Механизм для приведения в действие проскакивающего элемента
Изобретение относится к приводному механизму для приведения в действие проскакивающего элемента, содержащему ведущее зубчатое колесо (1), индикатор единицы времени, проскакивающий элемент (6), выполненный за одно целое с указанным индикатором и коаксиальный с указанным ведущим зубчатым колесом (1), к которому указанный проскакивающий элемент (6) присоединен посредством пружины (8), кулачок (12), предназначенный для качательного движения анкерного рычага (20), чтобы высвобождать проскакивающий элемент (6) один раз в единицу времени. Согласно изобретению кулачок (12) и проскакивающий элемент (6) имеют отдельные оси вращения, указанный приводной механизм дополнительно содержит промежуточный зубчатый механизм, кинематически соединяющий ведущее зубчатое колесо (1) с кулачком (12), и анкерный рычаг (20) имеет четыре отдельных плеча (20а, 20b, 20с, 20d), два (20а, 20b) из указанных четырех плеч образуют щупы, предназначенные для взаимодействия с кулачком (12), а два других плеча (20с, 20d) образуют спусковые плечи, предназначенные для последовательного поочередного блокирования и высвобождения проскакивающего элемента (6) один раз в единицу времени. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области механического измерения времени. В частности, оно относится к механизму для приведения в действие проскакивающего элемента в часах, содержащему ведущее зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения с постоянной скоростью, индикатор единицы времени, проскакивающий элемент, выполненный за одно целое с указанным индикатором и коаксиальный с указанным ведущим зубчатым колесом, к которому указанный проскакивающий элемент присоединен посредством пружины, кулачок, предназначенный для управления анкерным рычагом, причем указанный кулачок имеет профиль, вызывающий качательное движение анкерного рычага, чтобы высвобождать проскакивающий элемент один раз в единицу времени. Изобретение также относится к часам, содержащим такой механизм для приведения в действие проскакивающего элемента.
Уровень техники
Если ведущее зубчатое колесо совершает один оборот в минуту, единицей времени может быть секунда. Приводной механизм может затем сформировать механизм апериодического перемещения секундной стрелки, выполненный с возможностью высвобождения проскакивающего элемента один раз в секунду. Механизм апериодического перемещения секундной стрелки содержит индикатор апериодического перемещения секундной стрелки, который обычно выполнен в виде длинной стрелки с центром вращения в середине циферблата, которая «проскакивает» один раз в секунду. Подобные механизмы чрезвычайно сложны в изготовлении. Однако им иногда не хватает точности, поскольку в некоторых случаях «проскоки» происходят за 5/6 секунды. Кроме того, они очень энергоемки.
Некоторые из этих механизмов обеспечиваются энергией из вторичного источника энергии, характерного для механизмов апериодического перемещения секундной стрелки, который требуется в дополнение к основному источнику энергии, необходимому для обеспечения хода часов.
Другие механизмы получают энергию от энергетического источника, который требуется в процессе хода часов и описан в преамбуле. Подобные механизмы известны специалистам в данной области техники, они раскрыты, например, в патентном документе СН 311865. В таких механизмах кулачок апериодического перемещения секундной стрелки имеет большое число зубьев (30), обладающих малыми угловыми шагами, что делает упомянутые «проскоки» весьма чувствительными к неточностям изготовления указанного кулачка апериодического перемещения секундной стрелки. Более того, один и тот же палетный камень, предназначенный для анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки, используется и для взаимодействия как с кулачком апериодического перемещения секундной стрелки, так и с секундным колесом. Указанный анкерный рычаг апериодического перемещения секундной стрелки блокирует проскакивающий элемент под действием силы соединительной пружины и силы трения. Эта сила трения поглощает сравнительно большую долю энергии, и поэтому расход энергии, которую потребляет механизм апериодического перемещения секундной стрелки, большой.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является преодоление различных недостатков известных механизмов.
В частности, задачей изобретения является создание механизма для приведения в действие проскакивающего элемента, и, в частности, механизма апериодического перемещения секундной стрелки, который является надежным, обеспечивает точность «проскока» в каждую единицу времени, а именно в каждую секунду.
Кроме того, задачей изобретения является создание механизма для приведения в действие проскакивающего элемента, и, в частности, механизма апериодического перемещения секундной стрелки, который способен обеспечить регулярные шаги секундной стрелки на протяжении всего срока своей службы.
Другой задачей изобретения является создание механизма для приведения в действие проскакивающего элемента, и, в частности, механизма апериодического перемещения секундной стрелки с уменьшенным уровнем потребляемой энергии, используемой от того же источника энергии, который обеспечивает ход часового механизма.
С этой целью согласно изобретению механизм для приведения в действие проскакивающего элемента содержит ведущее зубчатое колесо, выполненное с возможностью вращения с постоянной скоростью, индикатор единицы времени, проскакивающий элемент, выполненный за одно целое с указанным индикатором и коаксиальный с указанным ведущим зубчатым колесом, к которому указанный проскакивающий элемент присоединен посредством пружины, кулачок, предназначенный для управления анкерным рычагом, причем указанный кулачок имеет профиль, вызывающий качательное движение анкерного рычага для того, чтобы высвобождать проскакивающий элемент один раз в единицу времени.
Согласно изобретению кулачок и проскакивающий элемент имеют отдельные оси вращения, указанный приводной механизм дополнительно содержит промежуточный зубчатый механизм, кинематически соединяющий ведущее зубчатое колесо с кулачком, причем анкерный рычаг имеет четыре отдельных плеча, два из указанных четырех плеч образуют щупы, предназначенные для взаимодействия с кулачком, а два других плеча образуют спусковые плечи, предназначенные для последовательного поочередного блокирования и высвобождения указанного проскакивающего элемента один раз в единицу времени.
Преимущественно, промежуточный зубчатый механизм содержит набор промежуточных зубчатых колес, включающий в себя промежуточный триб, предназначенный для взаимодействия с ведущим зубчатым колесом, и промежуточное зубчатое колесо, выполненное с возможностью взаимодействия с ведущим зубчатым колесом кулачка, которое выполнено за одно целое с кулачком.
Предпочтительно, промежуточный зубчатый механизм имеет такие размеры, что кулачок содержит менее тридцати зубьев, причем каждый зуб имеет передний уклон, и кулачок совершает более одного оборота в минуту.
Преимущественно, согласно варианту осуществления, единицей времени является секунда, ведущее зубчатое колесо выполнено с возможностью вращения с частотой один оборот в 60 секунд, а индикатор представляет собой индикатор апериодического перемещения секундной стрелки, и кулачок содержит десять зубьев и выполнен с возможностью вращения с частотой три оборота в минуту, при этом каждый зуб имеет передний уклон, разделенный на шесть участков.
Предпочтительно, передний уклон каждого зуба кулачка имеет три последних участка зуба с большим наклоном, чем наклон первых трех участков зуба переднего уклона.
Предпочтительно, четыре плеча анкерного рычага могут быть расположены, по существу, так, что образуют Х-образную форму, причем плечи с щупом, предназначенные для взаимодействия с кулачком, расположены противоположно относительно оси поворота анкерного рычага к спусковым плечам, предназначенным для высвобождения проскакивающего элемента.
Предпочтительно, указанный приводной механизм содержит механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса и проскакивающего элемента.
Предпочтительно, механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса и проскакивающего элемента может содержать первое средство упора, обеспеченное на ведущем зубчатом колесе, и первый стопорный элемент, обеспеченный на проскакивающем элементе, причем указанное первое средство упора выполнено с возможностью упора в первый стопорный элемент, когда ведущее зубчатое колесо и проскакивающий элемент вращаются в противоположных направлениях.
Предпочтительно, механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса и проскакивающего элемента может содержать второе средство упора, обеспеченное на ведущем зубчатом колесе, и второй стопорный элемент, обеспеченный на проскакивающем элементе, причем указанное второе средство упора выполнено с возможностью упора во второй стопорный элемент и ограничения хода ведущего колеса, когда проскакивающий элемент остановлен.
Предпочтительно, первое и второе средство упора могут содержать шип. Согласно другому варианту осуществления первое и второе средство упора могут содержать эксцентриковый элемент.
Предпочтительно, проскакивающий элемент может быть зубчатым колесом, имеющим по меньшей мере два выреза, разделенных по меньшей мере одним плечом, причем первое и второе средства упора размещены по обе стороны от плеча, и указанное плечо образует по меньшей мере один из первого и второго стопорных элементов, в который первое и, соответственно, второе средства упора могут упираться.
Механизм для приведения в действие проскакивающего элемента согласно изобретению позволяет осуществить точные проскоки в каждую единицу времени, обеспечивая в то же время пониженное потребление энергии. Более того, проскоки будут происходить регулярно на протяжении всего срока службы указанного механизма.
Изобретение также относится к часам, содержащим часовой механизм, снабженный зубчатым механизмом, который приводится в движение источником энергии, и механизм для приведения в действие проскакивающего элемента, описанный выше.
Предпочтительно, ведущее зубчатое колесо механизма апериодического перемещения секундной стрелки может быть приведено в движение источником энергии часового механизма.
Предпочтительно, ведущее зубчатое колесо может быть секундным колесом зубчатого механизма.
Другие особенности и преимущества изобретения станут более очевидными после изучения последующего описания отдельных вариантов осуществления изобретения на поясняющем и не ограничивающем примере со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1-4 показан механизм апериодического перемещения секундной стрелки согласно изобретению, причем анкерный рычаг апериодического перемещения секундной стрелки занимает различные положения в зависимости от шага зуба кулачка апериодического перемещения секундной стрелки, вид сверху;
на фиг. 5 - профиль зуба апериодического перемещения секундной стрелки;
на фиг. 6 - механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса и проскакивающего элемента согласно одному из вариантов осуществления;
на фиг. 7 - крепление пружины баланса к проскакивающему элементу, вид в перспективе.
Осуществление изобретения
Приведенное далее описание относится к одному варианту осуществления, в котором единицей времени является секунда. Таким образом, приводной механизм представляет собой «механизм апериодического перемещения секундной стрелки», который далее так и будет называться.
Как показано на фиг. 1, указанный механизм апериодического перемещения секундной стрелки согласно изобретению встроен в механические часы, которые содержат часовой механизм, снабженный зубчатым механизмом, приводимым в движение источником энергии, например, пружиной барабана. Зубчатый механизм обычно включает в себя секундное колесо 1, содержащее 60 зубьев и предназначенное для вращения с частотой один оборот за 60 секунд. Часовой механизм также обычно содержит анкерный триб 2 и анкерное колесо 3 в дополнение к анкерному рычагу спускового механизма и балансу. Эти элементы известны специалистам в данной области и не требуют подробного описания. Однако следует отметить, что частоту баланса предпочтительно выбирают равной 3 Гц, что будет понятно из приведенного далее описания.
Указанный механизм апериодического перемещения секундной стрелки содержит ведущее зубчатое колесо, согласно этому варианту выполненное в виде секундного колеса 1 зубчатого механизма.
Механизм апериодического перемещения секундной стрелки также содержит проскакивающий элемент 6, такой как зубчатое колесо, составляющее одно целое с индикатором апериодического перемещения секундной стрелки, таким как стрелка (не показана). Проскакивающий элемент 6 установлен для свободного вращения на оси секундного колеса 1 таким образом, что проскакивающий элемент 6 коаксиален с секундным колесом 1 и не составляет с ним одно целое. Проскакивающий элемент 6 упруго соединен с секундным колесом 1 посредством спиральной пружины 8, которая с одного конца запрессована в секундном колесе 1 и прикреплена к проскакивающему элементу 6 другим концом. Согласно первому варианту осуществления спиральная пружина 8 содержит на одном своем конце, предназначенном для прикрепления к проскакивающему элементу 6, крепежный паз 9, в который вставлен удерживающий палец 11, выполненный на проскакивающем элементе 6. Согласно второму варианту осуществления, как показано на фиг. 7, спиральная пружина 8 содержит на своем конце, предназначенном для прикрепления к проскакивающему элементу 6, сдвоенный крепежный участок 32, который имеет два гнезда или паза. Проскакивающий элемент 6 снабжен двумя удерживающими пальцами 34, при этом каждый удерживающий палец 34 предназначен для введения в одно из гнезд сдвоенного крепежного участка 32. Удерживающие пальцы 34 предназначены для ограничения осевого люфта. В частности, каждый удерживающий палец 34 содержит канавку, вокруг которой расположен каждый паз. Таким образом, сдвоенный крепежный участок обеспечивает спиральной пружине 8 возможность удержания плоского состояния при работе механизма. Проскакивающий элемент 6 является зубчатым колесом, содержащим 30 зубьев и совершающим один оборот за 60 секунд.
Механизм апериодического перемещения секундной стрелки, кроме того, содержит набор зубчатых колес кулачка для апериодического перемещения секундной стрелки, включающий в себя ведущее зубчатое колесо 10 кулачка и кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки, составляющий одно целое с указанным ведущим зубчатым колесом 10 кулачка. Ведущее зубчатое колесо 10 кулачка предназначено для взаимодействия с анкерным трибом 2. В частности, ведущее зубчатое колесо 10 кулачка находится в непосредственном зацеплении с анкерным трибом 2.
В соответствии с изобретением секундное колесо 1 и ведущее зубчатое колесо 10 кулачка установлены с возможностью вращения на рамке часового механизма так, что имеют отдельные оси вращения, таким образом, кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки и проскакивающий элемент 6 (или секундное колесо 1) не являются коаксиальными.
Далее, секундное колесо 1 и ведущее зубчатое колесо 10 кулачка кинематически соединены промежуточным зубчатым механизмом, а более конкретно, набором промежуточных зубчатых колес, включающим в себя промежуточный триб 14, находящийся в зацеплении с секундным колесом 1, и промежуточное зубчатое колесо 16, составляющее одно целое с промежуточным трибом 14 и находящееся в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 10 кулачка. Таким образом, главная кинематическая цепочка часового механизма проходит от секундного колеса 1 к анкерному трибу 2, проходя последовательно через промежуточный зубчатый механизм и ведущее зубчатое колесо 10 кулачка при отсутствии непосредственного зацепления между ведущей шестерней и секундным колесом. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, размеры и количество зубьев промежуточных зубчатых колес набора такие, что ведущее зубчатое колесо 10 кулачка и сам кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки совершают один оборот за двадцать секунд, или три оборота в минуту, при этом ведущее зубчатое колесо 10 кулачка содержит шестьдесят шесть зубьев, а кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки содержит десять зубьев 18. Ясно, что скорость вращения ведущего зубчатого колеса кулачка и кулачка апериодического перемещения секундной стрелки, а также количество зубьев могут быть изменены без какого-либо отступления от объема изобретения. Например, возможно назначить период продолжительностью шестнадцать секунд, при этом кулачок апериодического перемещения секундной стрелки будет содержать восемь зубьев.
Механизм апериодического перемещения секундной стрелки, кроме того, содержит анкерный рычаг 20 апериодического перемещения секундной стрелки, установленный с возможностью поворота на оси А поворота на рамке часового механизма и управляемый кулачком 12 апериодического перемещения секундной стрелки для высвобождения проскакивающего элемента 6 и вынуждения его проскакивать с частотой один раз в секунду. Проскакивающий элемент 6, таким образом, образует анкерное колесо апериодического перемещения секундной стрелки.
В соответствии с изобретением анкерный рычаг 20 апериодического перемещения секундной стрелки содержит четыре отдельных плеча 20а, 20b, 20с и 20d. Конец каждого плеча действует как палетный камень. В приведенном далее описании термин «палетный камень» использован для обозначения концов плеч 20а, 20b, 20с и 20d, таким образом, палетный камень образует одно целое с соответствующим плечом. Предпочтительно, анкерный рычаг 20 апериодического перемещения секундной стрелки изготовлен как единая деталь технологией производства микроструктур (LIGA). Верхнее плечо 20а и нижнее плечо 20b образуют верхний и нижний щупы, предназначенные для взаимодействия с кулачком 12 апериодического перемещения секундной стрелки. Верхнее плечо 20 с и нижнее плечо 20d образуют верхнее и нижнее спусковые плечи, предназначенные для последовательного и поочередного блокирования или высвобождения проскакивающего элемента 6 с частотой один раз в секунду. Четыре плеча 20a, 20b, 20с и 20d расположены относительно оси А поворота, таким образом, что они в основном образуют Х-образную деталь, причем конец каждого плеча изогнут таким образом, чтобы он взаимодействовал или с кулачком 12 апериодического перемещения секундной стрелки или с проскакивающим элементом 6. Плечи 20а, 20b, 20с и 20d расположены диаметрально противоположно относительно оси А поворота. Например, как показано на фиг. 1, верхнее плечо 20а со щупом расположено таким образом, что его положение регулируется профилем зуба 18 кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки, а в это же время спусковое плечо, диагонально противоположное относительно оси А поворота, а именно спусковое плечо 20d, находится в положении высвобождения проскакивающего элемента 6.
Каждый зуб 18 кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки имеет профиль, определяемый передним уклоном 18а, который является функциональной частью зуба, по которой трется конец или плечи 20а, 20b со щупом палетного камня, и задней стороной 18b. Предпочтительно, частоту колебаний баланса принимают равной 3 Гц (что означает шесть колебаний в секунду), чтобы длину каждого переднего уклона 18а можно было разделить на шесть участков, причем каждый участок соответствует углу поворота кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол, равный 3°. Понятно, что может быть выбрана другая частота. Таким образом, перемещение по переднему уклону 18а зуба 18 соответствует углу поворота кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на 18°. Для того чтобы добиться точного проскока, передний уклон 18а каждого зуба 18 должен именно в момент, близкий к проскоку, иметь наклон, больший на последних трех участках, что соответствует повороту кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол в диапазоне от 9° до 18°, чем на первых трех участках кривой, соответствующих повороту кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол в диапазоне от 0° до 9°. Как более точно показано фиг. 5, и полагая, что в самом начале зуба, т.е. при угле 0° высота подъема равна 0, а полная высота h зуба соответствует повороту кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол 18°, высота а зуба, соответствующая третьему участку кривой и повороту кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол 9°, лежит в границах диапазона от 10% до 15% от высоты h, высота b зуба, соответствующая пятому участку и повороту кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на угол 15°, лежит в границах диапазона от 55% до 60% высоты h.
Профиль задней стороны 18b предотвращает преждевременный проскок анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки. Этот профиль является результирующей профиля переднего уклона 18а, так что, когда палетный камень одного из плеч со щупом находится в контакте с передним уклоном 18а зуба 18 кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки, поддерживается постоянный зазор между кулачком 12 апериодического перемещения секундной стрелки и «пассивным» палетным камнем другого плеча со щупом (иначе говоря, палетным камнем того плеча со щупом, который не находится в контакте с передним уклоном).
Кроме того, обеспечен механизм фиксации относительного положения секундного колеса 1 и проскакивающего элемента 6, который предназначен для того, чтобы обеспечивать постоянный пошаговый поворот секундного колеса 1 и проскакивающего элемента 6, включая моменты остановки механизма привода проскакивающего элемента, которые происходят при остановке часового механизма. Как показано на фиг. 4, механизм фиксации относительного положения секундного колеса 1 и проскакивающего элемента 6 содержит первый шип 30 и второй шип 36, которые впрессованы в секундное колесо 1. Указанные шипы показаны только на фиг. 4 для упрощения чертежей. Далее, проскакивающий элемент 6 представляет собой зубчатое колесо с четырьмя вырезами, кромки которых образуют четыре разделительных плеча 6а, 6b, 6с, 6d. Шипы 30 и 36 расположены на секундном колесе 1 по обе стороны одного из разделительных плеч 6а. В частности, первый шип 30 расположен так, чтобы быть впереди разделительного плеча 6а проскакивающего элемента 6, когда секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6 вращаются в одном направлении, в частности, на протяжении нормальной работы механизма. Когда секундное колесо 1 вращается в противоположном направлении относительно направления проскакивающего элемента 6, в частности, когда устанавливается время часового механизма, первый шип 30, выполненный за одно целое с секундным колесом 1, упирается в разделительное плечо 6а проскакивающего элемента 6, и разделительное плечо 6а, таким образом, выполняет функцию стопорного элемента для первого шипа 30. Первый шип 30, продолжая свое движение совместно с секундным колесом 1, перемещает разделительное плечо 6а и, таким образом, проскакивающий элемент 6 вместе с ним так, что секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6 совместно перемещаются в обратном направлении и продолжают осуществлять пошаговое перемещение, в частности при установке времени.
Второй шип 36 расположен так, чтобы быть позади разделительного плеча 6а проскакивающего элемента 6, когда секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6 вращаются в одном направлении, а именно в процессе нормальной работы механизма. При этом обеспечивается дистанция, по меньшей мере, в один участок и предпочтительно равная, одному участку. При остановке проскакивающего элемента 6, а это происходит, например, когда устанавливают стрелки, второй шип 36, который выполнен за одно целое с секундным колесом 1, упрется в разделительное плечо 6а проскакивающего элемента 6, который перемещается в нормальном направлении, и таким образом, разделительное плечо 6а образует стопорный элемент для второго шипа 36. Второй шип 36 упирается в остановленный проскакивающий элемент 6, при этом останавливается секундное колесо 1, и, соответственно, останавливаются остальные элементы механизма, и, следовательно, сам механизм. Таким образом, оба, секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6, останавливаются на фиксированном значении, в частности, в момент установки стрелок.
Таким образом, относительное положение секундного колеса 1 и проскакивающего элемента 6 зафиксированы, поэтому не происходит какого-либо ослабления напряжения спиральной пружины 8.
На фиг. 6 показан механизм фиксации положения согласно другому варианту осуществления. В соответствии с этим вариантом первое и второе средства упора содержат эксцентриковые элементы 38 и 40 вместо первого шипа 30 и второго шипа 38, соответственно, которые имеют те же самые функции. Преимущество эксцентриковых элементов 38 и 40 в сравнении с шипами 30 и 36 заключается в том, что часовой мастер может их передвигать и устанавливать таким образом, чтобы регулировать зазоры между двумя эксцентриковыми элементами 38, 40 и разделительным плечом 6а проскакивающего элемента 6. Это означает уменьшение зависимости от точности изготовления.
В соответствии с другим вариантом осуществления, который не показан на чертежах, первое средство упора расположено так, чтобы быть перед одним из разделительных плеч проскакивающего элемента 6, когда секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6 вращаются в одном и том же направлении, а второе средство упора расположено так, чтобы быть позади другого разделительного плеча проскакивающего элемента 6, когда секундное колесо 1 и проскакивающий элемент 6 вращаются в одном и том же направлении. Таким образом, одно из разделительных плеч проскакивающего элемента 6 образует первый стопор, на который первое средство упора может упереться, а второе разделительное плечо проскакивающего элемента 6 образует второй стопор, на который второе средство упора может опереться.
Согласно еще одному варианту осуществления, который не показан, первый и второй стопоры не образованы разделительными плечами проскакивающего элемента, а являются деталями, впрессованными в проскакивающий элемент 6 и расположенными таким образом, чтобы они могли вступать в контакт соответственно со своими средствами упора, в частности, шипами или эксцентрическими элементами, которыми снабжено ведущее зубчатое колесо.
Работа механизма апериодического перемещения секундной стрелки заключается в следующем: в соответствии с фиг. 1-5, секундное колесо 1 приводит в движение промежуточный триб 14 и, таким образом, промежуточное зубчатое колесо 16, которое в свою очередь вращает ведущее зубчатое колесо 10 кулачка и, тем самым, сам кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки. По мере своего вращения кулачок 12 апериодического перемещения секундной стрелки позволяет переднему уклону 18а зуба 18 воздействовать на палетный камень верхнего плеча 20а со щупом анкерного рычага 20 апериодического перемещения секундной стрелки таким образом, что указанный анкерный рычаг поворачивается вокруг своей оси А поворота, а на противоположной стороне высвобождает палетный камень нижнего спускового плеча 20d анкерного рычага 20 апериодического перемещения секундной стрелки от зацепления с зубьями расположенного диагонально напротив проскакивающего элемента 6.
В частности, между участком 0, показанным на фиг. 1, и пятым участком переднего уклона 18а рассматриваемого зуба (а именно, при повороте кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки на угол, равный 15° (см. фиг 5) палетный камень нижнего спускового плеча 20d не выходит из зацепления с проскакивающим элементом 6, независимо от возможности любым образом регулировать зазоры. Указанный асимметричный профиль каждого зуба 18 кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки действует таким образом, что происходит равномерный подъем анкерного рычага совместно с палетным камнем верхнего плеча 20а со щупом, а в это же время палетный камень нижнего плеча 20b с щупом опускается, вообще не касаясь при этом кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки.
Когда палетный камень верхнего плеча 20а со щупом достигает пятого участка переднего уклона 18а, как это показано на фиг. 2, проскакивающий элемент 6 еще не совершил проскока, он заблокирован палетным камнем нижнего спускового плеча 20d. Как только палетный камень верхнего плеча 20а со щупом достигает пятого участка переднего уклона 18а, то при условии, что зазоры у анкерного рычага 20 апериодического перемещения секундной стрелки были откорректированы, например, после какого-либо сотрясения, палетный камень нижнего плеча 20b со щупом помещается в положение контакта с задней стороной 18b зуба 18, который находится в зоне действия кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки, как показано на фиг. 3. Даже в подобной конфигурации, проскакивающий элемент 6 еще не совершил проскока, он остается в положении готовности к проскоку. Проскакивающий элемент 6 совершает проскок, когда палетный камень верхнего плеча 20а со щупом переместится в положение между пятым и шестым участками. Когда палетный камень верхнего плеча 20а со щупом достигнет шестого участка переднего уклона 18а, как показано на фиг. 4, проскакивающий элемент 6 уже совершил проскок. Анкерный рычаг апериодического перемещения секундной стрелки уже качнулся, поэтому палетный камень нижнего спускового плеча 20d вышел из зацепления с проскакивающим элементом 6 и высвободил его. Проскакивающий элемент 6, возвращенный под действием спиральной пружины 8, которая закреплена на секундном колесе 1, поворачивается на 6°, это происходит буквально перед скачком в одну секунду, который совершит индикатор апериодического перемещения секундной стрелки. После чего проскакивающий элемент блокируется опять, на этот раз палетным камнем верхнего спускового плеча 20с, на котором он удерживается прижатым спиральной пружиной 8, как это показано на фиг. 4. Именно палетный камень нижнего плеча 20b со щупом, занимающий противоположное положение относительно оси А поворота, вступит в контакт с передним уклоном 18а зуба кулачка 12 апериодического перемещения секундной стрелки для того, чтобы качнуть анкерный рычаг 20 апериодического перемещения секундной стрелки в другое направление и опять высвободить проскакивающий элемент. Таким образом, перемещение анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки является тем альтернативным перемещением, которое может высвобождать проскакивающий элемент 6 зубец за зубцом посредством сначала палетного камня верхнего спускового плеча 20с, а затем и палетного камня нижнего спускового плеча 20d, совершающих последовательные и альтернативные движения. В результате индикатор апериодического перемещения секундной стрелки пошагово перемещается с интервалами, равными одной секунде.
Механизм апериодического перемещения секундной стрелки согласно изобретению предоставляет возможность получить точные проскоки каждую секунду при низком потреблении энергии. Действительно, механизм согласно изобретению приводится в действие от того же самого источника энергии, который обеспечивает ход зубчатого механизма. Второй источник энергии не требуется. Более того, устройство проскакивающего элемента и кулачок апериодического перемещения секундной стрелки, установленные на различных осях, способствуют получению оптимальной формы палетных камней спусковых плеч, с одной стороны, и палетных камней плеч со щупом, с другой стороны, в комбинации с оптимальной формой зубьев кулачка апериодического перемещения секундной стрелки. Энергия, потребляемая спиральной пружиной между секундным колесом и проскакивающим элементом, практически равна нулю. В частности, чем больше наклон переднего уклона зуба кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на последних трех участках зуба, тем более заметным и поэтому более точным будет проскок. Более пологий наклон на последних трех участках зуба означает, что угловое расстояние анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки относительно невелико на протяжении этого периода. Таким образом, расход крутящего момента мал. Возрастание наклона на последних трех участках необходимо контролировать для того, чтобы избежать чрезмерного расхода крутящего момента в наборе зубчатых колес кулачка для апериодического перемещения секундной стрелки. В результате угловое расстояние анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки получается более высоким на последних трех участках, а это приводит к тому, что проскок происходит в более широком диапазоне, и точность проскока соответственно увеличивается. Более того, использование кулачка апериодического перемещения секундной стрелки, количество зубьев на котором равно всего лишь десяти, может обеспечить большее угловое расстояние и, таким образом, подобные проскоки будут менее чувствительны к неточностям изготовления кулачка апериодического перемещения секундной стрелки.
Все детали механизма апериодического перемещения секундной стрелки, непосредственно связанные с индикатором апериодического перемещения секундной стрелки, имеют вырезы, что делает их легкими, насколько это возможно, благодаря чему уменьшается инерция и уровень потребления крутящего момента. Кроме того, указанные вырезы позволяют балансировать эти детали, что в свою очередь дает возможность снизить их дисбаланс до величины, близкой к нулю.
Кроме того, радиус, образующий боковые части зубьев проскакивающего элемента, выбирают концентрическим и равным радиусу анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки, с которым он находится в контакте. В результате чего при качании анкерного рычага апериодического перемещения секундной стрелки проскакивающий элемент остается неподвижным, что обеспечивает устойчивость индикатора апериодического перемещения секундной стрелки.
В заключение, расположение проскакивающего элемента и кулачка апериодического перемещения секундной стрелки на отдельных осях позволяет избежать концентрации большого числа деталей на одной и той же оси, что таким образом ограничивает накопление допусков и смещение осей наборов зубчатых колес, характерных для коаксиальных механизмов предшествующего уровня техники. Точность размещения на оси проскакивающего элемента, таким образом, повышается за счет упрощения собранной конструкции.
Ясно, что описанный выше механизм апериодического перемещения секундной стрелки может быть приспособлен для единицы времени, отличной от одной секунды. Таким образом, указанный механизм, приводящий в действие проскакивающий элемент согласно изобретению, может быть приспособлен для воспроизведения любой единицы времени: секунды, минуты, десятков секунд, десятков минут и т.д. Специалистам в данной области техники известно, как можно надлежащим образом подобрать число зубьев на кулачке и число зубьев на проскакивающем элементе, а также передаточное число на зубчатом механизме, для достижения этой цели.
1. Часы, содержащие часовой механизм, снабженный зубчатым механизмом, который приводится в движение источником энергии, анкерный триб (2) и анкерное колесо (3), отличающиеся тем, что содержат приводной механизм для приведения в действие проскакивающего элемента, содержащий ведущее зубчатое колесо (1), индикатор единицы времени, проскакивающий элемент (6), выполненный за одно целое с указанным индикатором и коаксиальный с указанным ведущим зубчатым колесом (1), к которому указанный проскакивающий элемент (6) присоединен посредством пружины (8), кулачок (12), выполненный за одно целое с ведущим зубчатым колесом (10) кулачка и предназначенный для управления анкерным рычагом (20), причем указанный кулачок (12) имеет профиль, вызывающий качательное движение анкерного рычага (20) для того, чтобы высвобождать проскакивающий элемент (6) один раз в единицу времени, причем кулачок (12) и проскакивающий элемент (6) имеют отдельные оси вращения, указанный приводной механизм дополнительно содержит промежуточный зубчатый механизм, кинематически соединяющий ведущее зубчатое колесо (1) с кулачком (12) при отсутствии непосредственного зацепления между анкерным трибом (2) и ведущим зубчатым колесом (1), причем анкерный рычаг (20) имеет четыре отдельных плеча (20a, 20b, 20c, 20d), два (20a, 20b) из указанных четырех плеч образуют щупы, предназначенные для взаимодействия с кулачком (12), а два других плеча (20c, 20d) образуют спусковые плечи, предназначенные для последовательного поочередного блокирования и высвобождения указанного проскакивающего элемента (6) один раз в единицу времени, при этом указанное ведущее зубчатое колесо (10) кулачка находится в непосредственном зацеплении с анкерным трибом (2).
2. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что промежуточный зубчатый механизм содержит набор промежуточных зубчатых колес, включающий в себя промежуточный триб (14), предназначенный для взаимодействия с ведущим зубчатым колесом (1), и промежуточное зубчатое колесо (16), выполненное с возможностью взаимодействия с ведущим зубчатым колесом (10) кулачка, которое выполнено за одно целое с кулачком (12).
3. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что промежуточный зубчатый механизм имеет такие размеры, что кулачок (12) содержит менее тридцати зубьев (18), причем каждый зуб (18) имеет передний уклон (18a), и кулачок совершает более одного оборота в минуту.
4. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что единицей времени является секунда, ведущее зубчатое колесо (1) выполнено с возможностью вращения с частотой один оборот в 60 секунд, а индикатор представляет собой индикатор апериодического перемещения секундной стрелки, и кулачок (12) содержит десять зубьев (18) и выполнен с возможностью вращения с частотой три оборота в минуту, при этом каждый зуб (18) имеет передний уклон (18а), разделенный на шесть участков.
5. Часы по п. 3, отличающиеся тем, что передний уклон (18а) каждого зуба (18) кулачка (12) имеет три последних участка зуба (18) с бóльшим наклоном, чем наклон первых трех участков зуба (18) переднего уклона (18а).
6. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что четыре плеча (20a, 20b, 20c, 20d) анкерного рычага (20) расположены, по существу, так, что образуют Х-образную форму, причем плечи (20a, 20b) с щупом, предназначенные для взаимодействия с кулачком (12), расположены противоположно относительно оси поворота анкерного рычага (20) к спусковым плечам (20c, 20d), предназначенным для высвобождения проскакивающего элемента (6).
7. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что приводной механизм содержит механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса (1) и проскакивающего элемента (6).
8. Часы по п. 7, отличающиеся тем, что механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса (1) и проскакивающего элемента (6) содержит первое средство упора, обеспеченное на ведущем зубчатом колесе (1), и первый стопорный элемент, обеспеченный на проскакивающем элементе (6), причем указанное первое средство упора выполнено с возможностью упора в первый стопорный элемент, когда ведущее зубчатое колесо (1) и проскакивающий элемент (6) вращаются в противоположных направлениях.
9. Часы по п. 8, отличающиеся тем, что механизм фиксации относительного положения ведущего зубчатого колеса (1) и проскакивающего элемента (6) содержит второе средство упора, обеспеченное на ведущем зубчатом колесе (1), и второй стопорный элемент, обеспеченный на проскакивающем элементе (6), причем указанное второе средство упора выполнено с возможностью упора во второй стопорный элемент, когда проскакивающий элемент (6) остановлен.
10. Часы по п. 9, отличающиеся тем, что первое и второе средство упора содержат шип (30, 36).
11. Часы по п. 9, отличающиеся тем, что первое и второе средство упора содержат эксцентриковый элемент (38, 40).
12. Часы по п. 10 или 11, отличающиеся тем, что проскакивающий элемент (6) представляет собой зубчатое колесо, имеющее по меньшей мере два выреза, разделенных по меньшей мере одним разделительным плечом (6а), причем первое и второе средства упора размещены по обе стороны от указанного по меньшей мере одного разделительного плеча (6а), и указанное разделительное плечо (6а) образует по меньшей мере один из первого и второго стопорных элементов, в который первое и, соответственно, второе средства упора могут упираться.
13. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что ведущее зубчатое колесо (1) приводится в движение источником энергии часового механизма.
14. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что ведущее зубчатое колесо (1) является секундным колесом зубчатого механизма.
