ПРУЖИННЫЙ БАЛАНС ДЛЯ ЧАСОВ
SPRING BALANCE FOR CLOCK

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение касается блока часов, включающего в себя по меньшей мере одну колонку балансовой пружины, содержащую средства крепления к платине или к мосту, причем вышеупомянутый блок включает в себя по меньшей мере одну балансовую пружину часов, содержащую по меньшей мере одну ленту, намотанную витками между внутренним концом и наружным концом, причем вышеупомянутый внутренний конец, неподвижно прикрепленный к колодке (втулке), способен поворотным образом перемещаться вокруг оси вращения, а вышеупомянутый наружный конец неподвижно прикреплен к вышеупомянутой колонке балансовой пружины, причем вышеупомянутая колонка балансовой пружины и/или вышеупомянутая колодка включает в себя тормозные средства, предназначенные для взаимодействия с по меньшей мере первым витком из вышеупомянутых витков во время ускорений, вызванных скручиванием или раскручиванием вышеупомянутой балансовой пружины, которые больше, чем установленные заданные значения, для изменения результирующей жесткости вышеупомянутой балансовой пружины, когда число ее активных витков изменяется путем локального присоединения по меньшей мере вышеупомянутого первого витка к вышеупомянутым тормозным средствам.
Данное изобретение также касается ходового механизма часов, включающего в себя по меньшей мере один блок часов этого типа.
Данное изобретение также касается часов, включающих в себя по меньшей мере один ходовой механизм этого типа и/или по меньшей мере одни блок часов этого типа.
Данное изобретение также касается области часовых механизмов, а более конкретно регулирующих элементов для карманных или наручных часов.
Уровень техники
В механических наручных часах регулирующие элементы, в частности спусковые устройства (спуски), должны удовлетворять нескольким критериям «эксплуатационной надежности». Одно из предохранительных устройств обеспечения надежности, антизаклинивающая система, предназначена для предотвращения углового выдвижения баланса дальше нормального угла поворота.
Техническая задача заключается в разработке предохранительного механизма, в частности антизаклинивающей системы, которая ограничивает угол поворота баланса во время чрезмерных ускорений, в частности в случае ударов, а именно для спуска с фиксатором. Антизаклинивающий механизм должен быть способен действовать в обоих направлениях поворота баланса, т.е. как во время раскручивания, так и во время скручивания балансовой пружины.
Одно решение заключается в изменении геометрии балансовой пружины, заставляя приливы следующих друг за другом витков взаимодействовать в контакте, для того чтобы сделать некоторые витки неактивными и тем самым изменять жесткость балансовой пружины и ее реакцию на импульсы. Механизм этого типа, способный ограничивать угловое перемещение баланса в обоих направлениях поворота, известен из EP 2434353 A1, который описывает антизаклинивающуюся балансовую пружину, в которой пазы, принадлежащие следующим друг за другом виткам, взаимодействуют друг с другом как во время скручивания, так и во время раскручивания балансовой пружины.
Заявка США 2009/116343 A1 описывает балансовую пружину, содержащую на ее наружном витке колонку балансовой пружины, включающую в себя два язычка, которые могут входить в контакт с балансовой пружиной во время растяжений или сжатий пружины, которые являются большими, чем нормальные, и тем самым изменять ее активную длину.
EP 1857891 A1 описывает неразъемный блок балансовой пружины и колодки, причем наружный контур колодки содержит по меньшей мере один стопорный элемент, с которым балансовая пружина взаимодействует в контакте в случае удара перед превышением предела упругости внутреннего витка.
EP 1818736 A1 описывает амортизирующую удары колодку, ассиметричный контур которой следует за внутренним витком балансовой пружины по существу на постоянном расстоянии, причем вышеупомянутый контур способен принимать форму кривой, снабженной дискретными опорными точками.
Документ США 3041819 A описывает пружинный баланс, в котором рычаг баланса содержит штифт, снабженный уравновешенной полоской, причем вышеупомянутая полоска предназначена, согласно ее угловой ориентации относительно рычага, для прикладывания тормозного усилия для предотвращения заклинивания, причем в одном варианте наружный виток балансовой пружины содержит блок, способный взаимодействовать со штифтом, содержащимся в рычаге баланса.
Цель данного изобретения - улучшить эксплуатационную надежность, при этом лишь немного распределяя инерцию баланса, путем ограничения его углового перемещения в обоих направлениях вращения.
Краткое описание изобретения
Для достижения этих целей изобретение касается блока часов, включающего в себя по меньшей мере одну колонку балансовой пружины, содержащую средства крепления к платине или к мосту, причем вышеупомянутый блок включает в себя по меньшей мере одну балансовую пружину часов, содержащую по меньшей мере одну ленту, намотанную витками между внутренним концом и наружным концом, причем вышеупомянутый внутренний конец, неподвижно прикрепленный к колодке, способен поворотным образом перемещаться вокруг оси вращения, а вышеупомянутый наружный конец неподвижно прикреплен к вышеупомянутой колонке балансовой пружины, причем вышеупомянутая колонка балансовой пружины и/или вышеупомянутая колодка включает в себя тормозные средства, предназначенные для взаимодействия с по меньшей мере первым витком из вышеупомянутых витков во время ускорений, вызванных скручиванием или раскручиванием вышеупомянутой балансовой пружины, которые больше, чем установленные заданные значения, для изменения результирующей жесткости вышеупомянутой балансовой пружины, когда число ее активных витков изменяется путем локального присоединения по меньшей мере вышеупомянутого первого витка к вышеупомянутым тормозным средствам, характеризующегося тем, что вышеупомянутая колодка включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок и по меньшей мере второй наружный язычок, каждый из которых содержит вышеупомянутые тормозные средства, и тем, что вышеупомянутые тормозные средства расположены на по меньшей мере первом внутреннем язычке и по меньшей мере втором наружном язычке, содержащихся соответственно в вышеупомянутой колонке балансовой пружины и/или в вышеупомянутой колодке.
Согласно характерной особенности данного изобретения вышеупомянутый блок часов включает в себя узел пружинного баланса, содержащий по меньшей мере один баланс, поворачивающийся вокруг вышеупомянутой оси, и к которому неподвижно прикреплен вышеупомянутый внутренний конец или вышеупомянутый наружный конец вышеупомянутой балансовой пружины, и амплитуда поворота вышеупомянутого баланса составляет менее 360°.
Данное изобретение также касается ходового механизма часов, включающего в себя по меньшей мере один блок часов этого типа.
Данное изобретение также касается часов, включающих в себя по меньшей мере один ходовой механизм этого типа и/или по меньшей мере один блок часов этого типа.
Краткое описание чертежей
Прочие характерные особенности и преимущества данного изобретения будут очевидны после изучения последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 показан схематический вид в плане блока часов, выполненного согласно данному изобретению, содержащего балансовую пружину, предназначенную для колебательного перемещения вокруг оси вращения и прикрепленную ее наружным концом к колонке балансовой пружины, которая содержит тормозные средства, предназначенные для изменения результирующей жесткости балансовой пружины в случае большей, чем нормальная, амплитуды, которая может быть вызвана ударом или импульсом, который является слишком большим, когда виток балансовой пружины входит в контакт с тормозными средствами; вышеупомянутые тормозные средства присутствуют в варианте, в котором колонка балансовой пружины включает в себя внутренний язычок и наружный язычок, каждый из которых содержит выпуклую и соответственно вогнутую фрикционную дорожку.
На фиг. 2 показан схематический вид, аналогичный фиг. 1, блока часов согласно данному изобретению, в котором аналогичные тормозные средства расположены вблизи внутреннего витка балансовой пружины, неподвижно прикрепленного к колодке для крепления к балансу.
На фиг. 3 показан схематический вид комбинации вариантов осуществления данного изобретения, изображенных на фиг. 1 и 2.
На фиг. 4 показан схематический вид, аналогичный фиг. 1, детали другого варианта, в котором балансовая пружина включает в себя дополняющие по форме фрикционные средства, такие как выступающая часть балансовой пружины, предназначенные для взаимодействия с поверхностями трения в проеме, содержащемся во внутреннем язычке и наружном язычке.
На фиг. 5 показана блок-схема часов, в частности карманных или наручных часов, содержащих ходовой механизм, который включает в себя блок часов, выполненный согласно варианту, изображенному на фиг. 3, и в котором балансовая пружина прикреплена с помощью колодки на ее внутреннем конце к балансу.
Осуществление изобретения
Данное изобретение касается области часовых механизмов, а более конкретно регулирующих элементов для карманных или наручных часов.
Цель данного изобретения - улучшить эксплуатационную надежность осциллирующего механизма или механизма запасания энергии, содержащего балансовую пружину, в частности механизм пружинного баланса.
Примененный принцип заключается в изменении результирующей жесткости пружины в случае большей, чем нормальная, амплитуды, которая может быть вызвана ударом или импульсом, который является слишком большим, когда инцидент происходит в условиях использования, которые отличаются от нормальной работы, и в частности во время высоких ускорений или удара.
Изменение жесткости балансовой пружины может иметь другие применения и данное техническое описание, которое касается предпочтительного применения данного изобретения к антизаклинивающей системе спускового механизма, никоим образом не является ограничивающим рамки изобретения.
Цель применения к пружинному балансу заключается в ограничении угла поворота баланса в механических карманных или наручных часах заданным углом, в частности для амплитуд, превышающих 360°. Предел углового перемещения достигается в обоих направлениях вращения без изменения величины инерции баланса. Предполагается, что пружинный баланс является «свободным» во время его нормального углового перемещения (относительно антизаклинивающей системы) из-за того факта, что вышеупомянутая система не вызывает никаких ударов во время нормального перемещения пружинного баланса.
Принцип предложенной системы основывается на изменении геометрии балансовой пружины. Во время раскручивания или скручивания балансовой пружины из-за вращения баланса между витками происходит относительное угловое и радиальное перемещение.
Описанная выше система ограничивает число активных витков согласно углу поворота и согласно перемещению витков. Жесткость балансовой пружины может быть, таким образом, мгновенно изменена согласно углу поворота.
Блок 1 часов, описанный здесь, имеет стопорную систему, основанную на абсолютном радиальном перемещении балансовой пружины 4. Ее применение касается первого наружного витка или витков балансовой пружины.
Тщательно разработанная конструкция обеспечивает, что центр тяжести балансовой пружины является уравновешенным. Геометрия, распределение, положение и число стопорных поверхностей требуют подробного конструирования, и настоящий документ просто приводит обзор данного принципа.
Изготовление этого типа балансовой пружины основано на способах микроизготовления, позволяющих обеспечить большую степень свободы конструирования плоских деталей. Возможно изготовить этот тип балансовой пружины, используя технологию изготовления кремниевых приборов. Данное изобретение не ограничено этой технологией. Могут быть использованы способы «LIGA» (литография, гальванопластика и формовка) и другие способы микроизготовления, используемые в настоящее время для компонентов часов и, в частности, спусковых механизмов.
Данное изобретение касается блока 1 часов. Он включает в себя по меньшей мере одну колонку 3 балансовой пружины, содержащую средства крепления к платине 2 или мосту.
Блок 1 включает в себя по меньшей мере одну балансовую пружину 4 часов, которая, в свою очередь, включает в себя по меньшей мере одну ленту 5, намотанную витками 6 между внутренним концом 7 и наружным концом 8. Внутренний конец 7 присоединен к колодке 9 и способен поворотным образом перемещаться вокруг оси вращения D, а наружный конец 8 неподвижно прикреплен к колонке 3 балансовой пружины.
Колонка 3 балансовой пружины и/или колодка 9 включает в себя тормозные средства 10. Эти средства 10 предназначены для взаимодействия с по меньшей мере первым витком 61 из витков 6 во время ускорений, вызванных скручиванием или раскручиванием балансовой пружины 5, которые являются большими, чем установленные заданные значения, для изменения результирующей жесткости балансовой пружины 4. Это изменение жесткости происходит в результате изменения числа активных витков балансовой пружины 4 путем локального присоединения по меньшей мере первого витка 61 к тормозным средствам 10. Понятно, что тот факт, что виток присоединен к другому витку или нескольким другим виткам, например соседнему внутреннему витку и/или соседнему наружному витку, предотвращает влияние этого витка или этих витков и изменяет результирующие характеристики всей балансовой пружины 4.
Согласно данному изобретению колодка 9 включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок 96 и по меньшей мере второй наружный язычок 97, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10. Эти тормозные средства 10 расположены на по меньшей мере первом внутреннем язычке 16, 96 и по меньшей мере втором наружном язычке 17, 19, содержащихся соответственно в колонке 3 балансовой пружины и/или колодке 9.
Колонка 3 балансовой пружины, следовательно, представляет собой стопорную колонку, которая предпочтительно воздействует на наружный виток или наружные витки балансовой пружины 4. Этот стопор основан на полностью радиальном перемещении балансовой пружины, когда оно касается самого наружного витка балансовой пружины; в действительности крепление балансовой пружины к колонке балансовой пружины оставляет балансовой пружине мало возможности удлинения, и большая часть деформации является радиальной относительно оси D.
В конкретном варианте осуществления данного изобретения, как видно на фиг. 4, тормозные средства 10 предназначены для взаимодействия с дополняющими их по форме фрикционными средствами 11, содержащимися в по меньшей мере первом витке 61. Тормозные средства и/или фрикционные средства 11 могут быть реализованы различными способами: высокая шероховатость поверхности, поверхностное покрытие с высоким коэффициентом трения, снабженная выступами или канавками или поверхностью с насечкой балансовой пружины 4, хотя эти примеры экономичных вариантов осуществления данного изобретения не являются ограничивающими.
Таким образом, в варианте осуществления данного изобретения дополняющие по форме фрикционные средства 11 образованы снабженной выступами или снабженной канавками, или поверхностью с насечкой балансовой пружины 4.
В другом варианте тормозные средства 10 включают в себя по меньшей мере одну фрикционную поверхность 14, предназначенную для взаимодействия с дополняющей ее по форме фрикционной поверхностью 15, содержащейся в дополняющих по форме фрикционных средствах 11.
В преимущественном варианте осуществления данного изобретения, показанном на фиг. 1, тормозные средства 10 включают в себя по меньшей мере одну по существу спиральную вогнутую фрикционную дорожку 12, которая предназначена для вставки в нее в соприкосновении наружной части по меньшей мере одного витка 6, когда вышеупомянутый виток удлиняется во время ускорения, превышающего установленную заданную величину.
В преимущественном варианте осуществления данного изобретения, также показанном на фиг. 1, тормозные средства 10 включают в себя по меньшей мере одну по существу спиральную выпуклую фрикционную дорожку 13, которая предназначена для вставки в нее в соприкосновении внутренней части по меньшей мере одного витка 6, когда вышеупомянутые витки сжимаются во время ускорения, превышающего установленную заданную величину.
В варианте, также показанном на фиг.1, колонка 3 балансовой пружины включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок 16 и по меньшей мере второй наружный язычок 17, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10.
В варианте осуществления данного изобретения блок 1 часов включает в себя платину 2, содержащую колонку 3 балансовой пружины, причем вышеупомянутая платина 2 включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок 16 и по меньшей мере второй наружный язычок 17, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10.
В варианте, изображенном на фиг. 2, колодка 9 включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок 96 и по меньшей мере второй наружный язычок 97, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10.
Данное изобретение преимущественно обеспечено для блока 1 часов, включающего в себя баланс 21, содержащий колодку 9. Согласно этому варианту реализации, аналогичному данному изобретению, баланс 21 включает в себя по меньшей мере первый внутренний язычок 96 и по меньшей мере второй наружный язычок 97, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10. В конкретном варианте осуществления данного изобретения баланс 21 образует единый неразъемный блок с колодкой 9 и вышеупомянутыми по меньшей мере одним первым внутренним язычком 96 и по меньшей мере одним вторым наружным язычком 97. Первый внутренний язычок 96 и второй наружный язычок 97 вращаются с балансом 21 и являются, следовательно, неразъемными либо с колодкой 9 в случае данного изобретения, либо с балансом 21 в том случае, когда колодка 9 и баланс 21 представляют собой отдельные компоненты.
В этих вариантах осуществления данного изобретения с язычками преимущественно колонка 3 балансовой пружины и/или колодка 9 содержит первый внутренний язычок 16, 96, содержащий выпуклую фрикционную дорожку 13, и/или второй наружный язычок 17, 97, содержащий вогнутую фрикционную дорожку 12.
В конкретном варианте осуществлении данного изобретения, в котором колонка 3 балансовой пружины и/или колодка 9 предназначены для участия в амортизации любого удара, колонка 3 балансовой пружины и/или колодка 9 содержит по меньшей мере первый внутренний язычок 16, 96 и по меньшей мере второй наружный язычок 17, 97, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10, и первый внутренний язычок 16, 96 и/или второй наружный язычок 17, 97 является гибким.
В конкретном варианте осуществления данного изобретения колонка 3 балансовой пружины содержит по меньшей мере первый внутренний язычок 16 и по меньшей мере второй наружный язычок 17, каждый из которых включает в себя тормозные средства 10, и первый внутренний язычок 16 и/или второй наружный язычок 17 поворачивается относительно колонки 3 балансовой пружины или неподвижно прикреплен к платине 18, которая поворачивается относительно колонки 3 балансовой пружины. Этот поворотный блок может быть заторможен либо за счет трения, либо предпочтительно за счет противодействия эластичного возвратного средства, пружины или т.п. В конкретном варианте реализации данного изобретения каждый из этих язычков, изготовленных микрообработкой, поворачивается за счет упругого изгиба.
В варианте, позволяющем осуществлять регулировку, первый внутренний язычок 16 и/или второй наружный язычок 17 поворачивается относительно колонки 3 балансовой пружины или неподвижно прикреплен к платине 18, которая поворачивается относительно колонки 3 балансовой пружины.
В варианте с платиной первый внутренний язычок 16 и/или второй наружный язычок 17 может быть смонтирован с возможностью поворота относительно платины 2.
В варианте осуществления данного изобретения колонка 3 балансовой пружины является неподвижной относительно платины 2, которая содержится в блоке 1 или прикреплена к блоку 1.
В другом варианте колонка 3 балансовой пружины неподвижно прикреплена к держателю колонки, который может перемещаться относительно платины 2, содержащейся в блоке 1 или прикрепленной к блоку 1.
Фиг. 3 и 5 показывают блок 1, в котором средства 10 расположены напротив как самого внутреннего витка 7, так и самого наружного витка 8 балансовой пружины 4. Нумерация первого витка 61 сохраняется в каждом случае: этот первый виток 61, который в действительности представляет собой локальную часть витка, представляет собой часть балансовой пружины 4, которая играет ту же конкретную роль во время удара, вот почему нумерация является идентичной, несмотря на различные расположения.
Данное изобретение также касается блока 1 часов, который включает в себя узел 20 пружинного баланса, включающий в себя по меньшей мере один баланс 21, поворачивающийся вокруг оси D, и к которому прикреплен с помощью колодки 9 внутренний конец 7 балансовой пружины 4, и, согласно данному изобретению, амплитуда поворота баланса составляет менее 360°.
В конкретном варианте осуществления данного изобретения колонка 3 балансовой пружины и балансовая пружина 4 образуют единый неразъемный блок, изготовленный микрообработкой. Предпочтительно балансовая пружина 4 тогда включает в себя на ее внутреннем конце 7 колодку 9 для присоединения к валу баланса. В таком варианте осуществления данного изобретения колонка балансовой пружины и балансовая пружина могут быть изготовлены в том же самом одном слое.
В другом конкретном варианте колонка 3 балансовой пружины и балансовая пружина 21 образуют единый неразъемный блок, изготовленный микрообработкой. Это единый неразъемный блок может быть изготовлен конкретным, но не ограничивающим рамки изобретения образом из пластины из оксида кремния, содержащей два слоя кремния, один - для баланса 21, а другой - для колонки 3 балансовой пружины и балансовой пружины 4, разделенных слоем оксида, эквивалентным функциональному люфту, требуемому между балансовой пружиной и балансом. Он может быть также изготовлен с тремя слоями кремния, разделенными двумя слоями оксида, причем промежуточный слой кремния и два слоя оксида тогда определяют совместно величину этого функционального люфта.
Естественно, данное изобретение применимо к случаю баланса, снабженного несколькими балансовыми пружинами, или наоборот; число слоев пластины тогда изменяется соответственно. Преимущественно, когда, например, две балансовые пружины расположены на каждой стороне среднего баланса, каждая балансовая пружина окружена колонкой балансовой пружины, включающей в себя стопорные поверхности, как описано выше.
Данное изобретение также касается ходового механизма 30 часов, включающего в себя по меньшей мере один такой блок 1 часов.
Данное изобретение также касается часов 40, включающих в себя по меньшей мере один такой ходовой механизм 30 и/или по меньшей мере один такой блок 100 часов.
Эта система имеет преимущество ограничения перемещения баланса в обоих направлениях вращения. Это ограничение достигается путем изменения жесткости балансовой пружины. Это изменение жесткости можно регулировать путем выбора количества и распределения стопорных поверхностей, содержащихся в балансовой пружине, или в колонке балансовой пружины, или в платине.
Величина инерции системы пружинного баланса изменяется только путем изменения величины инерции балансовой пружины. Антизаклинивающая система не нарушает нормальных колебаний пружинного баланса; она только влияет на его работу, когда амплитуда поворота превышена.