под асимметричным ободком часов. Двигатель в данных часах выполнен в виде спиральной пружины, размещенной внутри большей боковой части асимметричного корпуса в плоскости, параллельной плоскости циферблата [5].
Таким образом, необычные оригинальные и внешне непонятные решения для стрелочной индикации прозрачных таинственных часов до сих пор пользуются большой популярностью.
Известны также прозрачные часы, механизм которых вытянут в линию и спрятан под декоративной полоской, проходящей через весь прозрачный циферблат. Его недостатками можно назвать то, что расположение механизма все же достаточно очевидно, и у наблюдателя не возникает такого визуального эффекта, как в случае, когда стрелки висят в середине циферблата сами и вращаются «сами по себе» [6].
Общими недостатками указанных выше часов-аналогов является асимметричность корпуса, сложность и обычная громоздкость конструкции механизмов и невозможность по данным решениям размещения их стрелочной системы с вращающимися стрелками между двух дисков, что делает их практически непригодными для применения в небольших наручных часах.
Известны таинственные часы Линдерта Принса (Leendert Prins), которые содержат четыре прозрачных диска - два внешних, неподвижных, и два внутренних вращающихся. На один из внутренних дисков крепится или рисуется минутная стрелка, а на другой - часовая. Вращающиеся диски приводятся в движение с помощью расположенных по краям зубьев [7].
Недостатками данной конструкции является отсутствие вращающихся стрелок, что существенно ухудшает визуальные и эксплуатационные свойства часов, особенно в случае реализации конструкции в наручных часах.
Известна более поздняя модификация таинственных часов Линдерта Принса с использованием вместо двух внутренних вращающихся дисков одного внутреннего вращающегося диска. В данных часах использован упрощенный механизм с одним вращающимся стеклянным диском вместо двух. На один стеклянный диск крепится часовая и минутная стрелки, но при этом минутная стрелка соединена с вращающейся шестерней, закрепленной в оправе часов и тем самым замаскированной. В центре часов к минутной стрелке прикреплен вращающийся вал, который с помощью нескольких шестеренок приводит в движение часовую стрелку [8].
Недостатками данной конструкции является асимметричность корпуса, необходимость крепления минутной стрелки в оправе часов и тем самым существенно уменьшается "таинственный" визуальный эффект, поскольку становится очевидным, где спрятан механизм, приводящий в движение минутную стрелку.
Распространенные в настоящее время механические часы обычно содержат: пружинный двигатель, обычно на основе спиральной пружины; механизм завода и перевода стрелок (на языке часовщиков - ремонтуар); спусковой механизм (на языке часовщиков - спуск, ход), преобразующий непрерывное вращательное движение в колебательное или возвратно-поступательное движение; колебательную систему в виде маятника или балансира (баланса); систему зубчатых колес или шестеренок, соединяющую пружинный двигатель и спусковой механизм, (на языке часовщиков - ангренаж); стрелочный механизм и циферблат [14 (прототип)].
Пружинный двигатель на основе спиральной пружины, выбранный нами за прототип для пружинного двигателя, обычно представляет собой прикрепленную к валу спиральную пружину, размещенную в цилиндрическом барабане с зубчатым краем. Раскручиваясь вокруг оси спиральная пружина вращает барабан (внутри которого она находится), а его зубчатый край через него систему колес, спусковой механизм и регулятор приводит в движение стрелочный механизм. При заводке часов вращением заводной головки через зубчатые передачи вращают соединенный с пружиной вал, на который сжимаясь наматывается спиральная пружина [14 (прототип)].
Главным недостатком пружинного двигателя на основе спиральных пружин является неравномерность скорости раскручивания пружины, что приводит к неточности хода часов. Каждая спиральная пружина в ходе своего разматывания изменяет свою приводную силу. Для устранения этого недостатка применяли и применяют различные способы: исключение в работе пружины ее начальную и конечную фазу путем использования кулачковые механизмы, из которых известны мальтийский механизм, кольцевидные и пальцевые кулачковые механизмы.
Изменчивость приводной силы можно также ограничивать удлинением пружины и увеличением запаса ее энергии. Однако удлинение пружины идет за счет ее толщины. Для тонких пружин требуются также специальные сплавы, лучше выдерживающие нагрузку и усталость [15].
Таким образом главным недостатком пружинного двигателя на основе спиральных пружин является неравномерность скорости раскручивания спиральной пружины, что приводит к неточности хода часов. Также у механических часов точность хода зависит от множества факторов, таких как температура, положение часов, износ деталей и других. Поэтому для механических часов считается нормой расхождение с точным временем на 15-45 секунд в сутки, а лучшим результатом - 4-5 секунд в сутки.
Для компенсации влияния на точность хода положения часов в пространств (компенсации влияния гравитации на физические центры тяжести деталей часов и их смещения относительно математических центров тяжести деталей часов) Абрахам Луи Бреге (Abraham-Louis Breguet) в 1795 году изобрел, а в 1801 запатентовал - турбийон (фр. Tourbillon - вихрь). Турбийон состоит из баланса, анкерной вилки и анкерного колеса, расположенных на специальной вращающейся площадке (наиболее часто встречающаяся скорость вращения: 1 оборот в минуту). Это один из самых сложных и дорогих дополнительных механизмов с точностью хода -1/+2 сек. в сутки. Турбийон в дорогих часах часто делают видимым с одной стороны через специальное окошко в циферблате [16, 17].
Идея турбийона - компенсация влияния гравитации на подвижные и сбалансированные детали механизма, а именно баланса, спирали и спуска, посредством их вращения вокруг собственной оси внутри корпуса часов.
Турбийон очень сложен в изготовлении, сам Бреге собрал всего 30 подобных механизмов. Даже сейчас механизм турбийона весом всего несколько карат может состоять из нескольких десятков деталей, и порой доходить до сотни. Поэтому даже сейчас, с появлением лазерной прецизионной резки металлов и новейших способов их обработки, даже самые именитые компании выпускают не более 10-20 турбийонов в год.
Сегодня необходимость в подобном повышении точности часов практически отпала, поскольку часы и без того стали достаточно точными, поэтому использование турбийонов остается только в конструкции самых дорогих из них, как дань высокому часовому искусству.
В настоящее время существует две основные схемы по которым собираются турбийоны:
Первая - классическая, когда каретка закреплена с обоих сторон по оси вращения. Такой способ крепление предполагает размещение с лицевой части механизма «моста», арочной конструкции, как правило с тремя точками опоры, через пролеты которой виден остальной механизм. В него встраивается шарикоподшипник, сделанный из рубинов.
Второй тип турбийонов - парящий. Здесь арочный мост отсутствует, а каретка закреплена только с одной стороны, таким образом ничто не мешает с этой стороны любоваться работой механизма.
Вместе с тем до настоящего времени не известно ни одной конструкции таинственных часов, в которой турбийон был бы полностью «воздушным» со всех сторон, то есть выполненным расположенным в воздухе в абсолютно прозрачном пространстве со всех сторон.
Известны в частности различные марки наручных и карманных часов, корпус которых спереди и сзади выполняется полностью прозрачным, что позволяет видеть часовой механизм в работе; примером таких часов являются турбийоны фирмы Омега (патент СН 687795G A3). Несмотря на определенный декоративный эффект, который достигается такой конструкцией часов, хотя при этом видимый часовой механизм, заполняющий все внутреннее пространство корпуса заслоняет стрелки и затрудняет быстрое определение момента времени.
Создавая таинственные часы (часы загадки), где существует прозрачная область, мастера стремились сохраняя обычные габариты и внешний вид часов показать незаметность, скрытость механизма привода. В большинстве известных конструкций механизм обычно на основе спиральной пружины размещался в непрозрачной области корпуса, что приводила к необходимости увеличения его размеров или деформирования для формирования ассиметричных расширений одной из непрозрачных частей корпуса..
Известна конструкция декоративных настольных часов, описанная в заявке FR 2741967 G04B 45/04, G04G 17/00, которые включают асимметричный корпус, состоящий из прозрачного, либо полупрозрачного внешнего и заднего стекла корпуса и непрозрачного обода корпуса, внутри которого расположен часовой механизм. Для измерения отрезков времени и создания декоративного эффекта внутри корпуса часов размещены, по меньшей мере, два прозрачных диска, на каждый из которых нанесены надписи и/или изображения, соответствующие измеряемому интервалу времени. Под непрозрачным ободом корпуса располагаются часовой механизм, зубчатые передачи, передающие вращение от часового механизма на каждый из прозрачных дисков, и узел фиксации, фиксирующий каждый из прозрачных дисков. То есть, конструкция часов обеспечивает сквозную видимость через корпус часов без обзора работы часового механизма.
Данная конструкция часов не предусматривает возможность их использования в качестве наручных или карманных часов, кроме того, эксцентрическое движение прозрачных дисков излишне усложняет конструкцию часов.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату аналогом (прототипом) являются часы, включающие асимметричный корпус, состоящий из прозрачного внешнего и заднего круглых стекол корпуса, одно из которых образует круглый циферблат, и непрозрачного асимметричного обода корпуса, внутри которого расположены, по крайней мере, два прозрачных диска, на каждый из которых нанесены надписи и/или изображения, соответствующие измеряемому интервалу времени: по крайней мере, часам и минутам, а также размещаемые под непрозрачным ободом корпуса: часовой механизм, зубчатые передачи, выполненные с возможностью передачи вращения от часового механизма на каждый из двух прозрачных дисков, и узел фиксации, выполненный с возможностью фиксации каждого из прозрачных дисков, отличающиеся тем, что включают, по меньшей мере, две зубчатые передачи, каждая из которых образована зубчатым колесом и зубчатым краем прозрачного диска и выполнена с возможностью передачи вращения на соответствующий ей прозрачный диск, при этом корпус часов выполнен портативным, причем его внешняя боковая поверхность снабжена, по меньшей мере, одним средством механического соединения, причем часовой механизм включает механический или электрический привод, а средство механического соединения, расположенное на внешней боковой поверхности корпуса часов, выполнено с возможностью соединения с браслетом (ремешком) наручных часов, с цепочкой карманных часов или с цепочкой кулона или подвески [9 (прототип)].
Недостатками этих часов является отсутствие вращающихся стрелок и видимого механизма стрелочной индикации и турбийона, а также асимметричный (не круглый) корпус, что значительно ухудшает визуальные и эксплуатационные свойства часов, особенно в случае реализации конструкции в наручных часах, а также существенно увеличивает размеры корпуса и, соответственно, сокращает отношение площади прозрачного циферблата к площади непрозрачного корпуса (снижается эффект таинственности).
ЗАДАЧИ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задачей (целью) настоящей полезной модели является разработка, промышленное изготовление и практическое применение симметричных (с обычным круглым корпусом и круглым циферблатом) и компактных таинственных часов с видимой системой стрелочной индикации и турбийоном, конструктивно более простых и более удобных в эксплуатации за счет уменьшения габаритов часов при одновременном увеличении прозрачной видимой области циферблата по отношению с площадью непрозрачного корпуса, повышении надежности функционирования и более дешевых в производстве таинственных часов, в том числе часов с использованием турбийона.
Техническим результатом, получаемым при использовании полезной модели является повышение визуальной привлекательности и таинственности часов с обычным круглым прозрачным в середине корпусом и круглым циферблатом при одновременном повышении точности хода и уменьшении габаритов и компактности механизма таинственных часов и обеспечении возможности его использования не только в относительно не крупных мужских наручных часах, но и в маленьких женских таинственных наручных часах с «воздушным» стрелочным механизмом и с возможным «воздушным» турбийоном, а также в небольших кулонах, ювелирных изделиях, приборах и изделиях с механическим исчислением времени.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в пружинном двигателе часов, содержащем барабан с зубчатым краем, размещенную в барабане пружину с возможностью вращения зубчатого края барабана и приведения им в движение часового механизма и средство приведения пружины двигателя в напряженное состояние при заводе часов, согласно полезной модели барабан выполнен кольцеобразным со сквозным центральным отверстием с возможностью размещения часового механизма внутри сквозного центрального отверстия.
При этом в кольцеобразном барабане
размещена тороидальная пружина с возможностью сжатия/разжатия или разжатия/сжатия и приведения в движение часового механизма в процессе соответствующего разжатия или сжатия,
или размещена торсионная пружина с возможностью скручивания/раскручивания или раскручивания/скручивания и приведения в движение часового механизма в процессе соответствующего раскручивания или скручивания,
или размещена пластинчатая пружина с возможностью сжатия/разжатия или разжатия/сжатия и приведения в движение часового механизма в процессе соответствующего разжатия или сжатия,
или размещена спиральная пружина с возможностью скручивания/раскручивания или раскручивания/скручивания и приведения в движение часового механизма в процессе соответствующего раскручивания или скручивания.
При этом средство приведения пружины двигателя часов в рабочее состояние при заводе часов содержит кулачковую муфту, находящуюся в зубчатом зацеплении с зубчатым краем барабана и трибом заводного вала, а для предотвращения возможности перекручивания пружины при заводе пружинный двигатель содержит средство ограничения напряжения пружины.
При этом пружинный двигатель часов выполнен с возможностью приведения в движение часового механизма со стрелочной индикации времени и может быть выполнен с возможностью приведения в движение часового механизма с турбийоном.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается также тем, что в часах с пружинным двигателем, содержащих корпус прозрачными внешним и задним стеклами, часовой механизм с пружинным двигателем, средство завода часов и средство индикации времени согласно полезной модели корпус выполнен полым кольцеобразной формы с размещенным внутри кольцеобразным пружинным двигателем, содержащим кольцеобразный барабан с зубчатым краем со сквозным центральным отверстием, размещенную в кольцеобразном барабане пружину с возможностью вращения зубчатого края барабана и приведения им в движение часового механизма и средство приведения пружины двигателя в напряженное рабочее состояние при заводе часов.
При этом часы содержат пружинный двигатель описанной выше конструкции, а средство индикации времени в часах содержит механизм средства индикации времени, размещенный внутри кольцеобразного барабана пружинного двигателя с образованием наблюдаемых через внешне и заднее стекла прозрачных просветов между механизмом средства индикации времени и корпусом или средство индикации времени выполнено в виде по крайней мере одного стрелочного указателя и расположенной на внутренней стороне обода корпуса со стороны внешнего стекла шкалы с цифрами или метками интервалов времени.
Согласно одного из возможных вариантов конструктивного исполнения, детально показанного на фиг.1-6, механизм часов содержит заводной вал 1, зубчатое колесо 20, центральное колесо 13, промежуточное колесо 14, секундное колесо 19, анкерное колесо 16, анкерная вилка 17, узел баланса 18, часовую стрелку 27,
выполненные с возможностью зубчатого зацепления зубчатого колеса 20 на центральной оси с трибом центрального колеса 13, полотно которого находится в зубчатом зацеплении с трибом промежуточного колеса 14, полотно которого находится в зубчатом зацеплении с трибом секундного колеса 19, полотно которого находится в зубчатом зацеплении с трибом анкерного колеса 16, которое находится в зубчатом зацеплении с анкерной вилкой 17.
При этом часы (фиг.5, 6) содержат узел перевода, включающий выполненные с возможностью зубчатого зацепления расположенную на заводном валу 1 кулачковую муфту 2, переводное колесо 3, переводной прозрачный диск 5 с часовой стрелкой 27 и закрепленный на центральной оси 26, фрикционно соединенной с осью 28 приводного диска 9.
Кроме этого внешняя боковая поверхность корпуса часов снабжена, по меньшей мере, одним средством механического соединения, выполненным в виде средства крепления браслета или ремешка наручных часов, средства крепления цепочки карманных часов или средства крепления кулона или подвески.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается также тем, что по способу компоновки часов, содержащих кольцеобразный полый корпус прозрачными внешним и задним стеклами, часовой механизм, включающий пружинный двигатель, средство завода и перевода часов, колебательную систему, спусковой механизм, соединяющую двигатель и спусковой механизм систему шестеренок и механизм средства индикации времени, согласно полезной модели
пружинный двигатель и средство завода и перевода часов выполняют в виде кольцеобразного модуля двигателя и ремонтуара,
модуль двигателя и ремонтуара размещают в полости кольцеобразного корпуса,
а колебательную систему, спусковой механизм, соединяющую двигатель и спусковой механизм систему шестеренок и механизм средства индикации времени размещают внутри кольцеобразного модуля двигателя и ремонтуара.
При этом в качестве пружинного двигателя используют описанный выше пружинный двигатель, колебательную систему, спусковой механизм, соединяющую двигатель и спусковой механизм систему шестеренок и механизм средства индикации времени размещают внутри кольцеобразного модуля двигателя и ремонтуара с образованием наблюдаемых через внешнее и заднее стекла прозрачных просветов между ними и корпусом.
Согласно этой новой, неизвестной ранее, оригинальной схеме компоновке часов самые габаритные детали, такие как, например, узел баланса расположены в центре часового механизма в самой середине нового пружинного двигателя механических часов, который также был бы габаритным в классическом исполнении.
Таким образом, согласно полезной модели новая конструкция корпуса, пружинного двигателя часов и механизма часов расположены относительно друг друга по новой, оригинальной схеме компоновке, что обеспечивает минимально возможные габариты видимой области в центре часов и максимально возможное прозрачное пространство между ним и краями непрозрачного корпуса.
Турбийон в конструкции часов по изобретению является только возможной декоративным дополнением и может быть заменен на обыкновенный узел спуска и регулятор.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели поясняется чертежами, изображенными на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
На фиг.1 показан заявляемый пружинный двигатель часов в разнесенном состоянии, содержащий барабанное колесо 6, барабан 7 с зубчатым краем, тороидальную по форме пружину 8, работающей на сжатие/разжатие, или на разжатие/сжатие или на скручивание/раскрочивание.
На фиг.2 показан механизм завода пружинного двигателя часов, включающий заводной вал 1 с заводным трибом 2 и кулачковой муфтой 3, выполненных с возможность зубчатого зацепления с коронными зубьями барабанного колеса 6, которое специальным упором соединено с концом тороидальной пружины 8.
На фиг.3 показан вид спереди варианта конструктивного исполнения и компоновки часов с пружинным двигателем и турбийоном, содержащий заводной вал 1, заводной триб 3, кулачковую муфту 3, переводное колесо 4, переводной диск 5, барабанное колесо 6, барабан 7, тороидальную пружину 8, зубчатые колеса 10, 11 и 12, приводной зубчатый диск 9, зубчатое колесо 20, центральное колесо 13, промежуточное колесо 14, секундный триб 24, секундное колесо 19, анкерное колесо 16, анкерную вилку 17, часовую стрелку, мост каретки турбийона 21.
На фиг.4 показан вид сбоку варианта конструктивного исполнения и компоновки механизма часов с пружинным двигателем и турбийоном, содержащего заводной вал 1, заводной триб 3, кулачковую муфту 3, переводное колесо 4, переводной диск 5, барабанное колесо 6, барабан 7, тороидальную пружину 8, зубчатые колеса 10, 11 и 12, приводной зубчатый диск 9, зубчатое колесо 20, центральное колесо 13, промежуточное колесо 14, секундный триб 24, секундное колесо 19, анкерное колесо 16, анкерную вилку 17, узел баланса 18, часовую стрелку 27, мост каретки турбийона 21, ось часовую 26, центральную ось 28.
На фиг.5 показан узел перевода механизма, включающий заводной вал 1, кулачковую муфту 2, переводное колесо 4, переводной прозрачный диск 5, на котором находится часовая стрелка 27 и который закреплен на центральной оси 26, фрикционно соединенной с осью 28 приводного диска 9.
На фиг.6 изображен вид спереди варианта конструктивного исполнения и компоновки часов с пружинным двигателем и механизмом стрелочной индикации без турбийона, содержащего заводной вал 1, зубчатое колесо 20, центральное колесо 13, промежуточное колесо 14, секундное колесо 19, анкерное колесо 16, анкерная вилка 17, узел баланса 18, часовая стрелка 27.
Зубчатое колесо 20 на центральной оси работает с трибом центрального колеса 13, полотно которого работает с трибом промежуточного колеса 14, полотно которого работает с трибом секундного колеса 19, полотно которого работает с трибом анкерного колеса 16, которое работает с анкерной вилкой 17.
На фиг.7 показан вид спереди варианта часов с пружинным двигателем и турбийоном.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Характерной особенностью заявляемого полезной модели является конструктивное исполнение и использование пружинного двигателя на основе тороидальной пружины кольцеобразно размещенной по внешнему кольцевому краю корпуса, что позволяет использовать достаточно длинную пружину и соответственно обеспечить возможность ее достаточно равномерного сжатия/разжатия, что в свою очередь не только упрощает конструкцию за счет исключения приспособлений выравнивания во времени неравномерного раскручивания обычно применяемых спиральных пружин, но и повышает надежность и точность хода часов, а также их компактность.
Характерной особенностью заявляемого полезной модели также является возможность выполнения симметричного круглого кольцевого корпуса и циферблата круглой формы с диаметр механизма около 38 мм и диаметром прозрачной области около 29 мм с возможностью размещения по центру турбийона (фиг.3, 4, 7) или обычного стрелочного механизма с обыкновенным узлом спуска и регулятором (фиг.6) с эффектом "воздушности", то есть визуально воспринимаемого размещения стрелочного механизма «висящими в воздухе» без видимых механических средств их крепления в корпусе часов.
Это достигается путем оригинального исполнения и расположения заявляемого пружинного двигателя оригинальной конструкции, а также путем использования в часовом механизме прозрачных стеклянных дисков, как для опор центральных осей, так и для приводов на центральные оси.
В качестве возможного но не обязательного варианта конструктивного исполнения заявляемого пружинного двигателя, часов с пружинным двигателем и способа компоновки часов с пружинным двигателем с тороидальной по форме пружиной, работающей на продольное сжатие/разжатие.
Пружинный двигатель с работающей на продольное сжатие/разжатие размещенной по наружному краю тороидальной по форме пружины 8 при этом размещается в кольцеобразном барабане 7 с полой центральной частью и зубчатым краем в симметричном круглом кольцевом корпусе с прозрачным симметричным круглым окном внутри двигателя.
При этом пружинный двигатель (фиг.1) может включать работающую на сжатие/разжатие тороидальную по форме пружину 8, расположенную в цилиндрической канавке кольцеобразного цилиндрического барабана 7, закрытой сбоку барабанным кольцом 6 с коронными зубьями по наружному краю. Внутри цилиндрической канавки кольцеобразного цилиндрического барабана 6 размещается тороидальная по форме пружина 8, которая одним концом упирается в уступ в канавке барабана, а другим концом упирается в ступеньку барабанного колеса.
При этом обеспечивается возможность размещения двигателя в кольцеобразной области корпуса, ограниченной диаметрами около 29 и менее мм и около 38 мм и менее, причем данная оригинальная конструкция пружинного двигателя позволяет максимально использовать эту центральную площадь часов с образованием прозрачного окна внутри двигателя и соответственно внутри симметричного кольцевого корпуса часов.
Завод заявляемого пружинного двигателя (фиг.2, 3, 4, 6), то есть приведение его в рабочее состояние, осуществляется через заводной вал 1, кулачковую муфту 3, заводной триб 2 и коронные зубья барабанного колеса 6, которое специальным упором сжимает тороидальную по форме пружину 8 и приводит ее в рабочее состояние.
Для предотвращения чрезмерного сжатия и повреждения тороидальной по форме пружины 8 в процессе завода возможно предусматривать средство ограничения ее сжатия в виде дополнительного упора, необходимого для отсекания слишком большого момента, когда витки пружины максимально сильно деформированы и могут вызывать неравномерность хода в начальном периоде хода сразу после чрезмерной заводки.
Далее привод часов (фиг.3, 4, 6) осуществляется от зубчатого края барабана 7 посредством зубчатых колеса 10, 11, 12, обеспечивающих необходимое передаточное отношение, которое позволяет уменьшить момент и соответственно увеличить количество движения.
Колесо 12 находится в зубчатом зацеплении с зубчатым венцом прозрачного диска 9, который жестко соединен с колесом 20 центральной осью 28.
Колесо 20 находится в зубчатом зацеплении с трибом центрального колеса 13, полотно которого находится в зубчатом зацеплении с трибом промежуточного колеса 14, полотно которого, в свою очередь взаимодействует с секундным трибом 24 каретки турбийона.
Неподвижное секундное колесо 19 закреплено на неподвижном прозрачном диске, который одновременно служит опорой.
С секундным колесом 19 взаимодействует триб анкерного колеса 16, закрепленного вместе с анкерной вилкой 17 под специальным мостом на каретке.
Перевод (фиг.5) осуществляется через заводной вал 1 и кулачковую муфту 2 на переводное колесо 4 и дальше на переводной прозрачный диск 5, на котором находится часовая стрелка 27, этот диск закреплен на центральной оси 26, фрикционно соединенной с осью 28 приводного диска 9.
Минутная стрелка в данной варианте конструктивного исполнения не показана, но при добавлении системы стрелочных колес возможна ее установка.
В варианте конструктивного исполнения часов с пружинным двигателем и обычным механизмом без турбийона (фиг.6) зубчатое колесо 20 на центральной оси работает с трибом центрального колеса 13, полотно которого работает с трибом промежуточного колеса 14, полотно которого работает с трибом секундного колеса 19, полотно которого работает с трибом анкерного колеса 16, которое работает с анкерной вилкой 17.
Минутная стрелка в данном варианте конструктивного исполнения также не показана, но при добавлении системы стрелочных колес возможна ее установка.
Заявляемая конструкция пружинного двигателя может быть использована в механизме часов с обыкновенным узлом спуска и регулятором, так с турбийоном.
Таким образом, предлагаемая оригинальная конструкция пружинного двигателя и варианты оригинального конструктивного исполнения часов с пружинным двигателем обеспечивают повышение визуальной привлекательности и таинственности часов с обычным круглым прозрачным в середине корпусом и круглым циферблатом при одновременном повышении надежности и точности хода и уменьшении габаритов механизма и корпуса таинственных часов, обеспечении возможности его использования не только в относительно не крупных мужских наручных часах, но и в маленьких женских таинственных наручных часах с «воздушным» стрелочным механизмом и с «воздушным» турбийоном, а также в небольших кулонах, ювелирных изделиях, приборах и изделиях с механическим исчислением времени.
Использование тороидальной по форме пружины является оригинальным техническим решением, ранее не применяемым в часах, поскольку большинство требований к двигателям удовлетворялось в обычных часах стандартной пружиной.
Конструктивное исполнение двигателя кольцеобразной формы, где обыкновенная спиральная пружина не сможет дать необходимый для работы крутящий момент пружины, является технологически просто осуществимым и позволяет обеспечить достижение требуемый технический результат.
В качестве вариантов исполнения отдельных деталей, узлов, часового механизма и стрелочного привода часов могут быть использованы известные и традиционные для часового производства технологии, материалы и конструктивные решения, известные в часовой технике [10, 11, 12, 13].
Таким образом, учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие полезной модели», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация полезной модели», техническую осуществимость и промышленную применимость полезной модели решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, по нашему мнению, заявленная группа полезных моделей удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезной модели м.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезная модль промышленным способом.
Кроме этого анализ совокупности существенных признаков полезной модели и достигаемого при их использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между пружинным двигателем и вариантами конструктивного исполнения часов с пружинным двигателем, что позволяет объединить полезной модели в одной заявке, то есть обеспечить требования критерия единства полезной модели.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. http://foto.mail.ru/mail/artembar/antiquarian-watch.
2. патент CH 151 от 24 января 1889.
3. http://www.bling.ru/watches/quinting_jriysterious_quardinal.htm
4. http://www.oclock.info/vernisage/gallery/galleryviewer.php?tid=20&aid=3730
5. http://www.clockmaker.ru/master_publ_38.htm
6. патент США №2312391 от 2 марта 1943
7. патент США №2248195 от 8 июля 1941, перевыпущен 1 мая 1945, RE 22640
8. US 2642713 от 23 июня 1953
9. RU 85004 G04B 45/04, опубл. 20.07.2009 (прототип)
10. Харитончук А.П. Справочная книга по ремонту часов, Москва, 1977, стр.18, 21
11. Романов А.Д. Проектирование приборов времени. Москва, 1975, стр.140
12. Тарасов С.В. Технология часового производства, Москва, 1963
13. Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов. Москва, 1989.
14. http://bse.sci-lib.com/article121589.html Часы (прибор). Большая Советская Энциклопедия (прототип).
15. http://www.watches.ru/index.php?page=30&art=55
16. http://ru.wikipedia.org/wiki/MEXAHHИЧECKИE ЧАСЫ
17. http://lab-37.com/des_art/tourbillon/