УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ТЕКУЩЕГО УРАВНЕНИЯ ВРЕМЕНИ И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ
UNIVERSAL MECHANISM FOR CURRENT TIME CONTROL AND METHOD FOR INSTALLATION THEREOF

Область применения изобретения
Предметом настоящего изобретения является универсальный механизм текущего уравнения времени. Точнее говоря, предметом настоящего изобретения является механизм текущего уравнения времени, точно показывающий время, когда солнце находится в зените, независимо от положения по долготе пользователя часов относительно центра временной зоны, в которой находится пользователь в данный момент.
Уровень техники
В пределах одной и той же временной зоны солнце находится в зените в различное время, в зависимости от того, где находится человек, а именно: на крайнем востоке, в центре или на крайнем западе данной временной зоны. Существующая разница по времени между двумя крайними положениями составляет 59 минут.
Кроме того, область, в которой находится пользователь, может быть не согласованной с официальным временем данного часового пояса. Именно такой случай мы наблюдаем, например, в Швейцарии, у которой, хотя она и находится во временной зоне по Гринвичу, имеется одночасовое расхождение по времени с официальным временем часового пояса.
В других странах имеется только одно официальное время, но их территория охватывает несколько временных зон.
И, наконец, в некоторых странах время изменяется в зависимости от времени года (летнее время/зимнее время).
Например, для кого-то в Невшателе (Швейцария) 23-го июля солнце будет находиться в зените в 14:38 по гражданскому времени, а именно: 12 часов (время часового пояса) +2 часа (летнее время) - 28 минут (время на долготе Невшателя, 7°) +6 минут (разность относительно текущего уравнения времени). И, наоборот, для кого-то в Лондоне в тот же день солнце будет находиться в зените в 13:06 по гражданскому времени, а именно: 12 часов (время часового пояса) +1 час (летнее время) +0 минут (время на долготе Лондона, 0°) +6 минут (разность относительно текущего уравнения времени). И это несмотря на то, что Невшатель и Лондон расположены в одной и той же временной зоне.
На Фиг.1, 2 и 3 показано дифференциальное устройство известного уровня техники, в котором используется универсальный механизм текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
Данное дифференциальное устройство подробно описано в европейской патентной заявке №1286233. Как видим, на Фиг.1, 2 и 3, приложенных к данной патентной заявке и взятых из вышеуказанной европейской патентной заявки, показан, в частности, кулачок 1 уравнения времени, профиль которого определяется разностью (для каждого дня года) между средним солнечным временем, или гражданским временем, и истинным солнечным временем.
Действительно, как хорошо известно, существует разница между истинным солнечным временем, которое представляет собой время между двумя последовательными проходами солнца над меридианом в одной и той же точке и средним солнечным временем, или гражданским временем, которое представляет собой среднюю продолжительность в году всех истинных солнечных суток. Эта разность между гражданским временем и истинным временем достигает +14 минут 22 секунды 11-го февраля и - 16 минут 23 секунды 4-го ноября. Из года в год данные значения незначительно изменяются.
Кулачок 1 уравнения времени приводится во вращение со скоростью 1 оборот/год непрерывно действующим устройством индикации даты, встроенным в часовой механизм. К кулачку 1 прикреплен диск 2 месяца, вращающийся с такой же скоростью, что и кулачок 1, и позволяющий установить кулачок 1 в положение, соответствующее дате, указываемой устройством индикации даты, так что минутная стрелка 4 солнечного времени показывает точное солнечное время.
Непрерывно действующее устройство индикации даты может быть устройством любого известного типа и не будет описываться здесь в полном объеме. Для четкого понимания принципа работы достаточно знать, что данное устройство индикации даты вращает кулачок 1 уравнения времени со скоростью 1 полный оборот в год. Однако в целях иллюстрации на чертеже представлено колесо 6 даты, приводящее во вращение стрелку 8, которая показывает дату (с 1 по 31 число). Данное колесо 6 даты вращается со скоростью один полный оборот в месяц. Оно приводится в действие устройством индикации даты через промежуточное ведомое колесо 10 даты с целью изменения направления вращения и редуктором 12 для снижения скорости вращения от одного полного оборота в месяц до одного полного оборота в год.
Привод минутной стрелки 4 солнечного времени осуществляется от дифференциала 14, в качестве соответствующих входных механизмов которого служат зубчатая передача 16, приводящая минутную стрелку гражданского времени 18, и рейка 20, взаимодействующая с кулачком 1 уравнения времени (рейка 20 показана на Фиг.1 в обоих своих крайних положениях, соответственно сплошной и пунктирно-штриховой линиями). Точнее, как показано на Фиг.1, дифференциал 14 содержит, по меньшей мере, одну и предпочтительно две планетарные шестерни 22, приводимые в движение от часового механизма. Данные две планетарные шестерни 22 могут вращаться относительно своих осей и перекатываться по внутреннему зубчатому венцу 24 шестерни 26 уравнения времени. Последний также имеет на своей внешней периферии первый зубчатый сектор 28, с помощью которого он взаимодействует со вторым зубчатым сектором 30, расположенным на одном из концов рейки 20. Данная рейка 20 подвергается возвращающему действию пружины (не показана), прикрепленной к корпусу часов и прижимающей упорный стержень 32 на противоположном конце указанной рейки 20 к периферии кулачка текущего уравнения времени 1. Зубчатая передача индикатора солнечного времени содержит шестерню 34, установленную в центре дифференциала 14 и вращаемую валом 36. Данная шестерня 34 индикатора солнечного времени находится в зацеплении с планетарными шестернями 22. Кроме того, на ней установлено индикаторное колесо 38, которое входит в зацепление с приводным трибом 40, от трубки которого приводится минутная стрелка солнечного времени 4. Данная зубчатая передача 38, 40 возвращает индикатор солнечного времени в центр 42 часового механизма, таким образом, чтобы минутная стрелка 4 солнечного времени находилась на одной оси вращения с минутной стрелкой 18 гражданского времени.
Вышеописанный механизм текущего уравнения времени работает следующим образом.
При нормальном режиме работы часов кулачок уравнения времени 1, рейка уравнения времени 20 и, следовательно, зубчатая передача уравнения времени 26 неподвижны. Однако часовой механизм приводит во вращение планетарные шестерни 22. Таким образом, они вращаются сами по себе и перекатываются по внутреннему зубчатому венцу 24 шестерни уравнения времени 26, вращая шестерню солнечного времени 34, что позволяет минутной стрелке солнечного времени 4 вращаться одновременно с минутной стрелкой гражданского времени 18. Таким образом, разность показаний стрелки солнечного времени 4 и стрелки гражданского времени 18 остается постоянной в течение 24 часов.
Один раз в сутки, приблизительно в полночь, кулачок текущего уравнения времени 1 поворачивается, приводимый устройством индикации даты, что изменяет индикацию даты с текущей на следующую. Точно в этот момент упорный стержень 32, находящийся в контакте с периферией кулачка 1, в свою очередь, поворачивает рейку 20. При повороте указанная рейка 20 приводит во вращение шестерню уравнения времени 26. Планетарные шестерни 22, практически неподвижные в течение этого краткого временного интервала (они совершают один полный оборот в час), поворачиваются вокруг своих осей, будучи приводимыми шестерней 26 уравнения времени, и, в свою очередь, поворачивают шестерню 34 индикации солнечного времени, чтобы снова установить минутную стрелку 4 солнечного времени точно в требуемое положение.
Таким образом, описанный выше механизм текущего уравнения времени способен в любой момент времени показывать разницу между средним солнечным временем и истинным временем с помощью минутной стрелки гражданского времени и минутной стрелки солнечного времени. Однако механизм текущего уравнения времени не показывает гражданское время, в которое солнце находится в зените согласно положению по долготе места, где находится пользователь в пределах данной временной зоны.
Краткое изложение сущности изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение данной проблемы путем создания механизма текущего уравнения времени, способного производить индикацию разницы в часах и минутах между гражданским временем и истинным временем, в любое время и независимо от положения пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой он находится.
Таким образом, предметом настоящего изобретения является универсальный механизм текущего уравнения времени, содержащий дифференциальное устройство, первым входным устройством которого является приводной триб минут гражданского времени, а вторым входным устройством является кулачок текущего уравнения времени, причем дифференциальное устройство выдает минутное значение текущего уравнения времени, показывающее разность для данных суток между гражданским временем и солнечным временем; триб минутного значения текущего уравнения времени приводит триб истинного минутного значения текущего уравнения времени, который посредством механизма передачи истинного уравнения приводит триб истинного часового значения текущего уравнения времени; приводной минутный триб гражданского времени, приводящий посредством колесной пары механизма передачи, часового колеса гражданского времени, фиксирующей пружины, соединенной с часовым колесом истинного текущего уравнения, взаимодействующего с храповиком с двенадцатью зубьями, соединенным с валом с установленной на нем часовой стрелкой истинного текущего уравнения времени, колесо временной зоны также соединено с валом, на котором установлена часовая стрелка истинного текущего уравнения времени; передача разности по времени и индикации соединена с механизмом передачи истинного уравнения времени для установки в часовом значении истинного текущего уравнения времени временной разницы, обусловленной положением пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в котором находится пользователь; колесо временной зоны дает возможность установки разности по времени между часовым значением истинного времени текущего уравнения времени и часовым значением гражданского времени в месте, где находится пользователь, 1-часовыми шагами вперед или назад на вал, на котором установлена часовая стрелка истинного времени текущего уравнения времени.
Согласно данным отличительным признакам настоящее изобретение предлагает универсальный механизм текущего уравнения времени, способное не только осуществлять индикацию разности между гражданским временем и солнечным временем, но также учитывать разность между гражданским временем и солнечным временем в зависимости от положения пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой находится пользователь. Таким образом, универсальный механизм текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению может осуществлять индикацию в любое время разности в часах и минутах между гражданским временем в том месте в пределах временной зоны, в котором находится пользователь, и солнечным временем.
Краткое описание чертежей
Остальные отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием одного из вариантов исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению, приводимого лишь в качестве неограничивающего примера, со ссылками на приложенные чертежи, а именно:
- Фиг.1 - вид в плане устройства текущего уравнения времени, в котором используется универсальный механизм текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
- Фиг.2 - первый разрез механизма текущего уравнения времени, показанного на Фиг.1.
- Фиг.3 - разрез, аналогичный показанному на Фиг.2, на котором представлена часть устройства индикации даты.
- Фиг.4А, 4В и 4С - первый вариант исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
- Фиг.5А, 5В и 5С - второй вариант исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Основой настоящего изобретения является общая идея, заключающаяся в создании универсального механизма текущего уравнения времени, при индикации солнечного времени учитывающего не только разницы между гражданским временем и солнечным временем в часах и минутах, но и разницы по времени, обусловленной положением пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой он находится, а также разницы, связанной с любой разницей между гражданским временем в месте, где находится пользователь, и официальным временем в центре данной временной зоны.
На Фиг.4А, 4В и 4С представлен первый вариант исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
На Фиг.5А, 5В и 5С показан второй вариант исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению.
На Фиг.4А показана схема механизма текущего уравнения времени согласно известному уровню техники, содержащего дифференциальное устройство 44, соответствующими входными устройствами которого являются приводной триб 46, приводящий в движение минутную стрелку 48 гражданского времени, и кулачок 50 уравнения времени. Выходным сигналом дифференциального устройства 55 является минутное значение текущего уравнения времени 52. Как было указано выше, минутное значение текущего уравнения времени 52 показывает разность для данных суток между гражданским временем и солнечным временем. Эта разность между гражданским временем и солнечным временем составляет +14 минут 22 секунды 11-го февраля и - 16 минут 23 секунды 4-го ноября.
К разности между гражданским временем и солнечным временем добавляется разница, обусловленная положением пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой он находится. Действительно, при ширине временной зоны 15°, это соответствует периоду времени, равному 1 час, так что солнце входит в данную временную зону на 30 минут раньше официального времени часового пояса и покидает данную зону на 30 минут позже официального времени данного часового пояса.
Вот почему, как показано на Фиг.4В, вал 52 минутного значения текущего уравнения времени приводит с помощью трения (зубчатого венца) триб 56 истинного минутного значения текущего уравнения времени. Данный приводной триб 56 минутного значения текущего уравнения времени отличается от минутного значения текущего уравнения времени 52 тем, что он учитывает не только разницу для данных суток между гражданским временем и солнечным временем, но и положение пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой находится пользователь. Приводной триб 56 минутного значения текущего уравнения времени, в свою очередь, с помощью механизма передачи 58 приводит в движение триб 60 часового значения истинного текущего уравнения времени.
Включаемая пользователем зубчатая передача 62 соединена с механизмом передачи 58 истинного текущего уравнения времени. В соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения зубчатая передача 62 непосредственно соединена с приводным трибом 56 минутного значения текущего уравнения времени. Данная зубчатая передача 62 перемещает трибы 56, 60 соответственно минутного и часового значений текущего уравнения времени в соответствии с положением пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой он находится. Таким образом, как показано на Фиг.4С, зубчатая передача 62 производит индикацию одного или двух параметров. Первое колесо 64 зубчатой передачи 62 производит индикацию разницы ±7,5° положения пользователя по долготе относительно центра временной зоны (с учетом того, что ширина каждой временной зоны составляет 15°) и, при необходимости, другое колесо 66 зубчатой передачи 62 может производить индикацию направления ′′восток-запад′′ разности по времени относительно центра временной зоны.
Введение зимнего/летнего времени или просто времени, отличающегося от официального времени часового пояса, рассмотрим со ссылкой на Фиг.4В.
Часы согласно настоящему изобретению оснащены, по меньшей мере, одним заводным валиком (не показан), который во вдвинутом положении обеспечивает возможность заводки часов, а в первом выдвинутом положении обеспечивает возможность установки даты. Как будет показано ниже, во втором выдвинутом положении Т2 заводной валик дает возможность настройки разности между гражданским временем в месте, где находится пользователь, и официальным временем в центре временной зоны, а в третьем выдвинутом положении Т3 заводной валик обеспечивает возможность установки показаний времени часов, то есть установки часов на время в том месте, где находится пользователь в данный момент.
Приводной триб 46, приводящий минутную стрелку 48 гражданского времени, приводит с передаточным отношением 1:12, с помощью колесной пары 68 механизма передачи, колесо 70 индикации часов гражданского времени. Установка времени на часах производится с помощью заводного валика в положении Т3 и колесной пары 68 механизма передачи. При нахождении валика в положении Т3 пользователь воздействует на колесную пару 68 механизма передачи, регулируя гражданские минуты 48 и гражданские часы 70, чтобы указанные значения гражданских часов и минут совпадали с текущим временем в месте в пределах временной зоны, в которой пользователь находится.
При вращении колесная пара 68 механизма передачи приводит приводной триб 46, который является одним из входных механизмов дифференциального устройства 44. Следовательно, вращение приводного триба 46 приводит к вращению триба 52 минутного значения текущего уравнения времени, который, в свою очередь, приводит триб 56 минутного значения истинного текущего уравнения времени и триб 60 часового значения истинного текущего уравнения времени. Ясно, что на данном этапе настройки часов триб 52 минутного значения текущего уравнения времени учитывает разницу для данных суток между гражданским временем и солнечным временем, а также местонахождение пользователя по долготе относительно центра временной зоны, в которой он находится. Учет разницы между гражданским временем и солнечным временем обеспечивается дифференциальным устройством 44, а разница по времени, обусловленная местонахождением пользователя по долготе относительно центра временной зоны, программируется пользователем с помощью зубчатой передачи 62, соединенной с механизмом передачи 58 истинного текущего уравнения времени.
Следует отметить, что при ручной настройке, т.е. при установке различных стрелок на фабрике, обеспечивается установка устройства индикации данных на один из четырех дней в году, когда разность между гражданским временем и солнечным временем является нулевой. В данном случае, когда стрелки 48 и 70 гражданского времени устанавливаются на полдень с помощью заводного валика в положении Т3, триб 60 часового значения истинного текущего уравнения времени и приводной триб 56 минутного значения текущего уравнения времени также устанавливаются на полдень.
Когда минутная стрелка 48 и часовая стрелка 70 гражданского времени установлены на индикацию текущего времени в местности, в которой находится пользователь часов, с помощью вращения заводного валика, находящегося в положении Т3, необходимо программировать разницу между гражданским временем и официальным временем в центре временной зоны. Следует напомнить, что данная разность связана с разностью между гражданским временем в месте расположения пользователя в пределах временной зоны и временем в центре данной временной зоны. Например, для пользователя, находящегося в Швейцарии, эта разность составляет +1 час в зимнее время и +2 часа в летнее время.
Таким образом, на колесе 72 часового значения истинного текущего уравнения времени, установленном с возможностью вращения на вале триба 60 часового значения истинного текущего уравнения времени, расположена фиксирующая пружина 74, приводящая храповик 76 с 12 зубьями, соединенными с валом триба 60 часового значения истинного текущего уравнения времени. На валу триба 60 часового значения истинного текущего уравнения времени также закреплена часовая стрелка 78 истинного текущего уравнения времени и колесо 80 временной зоны, имеющее такое же количество зубьев, что и колесо 72 часового значения истинного текущего уравнения времени.
Сдвиг триба 60 часового значения истинного текущего уравнения времени или изменение времени при переходе с зимнего на летнее (или с летнего на зимнее) время производится посредством сдвигания заводного валика, находящегося в положении Т2, и колеса 80 временной зоны вперед или назад 1-часовыми шагами; храповик 76 имеет 12 зубьев, перемещающихся при переходе от одного шага к другому на фиксирующей пружине, и совершает 1/12 оборота на каждом шаге.
На данном этапе гражданское время часов было установлено равным времени в области нахождения пользователя в пределах временной зоны, где находится данная область; далее производится регулировка следующих параметров: разности в минутах между гражданским временем и солнечным временем, затем разности, обусловленной местоположением по долготе пользователя в пределах временной зоны, и, наконец, разности между гражданским временем в месте в пределах временной зоны, где находится пользователь, и официальным временем в центре данной временной зоны. Теперь, наконец, часы показывают гражданское время и разницу между гражданским временем и истинным солнечным временем.
На Фиг.5А, 5В и 5С показан второй вариант исполнения универсального механизма текущего уравнения времени согласно настоящему изобретению. Данный второй вариант осуществления настоящего изобретения отличается от первого варианта, показанного на Фиг.4А, 4В и 4С, только тем, что минутная стрелка 82 истинного времени установлена на трубке приводного триба 56 минутного значения текущего уравнения времени. Данная минутная стрелка 82 истинного времени перемещается над диском 84 индикации разности, установленным на трубку приводного триба 52 минутного значения текущего уравнения времени. Диск 84 индикации разности служит для индикации разницы ±7,5° по местоположению пользователя относительно центра временной зоны (при условии, что ширина каждой временной зоны составляет 15°), а также индикации ′′восток-запад′′ разности относительно центра временной зоны.
Говоря точнее, очевидно, что при нахождении пользователя в центре временной зоны минутная стрелка 82 истинного времени будет указывать на нулевую отметку на диске 84 индикации разности. Ясно также, что минутная стрелка 82 истинного времени и диск 84 индикации разности смещаются на значительную величину ±15 минут относительно минутной стрелки 48 гражданского времени, чтобы показывать разность для данных суток между гражданским временем и солнечным временем. Эта разность между гражданским временем и солнечным временем составляет +14 минут 22 секунды 11-го февраля и - 16 минут 23 секунды 4-го ноября. Далее, минутная стрелка 82 истинного времени задействуется независимо на диске 84 индикации разности, чтобы запрограммировать с помощью зубчатой передачи 62 разности и индикации различие ′′восток-запад′′ по положению пользователя относительно центра временной зоны. Предположим, например, что сегодня 21 июня. Известно, что в этот день гражданское минутное время опережает солнечное время на две минуты. Следовательно, если минутная стрелка 48 гражданского времени указывает на нулевую отметку, минутная стрелка 82 истинного времени и диск 84 индикации разности будут показывать разность, равную -2 минутам. Если мы предположим, что пользователь, например, находится на 4° по долготе к востоку от центра временной зоны, будет задействована только минутная стрелка 82 истинного времени, чтобы переместить ее в положение 4° долготы к востоку на диске 84 индикации разности. Следовательно, если 21-го июня пользователь находится на 4° по долготе к востоку от центра временной зоны, минутная стрелка 48 гражданского времени будет указывать на ноль, а нулевая отметка диска 84 индикации разности будет смещена на -2 минуты относительно минутной стрелки 48 гражданского времени и минутная стрелка 82 истинного времени будет смещена на 4° долготы к востоку от центра диска 84 индикации разности, т.е. на +16 минут. И, наконец, минутная стрелка 82 истинного времени будет смещена на +14 минут относительно минутной стрелки 48 гражданского времени.
Настоящее изобретение не ограничивается описанным выше вариантом его осуществления, и специалистам в данной области техники будут очевидны различные возможные простые изменения и модификации без выхода за пределы объема изобретения, определяемого пунктами приложенной формулы изобретения. В частности, следует отметить, что при нахождении заводного валика в положении Т3 задействуются минутная стрелка 48 и часовая стрелка 70 гражданского времени. Таким образом, заводной валик содержит подвижную шестерню, воздействующую через первую зубчатую передачу на колесную пару 68 механизма передачи. Аналогичным образом, в положении Т2 заводного валика вводят разность между гражданским временем в месте, где находится пользователь, и официальным временем данного часового пояса. Для этого подвижная шестерня заводного валика посредством второй зубчатой передачи воздействует на колесо 80 временной зоны.