УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОННОЙ ИНДИКАЦИИ ДЛЯ ЧАСОВ И ЧАСЫ С УСТРОЙСТВОМ ПОЗИЦИОННОЙ ИНДИКАЦИИ
POSITIONAL INDICATION APPARATUS FOR CLOCK AND CLOCK HAVING POSITIONAL INDICATION APPARATUS

Область техники
Изобретение относится к области часовой техники, а более конкретно к механическим часам усложненного типа с дополнительными функциями визуальной позиционной индикации различной временной информации и/или различных периодов времени (параметров времени) - часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, месяцев, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, дат религиозных праздников, уравнений времени.
Уровень техники
Циферблат любых часов в первую очередь предназначен для индикации текущего времени суток.
Циферблаты с 12-часовой шкалой обладали и обладают одной неудобной особенностью - дневные и ночные часы на них отображаются одинаково, одними и теми же цифрами, знаками или символами, что часто приводит к ошибочному определению времени в дневное и в ночное время суток.
Это не вызывало сложности в эпоху солнечных часов, поскольку гномоны просто физически не могли показывать ночные часы в силу отсутствия ночью солнца на небосводе.
С появлением механических часов, работающих в любое время суток, такое однообразие стало вызывать определенные затруднения, особенно в туманную погоду, когда утро похоже на вечер, или в периоды полярных дней и ночей.
Для предотвращения подобной путаницы находчивые часовщики в часы с 12-часовым циферблатом ввели такое часовое расширение, как указатель дневных и ночных часов am/pm (от латинского - ante meridiem/post meridiem - до полудня/после полудня).
Традиционно индикация am/pm производилась с помощью вращающегося диска, окрашенного в светлый и темный цвета. Иногда на диск наносились изображения Луны и Солнца, что так же соответствовало ночным и дневным часам. Диск вращался со скоростью один оборот в 24 часа и последовательно разграничивал сутки на два периода - на день и ночь.
Таким образом, традиционные механические индикаторы дня и ночи в часах предполагают двухфазный формат суточного цикла или два периода суток. Например, известно устройство, позволяющее отображать дни недели одним цветом - ночью и утром до 12 часов дня и другим цветом - днем и вечером после двенадцати часов [1].
Во всех механических часах имеется часовой механизм, выдающий определенные интервалы времени на исполнительное устройство [2].
Основными узлами часового механизма являются: регулятор (осциллятор - колебательная система), спуск (система хода), основная колесная система, двигатель, стрелочный механизм (исполнительное устройство), механизм завода пружины и перевода стрелок (ремонтуар).
Регулятор управляет работой хода, регулирует распускание пружины или опускание гири. Колебания регулятора, обеспечивающего равномерность хода часов, строго периодичны.
Спуск является промежуточным узлом механизма. Он взаимодействует с основной колесной системой и регулятором.
Спуск периодически освобождает зубчатую передачу и преобразует энергию пружины в импульсы, передаваемые регулятору для поддержания его колебаний. При помощи спуска регулятор управляет вращением зубчатой передачи таким образом, что при каждом его полуколебании колеса поворачиваются на определенные углы, величина которых зависит от конструкции спуска и числа зубьев колес.
Основная колесная система состоит из зубчатых колес и выполняет две функции: передает энергию от двигателя через спуск к регулятору и отсчитывает число колебаний регулятора. Через основную колесную систему движение передается стрелочному механизму.
Двигатель - заводная пружина или гиря является источником энергии в часах. Он запасает энергию, а затем в течение длительного времени через колесную систему приводит в действие регулятор и поддерживает его колебания, а также вращает стрелки.
Стрелочный механизм, передающий движение от основной колесной системы стрелкам, состоит из системы зубчатых колес и трибов.
Механизм завода пружины и перевода стрелок дает возможность вручную завести пружину часов и установить стрелки в нужное положение. Этот механизм состоит из заводного вала с головкой, системы рычагов и зубчатых колес.
Стрелочный механизм служит в часах для непрерывного счета количества колебаний, совершаемых регулятором, и показа этого счета в общепринятых единицах времени (час, минута).
Стрелки, непрерывно двигаясь, указывают время на циферблате часов.
Стрелочный механизм обычно состоит из минутного триба (минутника), вексельного колеса и часового колеса. В стенных часах с боем минутный триб имеет дополнительно один или два штифта для отмыкания механизма боя (или подъемную шайбу с двумя крыльями).
Принцип работы стрелочного механизма во всех часах обычно один и тот же. В отличие от передаточного механизма в стрелочном механизме ведущим звеном является триб, а ведомым - колесо. Основная функция стрелочного механизма - приведение в движение стрелок для индикации ими времени на циферблате.
В обычных часах с 12-часовым циферблатом стрелочный механизм выполняют с возможностью совершения часовой стрелкой двух полных оборотов в сутки.
В часах с 24-часовым циферблатом стрелочный механизм выполняют с возможностью совершения часовой стрелкой одного полного оборота в сутки.
В дополнение к основной функции часов - индикации времени - современные механические часы часто выполняют дополнительные функции индикации, например индикации дня недели, числа месяца, фазы Луны, календарь, индикатор запаса хода, показывающий на сколько еще часов или дней хватает завода пружины.
Индикаторы запаса (резерва) хода применяются в технике достаточно давно. В частности индикаторы уровня топлива в двигателях широко применяются на транспорте.
В часах индикаторы запаса хода существовали задолго до появления механических часов.
Например, в огневых часах, выполненных из воткнутых на одинаковом расстоянии в свечу металлических штифтов, при сгорании свечи можно было наблюдать оставшийся запас времени горения по огарку.
В водяных часах в колбе, куда наливалась вода, по уровню жидкости можно было определить не только текущее время, но и время до «заправки» емкости.
Механические часы с гиревым заводом также позволяют оценить срок подзавода часов путем визуального определения расстояния от гири до механизма часов.
В наручных часах, ввиду особенности закрытого двигателя, который так же как и заводной вал, совершает работу в одном направлении, возникает неудобство в определении оставшегося времени до полного роспуска пружины.
Известны различные по конструкции индикаторы запаса (резерва) хода часовых механизмов, позволяющие визуально, преимущественно с помощью стрелки на шкале определить оставшееся время до полного роспуска пружины и своевременно подзавести часы.
Известен индикатор запаса хода планетарного типа [3], в котором на ось заводного вала насажено колесо Н, движение от которого передается через промежуточное колесо G, на оси которого закреплено колесо D, которое работает с трибом С, ось которого расположена на полотне колеса В. Также с трибом С входит в зацепление колесо F, на оси которого насажен триб K. Ось колеса F и триба K проходит сквозь колесо В, которое входит в зацепление с зубчатым венцом барабана А. Движение от триба K, ось которого является выходным валом планетарной передачи, передается на колесо J, на оси которого расположена стрелка индикации запаса хода. Колеса D и F имеют разное количество зубьев. При заводе часов заводной вал, вращаясь, через колесо Н, промежуточное колесо и колесо G вращает колесо D, которое, вращаясь, передает движение на триб С. От триба С движение поступает на колесо F и через выходной вал на колесо K. Колесо K, вращаясь, передает движение на колесо J, поворачивая на определенный угол стрелку индикатора, которая показывает увеличивающийся запас хода. При роспуске пружины от венца барабана А движение поступает на колесо В. Колесо В, вращаясь, поворачивает триб С вместе с колесом F в противоположную сторону, при этом не вращая, а обкатываясь вокруг колеса D. Движение через колесо F поступает на выходной вал и на колесо K, а от него на колесо J, на котором стрелка, поворачиваясь в другую сторону, показывает уменьшающийся запас хода.
Известен индикатор запаса хода дифференциального типа [4], в котором на заводном валу расположено колесо С, которое через промежуточный триб передает движение на дифференциальный механизм D, E, O, B, состоящий из колеса D с прямым и коронным зубчатым венцом, колеса В с прямым и коронным зубчатым венцом, колеса саттелита Е, расположенного на оси О, которая своим основанием расположена на выходном валу, на котором закреплено колесо F, с которым работает колесо G, с закрепленной на его оси стрелкой индикатора запаса хода. При заводе часов колесо С, вращаясь, поворачивает колесо D, которое заставляет вращаться саттелит Е. Сателлит Е, обкатываясь вокруг зубьев колеса В, поворачивает ось О, вращая выходной вал, колесо F, колесо G и стрелку индикатора запаса хода, которая показывает увеличивающийся запас хода. При роспуске пружины от венца барабана А, движение поступает на колесо В. И через его коронную часть на сателлит Е. Сателлит Е обкатываясь вокруг зубьев колеса D поворачивает ось О вращая выходной вал, колесо F, колесо G и стрелку индикатора запаса хода в обратную сторону, которая показывает уменьшающийся запас хода.
Известен морской хронометр 6-МХ [5], выпускаемый серийно 1-м Московским часовым заводом (Полет-Хронос), на циферблате которого кроме центральной шкалы показаний часов и минут имеются еще две боковые шкалы: нижняя - для показаний секунд и верхняя - индикатор запаса хода для показаний часов заводки пружины с делениями от 0 до 56 ч и свободным интервалом на 8 ч. Конструктивно хронометр 6-МХ содержит барабан, улитку, центральную ось, промежуточное колесо, секундное колесо, хронометровое колесо и баланс. Барабан с улиткой соединены посредством цепочки. При заводе часов, вращая заводной вал, расположенный на оси улитки, цепочка закручивается на витках улитки, закручивая пружину барабана. На оси улитки расположен выходной вал, соединенный со стрелкой индикатора запаса хода. При заводе часов стрелка отклоняется на шкале, показывая увеличивающийся уровень запаса хода. При роспуске пружины цепочка сматывается с витков улитки, заматываясь на корпусе барабана, поворачивая выходной вал, а с ним и стрелку индикатора запаса хода в обратную сторону, которая показывает уменьшающийся уровень запаса хода.
Известно устройство индикации резерва хода часов (автор Берар Винсент (СН), Патентообладатель Воше Манюфактюр Флерье СА (СН) с двумя пружинными барабанами для часов как с ручным, так и с автоматическим заводом,  один из которых является барабаном завода и другой - барабаном обратной раскрутки, которое включает также звездочку, жестко связанную со средствами индикации. Пружинный барабан завода содержит по меньшей мере один палец завода для воздействия на рычаг завода, приводящий звездочку во вращение в положительном направлении, а пружинный барабан обратной раскрутки содержит по меньшей мере один палец обратной раскрутки для воздействия на рычаг обратной раскрутки, приводящий звездочку во вращение в отрицательном направлении, при этом последний удерживается в своем положении защелкой [6].
Известен часовой механизм (авторы Бютте Матиас (FR), Барбазини Энрико (FR), HABA Мишель (FR), Патентообладатель БНБ Консепт СА (СН) с возможностью использовать один или другой механизм спуска, присутствующий в одних и тех же часах для определения времени в течение двух периодов по двенадцать часов представляющих день и ночь, который содержит по меньшей мере два регулирующих элемента с их механизмом спуска и средством, предназначенным для поочередного прекращения и возобновления работы регулирующих элементов, причем источник энергии часов осуществляет в одно время привод только одного регулирующего элемента [7].
Известен возвратный механизм устройства индикации (автор Мюллер Франк (СН), патентообладатель Франк Мюллер Вотчленд С.А. (СН), который занимает мало места и при этом работает надежно, в котором устройство индикации включает звездообразный элемент, присоединенный к зубчатому колесу, при этом звездообразный элемент образован из ряда остроконечных элементов, каждый из которых имеет боковую поверхность, к которой под действием пружины прижимается щуп, прикрепленный к стрелке. При этом конструкция и размеры боковых поверхностей остроконечных элементов звездообразного элемента зависят от информации, подлежащей индикации. Предпочтительно, чтобы щуп, стрелка и пружина были смонтированы на втулке, вращающейся на опоре. Возвратный механизм содержит также упор, выполненный с возможностью предотвращения отхода назад втулки под действием пружины после завершения перемещения щупа по боковой поверхности и опускания его на следующую боковую поверхность для выполнения следующего цикла [8].
Известны механические часы с индикацией запаса хода, в которых часовой механизм с барабаном приводит в движение механизм, образованный зубчатой передачей и индикатором, связанным с двумя соосными подвижными элементами, которые в свою очередь вместе с диском и стрелкой показывают на величину создаваемого бочонком момента силы, указывающего на запас хода часов [9].
Известен указатель степени заводки пружины в часах с автоподзаводом, в котором диск с циферблатом укреплен на втулке заводного барабана с насаженным вторым диском со стрелкой указателя. Диск имеет смещенную от центра ось со свободно насаженной на нее восьмизубой звездочкой. На каждом зубе звездочки нанесена цифровая индикация, по которой и определяется степень заводки пружины в часах [10].
Известно устройство индикации резерва хода и часы с таким устройством (автор Берар Винсент (СН), заявитель Воше Манюфактюр Флерье СА (СН), содержащее два пружинных барабана, а именно один пружинный барабан завода и другой пружинный барабан обратной раскрутки, звездочку, жестко связанную со средствами индикации, в котором пружинный барабан завода содержит по меньшей мере один палец завода для воздействия на рычаг завода, приводящий звездочку во вращение в положительном направлении, а пружинный барабан обратной раскрутки содержит по меньшей мере один палец обратной раскрутки для воздействия на рычаг обратной раскрутки, приводящий звездочку во вращение в отрицательном направлении, при этом последний удерживается в своем положении защелкой. При этом рычаг завода отводится в свое положение покоя возвратной пружиной, позволяющей рычагу завода выходить из зацепления со звездочкой, рычаг обратной раскрутки отводится в свое положение покоя возвратной пружиной, позволяющей рычагу обратной раскрутки выходить из зацепления со звездочкой, звездочка удерживается в своем положении защелкой, два пружинных барабана установлены на одной и той же оси, рычаг завода и рычаг обратной раскрутки установлены на общей оси, пружинные барабаны установлены в одной плоскости, каждый рычаг снабжен своей осью шарнирного поворота [11].
Известен указатель степени заводки часового механизма, который содержит заводной барабан с пружиной и элементы указателя. В качестве элемента указателя выбрана планка, зафиксированная с одним из витков пружины и установленная в направляющих с возможностью смещения относительно центра оси вращения заводного барабана [12].
Известно, что механические часы обычно состоят из нескольких основных частей: источник энергии - обычно пружинный двигатель в виде барабана с зубчатым венцом и размещенной в барабане спиральной пружины; устройство преобразования непрерывного вращательного движения в колебательное или возвратно-поступательное движение и определяет точность хода часов; колебательная система или регулятор обычно в виде системы баланс-волосок; механизм завода часов и перевода стрелок - ремонтуар; основную колесную систему в виде системы шестеренок, соединяющих пружинный двигатель; спусковой механизм (спуск, ход) - ангренаж; стрелочный механизм, показывающий стрелками время на циферблате [13].
Известно календарное устройство для часового механизма модульной конструкции в виде вечного календаря (авторы ВАЙСБАХ Зигфрид (DE), Каден Эберхард (DE), патентообладатель Гласхюттер Уренбетриб ГМБХ (DE), который приводится в действие от часового колеса, которое выполняет один оборот за 24 часа и которое предотвращает перекручивание без существенного влияния на длительность и точность хода. Календарное устройство выполнено с возможностью монтажа в часовой механизм и приводится в действие от часового колеса, которое выполняет один оборот за 24 часа, а также включает два указательных диска с зубчатыми венцами, с помощью которых осуществляется указание единиц и десятков дней месяца, носитель программы, снабженный зубчатым венцом, который выполняет один оборот за 31 день, и взаимодействующую с этим зубчатым венцом стопорную пружину. Согласно изобретению в календарное устройство введены дополнительно два стопорных элемента указательных дисков, управляемых носителем программы таким образом, что они в те дни, в которые существует опасность перекручивания указательных дисков, поворотно вводятся в зубчатый венец соответствующего указательного диска и выводятся из него, предотвращая тем самым опасность перекручивания указательного диска [14].
Известны часы (автор-патентообладатель Буало Сильвен (FR), оснащенные циферблатом с индикацией даты, в которых для улучшения удобства пользования циферблатом, снабженным календарем, за счет обеспечения возможности считывать цифры с циферблата без напряжения невооруженным взглядом, циферблат часов содержит нанесенные на него цифры разряда единиц, распределенные вдоль кругового сектора, и прорезан дугообразным окошком, проходящим по всей угловой длине кругового сектора. При этом индикаторный элемент, соединенный с календарным диском, виден через окошко и содержит указатель единиц, цифры 1 и 2 разряда десятков и окошко для цифр 3 разряда десятков. Маска, соединенная с возвратной пружиной, расположена между циферблатом и индикаторным элементом, который содержит элемент для перемещения подвижной маски против действия возвратной пружины с целью приведения маски в положение над указателем, когда указатель находится над цифрой 0 разряда единиц [15].
Известен механизм для часов и модуль, содержащий такой механизм (автор Жирардин Джонни Фредерик (СН), Орни Франк-Чарль-Сирл (СН), Мартинес Даниэль (СН), заявитель СиТи Тайм С.А. (СН), в которых модуль (1) для приведения в действие некоторого элемента часового устройства, предназначенный для монтажа в корпусе этого устройства, включающий механизм, который содержит управляющий вал (3), установленный с возможностью вращения и перемещения по меньшей мере между двумя осевыми позициями, управляющую шестерню (11; 13), установленную с возможностью вращения вместе с управляющим валом (3), и по меньшей мере один приводящий в действие орган (15, 24; 30), сконфигурированный для обеспечения взаимодействия с управляющей шестерней (11; 13), когда управляющий вал занимает одну из осевых позиций, причем управляющая шестерня (11; 13) также прикреплена к управляющему валу (3) с возможностью поступательного перемещения, когда он перемещается из одной из двух указанных позиций в другую, отличающийся тем, что он также содержит независимую камеру (2), в которой содержится указанный механизм, и соединительные средства (18, 20, 26, 27, 34), выступающие из камеры и сконфигурированные с возможностью кинематического соединения приводящего в действие органа (15, 24, 30) с элементом часового устройства, подлежащим приведению в действие, так что приводящий в действие орган (15, 24, 30) имеет возможность приведения указанного элемента в действие независимо от позиции модуля в корпусе часового устройства [16].
Известны часы для яхтсменов с индикацией времени старта и продолжительности регаты которых производится дополнительная индикации посредством апертур по окружности циферблата и расположенного под циферблатом вращающегося диска с буквенной и цифровой информацией [17, 18].
Известны часы с позиционной индикацией даты посредством расположенных по спирали 31 апертур и расположенного под ним диска со штриховой радиальной линией, которая при вращении указанного диска показывает в соответствующей апертур е соответствующий день месяца [ 19. http://www.ochsundjunior.ch/watches/moon-phase/design/].
Общими недостатками указанных выше устройств индикации и часов с устройствами индикации являются их громоздкость и ограничения по геометрии и габаритам, сложность в изготовлении и недостаточная надежность в функционировании, а также возможность индикации или посредством стрелочных механизмов или посредством диск с метками по окружности, вращающегося относительно расположенных по окружности апертур в циферблате.
Указатели (индикаторы) лунных фаз в часах разрабатываются с давних времен.
Известны описания и часы, датированные 14 веком, где использовалась функция индикации фаз Луны.
Индикация лунных фаз на часах, являющаяся первой астрономической функцией в часовых механизмах, появилась вскоре после появления механических часов.
Данная функция часов является востребованной и по сей день в различных ситуациях, в частности, при использовании лунных календарей в различных ситуациях.
До сегодняшнего дня известно множество конструкций и решений указателей (индикаторов) лунных фаз, однако только единичные решения пригодны для практического использования в обычных механических наручных часах.
Известны различные указатели (индикаторы) лунных фаз с точки зрения дизайна, конструкции и точности показаний, но большинство из них имеют те или иные недостатки, ограничивающие их использование в часовых механизмах.
Известны указатели фаз Луны в часах, выполненные в виде окошек в циферблате различной формы и дисков с нанесенными изображениями Луны, вращающимися под указанными окошками, что приводит к геометрическому искажению лунных фаз.
Существуют конструкции объемной Луны, когда указатель выполняется в виде вращающегося за один лунный месяц шарика, наполовину окрашенного в светлый, наполовину в темный цвета. Эти конструкции имеют один существенный недостаток, связанный с тем, что Луна относительно Земли не вращается, а расположена всегда одной стороной к наблюдателю, поэтому данные конструкции не позволяют реалистично отобразить поверхность Луны и использовать реальную карту лунной поверхности.
Подобные конструкции с объемным вращающимся шаром Луны использовал в своих эскизах известный русский изобретатель И.П. Кулибин.
Известен способ отображения цикла последовательных изображений Луны во время лунного месяца в круговой апертуре циферблата посредством мобильного индикатора в виде вращающегося диска со светлыми полями и темными областями, расположенного позади апертуры с возможностью появления в апертуре линий разделения различных форм между светлыми полями и темными областями, где показ цикла во время лунации разделен на несколько последовательных частей, по крайней мере, определенные из них включают несколько позиций мобильного индикатора, которые соответствуют нескольким последовательным изображениям, сформированными различными последовательными позициями той же линией разделения, видимого в апертуре. Для перехода от одной части цикла к следующей части мобильный индикатор подвергается основному перемещению, с помощью которого линия разделения переносит поле, которое еще не было видимо или поле без какой-либо линии разделения в апертуру, и в каждой из частей цикла, которые включают последовательные позиции той же линии разделения, мобильный индикатор подвергается, по крайней мере, одному вторичному перемещению меньшему, чем основные перемещения, чтобы линии разделения передвинулись от одной из указанных последовательных позиций к следующей. За один лунный месяц делается, по крайней мере, двадцать восемь перемещений посредством электрического шагового двигателя и где у основных перемещений есть различные амплитуды и/или направления [20].
Известно реализующее указанный способ устройство, отображающее цикл последовательных изображений луны во время лунации в круговой апертуре циферблата, включающее мобильный индикатор, расположенный позади упомянутой апертуры и диск, предназначенный для движения индикатора таким образом, чтобы переместить индикатор так, чтобы различные части области профиля поперечного сечения полосы индикатора могли быть последовательно замечены в апертуре. Упомянутая область профиля поперечного сечения полосы индикатора подразделена на его длину в последовательных полях, которые являются поочередно светлыми и темными линиями разделения, имеющего различные формы, включающие, по крайней мере, две прямые линии, вогнутые линии на стороне светлого поля и выпуклые линии на стороне светлого поля. Средства диска способны запустить основные перемещения на индикаторе и вторичные перемещения, меньшие, чем основные перемещения, и способны переместить одну из указанных линий разделения в апертуре. Мобильный индикатор - круговой или кольцевой диск, область профиля поперечного сечения полосы является кольцевой [21].
Известны часы, включающие часовой механизм и устройство отображения циклов последовательных изображений луны во время лунации в круговой апертуре циферблата, где каждое из основных перемещений достаточно большое, чтобы заменить одну из указанных линий разделения другой внутри или на кромке апертуры [22].
Данные часы содержат мобильный индикатор в виде кругового или кольцевого диска с максимально 5-ю различными формами линий разделения, в котором упомянутый часовой механизм является механическим механизмом. Средства привода диска мобильного индикатора включают в себя: лунное колесо, механически соединенное с мобильным индикатором и предоставленное зубчатым зацеплением; первый диск подвижной, который управляется попеременно часовым механизмом и расположен, чтобы порождать одно или несколько вторичных вращений на лунном колесе в день; второй подвижной диск, который управляется попеременно часовым механизмом так, чтобы совершать целое число оборотов за лунацию, и который включает спиральную камеру и рычажок, способный к повороту вокруг той же оси как лунное колесо и обеспеченный фиксатором, взаимодействующим с зубчатым зацеплением лунного колеса. Упомянутый рычажок, управляется спиральной камерой таким образом, чтобы делать во время каждой лунации целое число угловых перемещений взад и вперед, каждое из которых, посредством фиксатора, вызывает основное вращение больше, чем каждое вторичное вращение лунного колеса. Указанное зацепление лунного колеса имеет 233 зубца, первый подвижной диск заставляет лунное колесо передвигаться на 59 зубцов за лунный месяц, и второй подвижной диск делает 6 оборотов за лунацию, каждый из которых производит перемещение рычага взад и вперед, заставляя лунное колесо перемещаться на 29 зубцов.
Недостатками указанных выше способов, устройств и часов являются высокая сложность конструкции и изготовления.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) являются часы часы фирмы ТАГ ХОЙЕР СА (СН) авторов Белинг Кристоф (GB) и Рену Грегуар (СН) с двумя информационными окнами, в первом из которых отображаются показания десятков для даты из числа первой последовательности показаний, несомых первым подвижным средством отображения на его поверхности, в во втором - окно для отображения показаний единиц для даты из числа последовательности показаний, несомых вторым подвижным средством отображения на его поверхности, по меньшей мере, один привод, связанный с подвижными средствами отображения, для осуществления их вращения шаговым порядком для появления показания, избранного из числа указанной последовательности. При этом согласно изобретению для, по меньшей мере, одного из шаговых положений первого подвижного средства отображения одно дополнительное показание, независимое от десятков для даты, отображается одновременно в том же самом окне [23 (прототип)].
Задача и технический результат
Задачей является разработка и практическое применение простых по конструкции и дешевых в производстве наручных часов с возможностью визуальной безстрелочной индикации различной информации на циферблате часов при одновременной возможности унификации деталей индикаторных элементов с возможностью индикации различной временной информации с различным заданным расположением апертур и индикации в ограниченных заданных габаритах.
Технический результат заключается в создании и использовании специального встраиваемого в механические часы устройства визуальной индикации с возможностью визуальной позиционной индикации различной временной информации и/или различных периодов времени (параметров времени) - часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, месяцев, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, дат религиозных праздников, уравнений времени, с унифицированными деталями индикаторных элементов и возможностью индикации с различным заданным расположением апертур индикации в ограниченных заданных габаритах.
Раскрытие изобретения
Отличительными характерными особенностями патентуемого устройства позиционной индикации и часов с устройством позиционной индикации является:
- наличие нескольких унифицированных (одинаковых) последовательно вращающихся индикаторных элементов (индикаторных дисков или индикаторных колес) под соответствующими апертурами (отверстиями) циферблата с нанесенными на указанных вращающихся индикаторных элементах цветными метками, сопряженных между собой и равных по количеству соответствующих апертур на циферблате соответственно количеству индицируемых параметров времени (часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, месяцев, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, дат религиозных праздников, уравнений времени;
- возможность визуальной индикации цветными метками в апертурах циферблата различной временной информации и/или различных периодов времени (параметров времени) - часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, месяцев, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, дат религиозных праздников, уравнений времени;
- возможность индикации различной временной информации с различным заданным расположением апертур индикации в ограниченных заданных габаритах, в частности одна метка на циферблате может занимать размеры не более сектора с углом 360/количество апертур.
Изобретательская задача решается, а требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигается тем, что в устройстве позиционной индикации, содержащем индикаторные элементы с возможностью их вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации параметров времени в апертурах циферблата, согласно изобретению индикаторные элементы выполнены в виде по крайней мере двух последовательно сопряженных друг с другом и расположенных под соответствующими апертурами в циферблате одинаковых индикаторных дисков с цветными метками на поверхности, выполненных с возможностью их последовательного вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации одной из цветных меток на одном из индикаторных дисков определенного параметра времени в соответствующей апертуре циферблата.
При этом индикаторные диски могут быть выполнены в виде сопряженных друг с другом зубчатых индикаторных колес с возможностью их последовательного вращательного движения посредством зубчатых передач или выполнены с возможностью последовательного вращательного движения посредством кривошипных механизмов.
Кроме того, устройство может быть выполнено:
с возможностью визуальной индикации цветными метками на индикаторных дисках в апертурах циферблата часов, минут, дня/ночи, утра/дня/вечера/ночи, дней недели, дней месяца, месяца, лунной фазы, запаса хода, например времени регаты, времени игрового спортивного состязания, даты религиозного праздника или уравнений времени,
с возможностью визуальной индикации цветными метками на индикаторных дисках в соответствующих апертурах циферблата параметров времени с различным заданным расположением апертур циферблата в ограниченных заданных габаритах, в частности с размерами каждой их цветных меток на индикаторных дисках не более размера сектора с углом 360/количество соответствующих апертур,
с возможностью индикации дней недели и содержит циферблат позиционной индикации 6, область апертур 7, цветные метки 8 на вращающихся индикаторных дисках 9, звездочку дней недели 10, зубчатое суточное колесо 11, фиксатор звездочки дней недели 12, пружину выборки люфтов 13
или с возможностью индикации дней недели и содержит циферблат с позиционной индикацией 6, область апертур 7, цветные метки 8 на вращающихся индикаторных дисках 9, звездочку дней недели 10, суточное колесо 11, фиксатор звездочки дней недели 12, пружину выборки люфтов 13, оси кулачков кривошипов на коромыслах 14, дышла кривошипов 15, штифт суточного колеса 16, коромысла кривошипов 17.
Изобретательская задача решается, а требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигается также тем, что в часах с устройством позиционной индикации, содержащих корпус, часовой механизм, циферблат с апертурами и индикаторные элементы с возможностью их вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации параметров времени в апертурах циферблата, индикаторные элементы выполнены в виде по крайней мере двух последовательно сопряженных друг с другом и расположенных под соответствующими апертурами в циферблате одинаковых индикаторных дисков с цветными метками на поверхности, выполненных с возможностью их последовательного вращательного движения с приводом от часового механизма и индикации одной из цветных меток на одном из индикаторных дисков определенного параметра времени в соответствующей апертуре циферблата.
Индикаторные диски в часах выполнены в виде сопряженных друг с другом зубчатых индикаторных колес с возможностью их последовательного вращательного движения посредством зубчатых передач или выполнены с возможностью последовательного вращательного движения посредством кривошипных механизмов.
При этом часы содержат описанное выше устройство позиционной индикации и их выполняют
с возможностью визуальной индикации цветными метками на индикаторных дисках в апертуре циферблата часов, минут, дня/ночи, утра/дня/вечера/ночи, дней недели, дней месяца, месяца, лунной фазы, запаса хода, например времени регаты, времени игрового спортивного состязания, даты религиозного праздника или уравнений времени,
с возможностью визуальной индикации цветными метками на индикаторных дисках в соответствующих апертурах циферблата параметров времени с различным заданным расположением апертур на циферблате в ограниченных заданных габаритах, в частности с размерами одной цветной метки на циферблате не более размера сектора с углом 360/количество соответствующих апертур,
с возможностью индикации дней недели и содержат циферблат позиционной индикации 6, область апертур 7, метки 8 на вращающихся зубчатых колесах индикации 9, звездочку дней недели 10, зубчатое суточное колесо 11, фиксатор звездочки дней недели 12, пружину выборки люфтов 13,
с возможностью индикации дней недели и содержат циферблат позиционной индикации 6, область апертур 7, метки 8 на вращающихся колесах индикации 9, звездочку дней недели 10, суточное колесо 11, фиксатор звездочки дней недели 12, пружину выборки люфтов 13, оси кулачков кривошипов на коромыслах 14, дышла кривошипов 15, штифт суточного колеса 16, коромысла кривошипов 17.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения устройство позиционной индикации для часов и часы с устройством позиционной индикации показаны: корпус часов 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, циферблат позиционной индикации 6, область апертур 7, метка 8 на вращающихся индикаторных дисках (индикаторных колесах) 9, индикаторные диски (колеса) 9, звездочка дней недели 10, суточное колесо 11, фиксатор звездочки дней недели 12, пружина выборки люфтов 13, ось кулачка кривошипа на коромысле 14, дышло кривошипа 15, штифт суточного колеса 16, коромысло кривошипов 17.
На фиг.1 показан общий вид варианта обычных часов с позиционной индикацией дней недели. Часы на фиг.1 показывают стрелками время 10 часов 10 минут и цветной меткой день недели - субботу.
На фиг.2 - общий вид варианта часов с обычной стрелочной индикацией чисел минут и позиционной индикацией чисел часа. Часы на фиг.2 показывают цветной меткой время 8 часов и стрелкой 9 минут.
На фиг.3 - общий вид варианта часов с позиционной индикацией и чисел часа и чисел минут. Часы на фиг.3 показывают цветными метками время 5 часов 35 минут.
На фиг.4 - общий вид варианта обычных часов со стрелочной индикацией чисел часа и чисел минут и с позиционной индикацией резерва хода. Часы показывают стрелками время 10 часов 10 минут и цветной меткой запас хода на 40 часов.
На фиг.5 - общий вид варианта обычных часов с позиционной индикацией с индикацией лунных фаз. Часы показывают стрелками время 10 часов 10 минут и цветной меткой фазу полного затенения Луны.
На фиг.6 - общий вид варианта обычных часов с позиционной индикацией с индикацией ночных часов (AM, лат. ante meridiem - до полудня) и дневных часов (РМ, лат. posf meridiem - после полудня). Часы на фиг.6 показывают стрелками время 10 часов 10 минут после полудня.
На фиг.7 - общий вид варианта обычных часов с позиционной индикацией с индикацией перидов суток утро/день/вечер/ночь. Часы на фиг.7 показывают стрелками время 10 часов 10 минут вечера.
На фиг.8 и 9 показаны соответственно дугообразная и зигзагообразная форма позиционной индикации цветной меткой числа часа или числа месяца.
На фиг.10 и 11 показана последовательность позиционной индикации в апертурах циферблата цветной меткой смены дня недели с субботы на воскресенье.
На фиг.12 и 13 показаны соответствующее фиг.10 и 11 положение индикаторных элементов под циферблатом часов в соответствующий период смены дня недели с субботы на воскресенье (штриховыми линиями показаны проекции соответствующих апертур (отверстий) циферблата.
Осуществление и промышленная реализация изобретения
Устройство позиционной индикации цветными метками на индикаторных дисках (индикаторных колесах) в апертурах циферблата различной временной информации и/или различных периодов времени (параметров времени) - часов, минут, дней недели, даты, месяца, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания, может быть установлено как в часы с обычным часовым механизмом, так и в часы с турбийоном, вечным календарем и практическим с любым количеством дополнительных усложнений и конструкций механических часов.
Устройство позиционной индикации имеет несколько апертур в циферблате, соответствующее количеству индикаторных позиций, например, 2 индикаторные позиции по количеству времени суток день/ночь; 4 - по количеству времени суток ночь/утро/день/вечер; 7 - по количеству дней  недели; 12 - по количеству чисел часа или чисел месяца, 31 - по количеству дней (дат) месяца, 4, 6, 8 или более - по количеству показываемых лунных фаз, нескольких позиций для индикации резерва хода и т.п., позволяющее через определенный промежуток времени менять позицию индикации в каждой отдельной апертуре.
Передача на каждый вращающийся элемент индикации (индикаторные диски, индикаторные колеса) может осуществляться как с помощью зубчатого зацепления, так и с помощью механической пары кривошип - дышло.
Устройство позиционной индикации на примере индикации дней недели и с индикаторными элементами в виде зубчатых колес функционирует следующим образом (фиг.14).
От суточного колеса 11 часового механизма, делающего один оборот в сутки, движение передается через штифт 16 на звездочку дней недели 10, которая имеет 7 зубьев и поворачивается на угол 360/7 один раз в сутки. Звездочка имеет фиксатор 12, который позволяет ей фиксироваться в одном положении.
На звездочку дней недели 10 насажено колесо, которое сопряжено зубчатой передачей с цепочкой зубчатых индикаторных колес 9.
К оси крайнего индикаторного колеса 9 прижата пружина выборки люфтов 13, выбирающая люфты при повороте колес.
На каждом индикаторном колесе 9 имеется цветная метка, необходимой формы и размеров, но занимающая не более 1/7 сектора колеса (соответственно количеству индицируемых позиций дней недели).
Индикаторные колеса 9 расположены таким образом, чтобы при повороте звездочки дней недели на один зуб цветные метки на индикаторных колесах 9 последовательно занимали соответствующие места под апертурами 7 циферблата. Каждое их индикаторных колес совершает полный оборот за необходимый период, в данном случае за 7 дней. На циферблате в соответствующих апертурах цветные метки последовательно сменяют друг друга ежедневно, показывая соответствующий день недели.
В случае конструкции с дышлом и кривошипами фиг.15, кривошипы с метками совершают оборот также за установленный период.
Основное достоинство конструкции - это произвольное расположение меток, например прямая, зигзагообразная, дугообразная и пр.
Первоначально метки индикаторных элементов выставляются следующим образом:
Индикаторные колеса расположены таким образом, чтобы при повороте звездочки на один зуб метки занимали последовательно места под апертурами 7 на циферблате.
На чертежах рассмотрены два варианта конструктивного исполнения устройства позиционной индикации - с зубчатой передачей (фиг.14) и с кривошипами (фиг.15).
Во всех вариантах конструктивного исполнения патентуемое устройство позиционной индикации приводится во вращательное движение от вращающегося вала оси минут, часов, индикатора запаса хода, календарного устройства, устройства индикации лунных фаз и так далее, существующих в базовом исполнении конструкции соответствующего часового механизма.
Во всех вариантах конструктивного исполнения патентуемое устройство позиционной индикации приводится во вращательное движение посредством углового вращения соответствующего вала базового часового механизма путем его преобразование во вращательное движение колес индикации.
В варианте конструктивного исполнения с зубчатыми передачами индикаторные колеса с метками входят в зацепление друг с другом - в этом случае колеса совершают при переходе с одной фазы периода на другую разнонаправленные чередующиеся движения, в этом случае при сборке индикаторные колеса устанавливаются таким образом, чтобы в каждой последовательной фазе движения метка в одной апертуре сменяла другую, т.е. в группе апертур находилась только одна метка. Пример расположения индикаторных колес в динамике указан на фиг.10, 11.
При использования конструкции с кривошипом (фиг.15) индикаторные колеса  совершают однонаправленное движение. Здесь результат установки, как указано выше, и каждое колесо с меткой устанавливается на одну фазу назад.
Предлагаемые оригинальные конструкции устройства позиционной индикации различных временных интервалов для часов и часы с устройством позиционной индикации обеспечивают уверенное решение поставленной задачи, а именно - создание и использование специального встраиваемого в механические часы устройства визуальной позиционной индикации с возможностью визуальной позиционной индикации различной временной информации и/или различных периодов времени - часов, минут, дня/ночи, ночи/утра/дня/вечера, дней недели, дней месяца, лунных фаз, запаса хода, определенных интервалов времени, например времени регаты или игрового спортивного состязания
В качестве вариантов исполнения отдельных деталей, узлов часового механизма и привода часов могут быть использованы известные и традиционные для часового производства технологии, материалы и конструктивные решения, известные в часовой технике [24, 25, 26, 27]
Таким образом, учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, заявленная группа изобретений, по нашему мнению, удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.
Кроме того, анализ совокупности существенных признаков изобретения и достигаемого при их использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между устройством позиционной индикации для часов и часы с устройством позиционной индикации (одно устройство используется в другом устройстве), что позволяет объединить изобретения в одной заявке с обеспечением соответствия требованию критерия единства изобретения.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. GB 2017356, G04B 19/247 1979-10-03.
2. http://chinim-chasi.ru/Principialnaya_shema_chasovogo_mehanizma/index.html
3. «La Montre: Principes et Methodes de Fabrication», George Daniels, 1993, стр.266-270.
4. «La Montre: Principes et Methodes de Fabrication», George Daniels, 1993.
5. Тарасов С.В. Приборы времени. Учебник для техникумов по специальности «Производство приборов времени». М., «Машиностроение», 1976, 376 с. с ил. 247 стр., стр.139.
6. RU 2280886 G04B 9/00, опубл. 27.07.2006, Заявка РСТ IB 02/00600 28.02.2002.
7. RU 2364908 G04B 9/00, опубл. 20.08.2009, Заявка РСТ ЕР 2005/00309020050323.
8. RU 2340924, G04B 1/00, опубл. 10.12.2008, Конвенционный приоритет: 27.03.2003 СН 20030535/03
9. Европейский патент 851320, кл. МПК G04B 9/00, приоритет 20.12.96, опубл. 01.07.98.
10. А.с. 275849, кл. МПК G04B 9/00, приоритет 02.07.69, опубл. 03.07.1970, БИ 22.
11. RU 2003117456, G04B 1/00, опубл. 10.12.2004, Конвенционный приоритет: 22.05.2001 ЕР 01810508, Заявка РСТ IB 02/00600 28.02.2002.
12. RU 2213989, G04B 9/00, опубл. 20.06.2003.
13. http://ru.wikipedia.org/wiki/МЕХАНИЧЕСКИЕ ЧАСЫ.
14. RU 2234724 G04B 19/24, опубл. 20.08.2004, Заявка РСТ ЕР 01/03884 (05.04.2001), WO 01/77756 (18.10.2001).
15. RU 2403605 G04B 19/247, опубл. 10.11.2010, Заявка РСТ IB 2006/003327 20061120, WO 2007/05777620070524.
16. RU 2010143809, G04B 27/04, опубл. 27.06.2012, Заявка РСТ ЕР 2009/05582120090514, WO 2009/141262 20091126.
17. http://www.aquastar.ch/en/popregate70.asp
18. http://forums.watchuseek.com/f29/wyler-vetta-la-giraglia-regatta-watch-255630.html
19. http://www.ochsundjunior.ch/watches/moon-phase/design/
20. US 7196973, G04B 19/26 G04B 49/00, опубл. 27.03.2007
21. US 7196973, G04B 19/26 G04B 49/00, опубл. 27.03.2007
22. US 7196973, G04B 19/26 G04B 49/00, опубл. 27.03.2007
23. RU 238699, G04C 17/00, опубл. 20.04.2010, Заявка РСТ: ЕР 2006/062669, 2006.05.29 (прототип).
24. Харитончук А.П. Справочная книга по ремонту часов, Москва, 1977, стр.18, 21.
25. Романов А.Д. Проектирование приборов времени. Москва, 1975, стр.140.
26. Тарасов С.В. Технология часового производства, Москва, 1963.
27. Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов, Москва, 1989.