Электронный часовой механизм

Авторы патента:

G04C5 - Электрические или магнитные средства для преобразования качательного или вращательного движения в часах, например электрические или магнитные спуски (регуляторы G04C 3/00)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз С=-.ветских

Социалистических

Республик (11) 536763 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 07.07.69 (21) 1 345975/10 (23) Приоритет вЂ” (32) 09.07.68 (31) 10220/68 (33) Швейцария (43) Опубликовано25.11,76. Бюллетень ¹43 (45) Дата опубликования описания07.04.77 (51) М. Кл.е (:- 04 С 5/00

Гкударстеенный комитет

Савета Министров СССР па делам изабретений и аткрытий (53) УДК 681,112 (088.8) Иностранец

Петер Деме (Швейцария ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Сосьете Сюис Пур Л Эндюстри Орлежер С,A. (Швейцария) (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ЧАСОВОЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к часовому производству и может быть применено в часовой промышленности, Известен электронный часовой механизм, содержащий генератор электрических импульсов заданной частоты, электронный преобразователь, управляемый импульсами, ходовой механизм в виде качающегося анкера с двумя палетами и двумя крайними положениями, индикатор, управляемый палетами и зубьями зубчатого колеса, К недостаткам известного механизма можно отнести низкий к,п,д. системы передачи энергии и влияние внешних факторов на ход часов. 15

Uem изобретения вЂ” обеспечение мгновенной и полной передачи энергии анкера зубчатому колесу посредством удара независимо от внешних влияний.

Поставленная цель достигается тем, что анкер установленамеханически независимо от генератора импульсов, причем плоскости палет и зубьев составляют в рабочем положении угол 45о по отношению к касательной зубчатого колеса, И

Кроме того, отношение моментов инерции ходового механизма и индикатора пропорцивЂ” онально квадрату отношения расстояния между центром качания анкера и любой точкой касатки анкера к расстоянию между центром вращения зубчатого колеса и передней стороною зубца.

На фиг, 1 и 2 схематично изображен предлагаемый механизм в целом; на фиг,3, 6 вЂ” электромеханическая часть механизма последовательно в рабочих фазах.

Механизм содержит генератор высокой точности 1, связанный через электронный делитель 2 и схему 3 с электромеханическим преобразователем, который, в свою очередь, содержит подвижный магнитный якорь

4 в виде часового анкера с палетами 1 d и 1 Ъ, закрепленного на оси 5. На свободном конце анкера закреплена плоская элект рическая катушка 6, соединенная с источником импульсов через спиральные волоски 7 и 7, закрученные в противоположных нап1 равлениях на оси 5 анкера. Катушка 6 расвЂ” положена между открытыми торцами двух

Ч-образных постоянных магнитов 8 и 9, 536763

Анкер снабжен плечом 10, свободный конец которого расположен между двумя упорами

11 и 12. В плоскости анкера вЂ” якоря 4 на ,оси 13 установлено зубчатое колесо 14 кодесного механизма часов с зубьями 15, 5 плоскости которых во взаимодействии с плоскостью налета анкера составляют угол 45о по отношению к касательной колеса, ПоложевЂ” ние центра вращения преобразователя палета вокруг оси якоря 4, длина плеч этого Я якоря, несущих палеты lа и 16, и угловое положение каждой палеты выбраны так, что налеты в момент ударного взаимодействия обращены к центру врашения колеса.

Механизм работает следующим образом. 15

С генератора 1 на электронный делитель

2 поступает периодический высокочастотный сигнал, который преобразуется, например, вплоть до величины 1 Гц, и через схему 3, управляемую этим делителем, поступает на

20 катушку 6, приводя в движение электромевЂ” ханический преобразователь, в частности полета 1а и 15 анкера посредством которых путем кратковременного или "ударного" по25 очередного взаимодействия каждои с зубьями колеса 14 приводится в движение колесный механизм.

Производительность для сдвига колесного механизма посредством ударного воздействия на зубья колеса можно определить как

30 отношение кинетической энергии, накопленвЂ” ной колесным механизмом и указательными стрелками детали часового механизма после удара, к кинематической энергии подвиж35 ной части электромеханического преобразователя до этого удара.

42 2

-ц=В . ш Е где 8 вЂ” момент инерции подвижной части 4О преобразователя, т.е. всего узла, состоящего из оси 5, муфт, волосвЂ” ков 7 и 7 /, якоря 4 и катушки 6;

® - угловая скорость этого узла при ударе налеты 1а.по одному иэ 45 зу бьев колес а 1 4;

8 вЂ” величина момента инерции колесR ного механизма и указательных стрелок в центре вращения секундного колеса 14; 50 /) - угловая скорость, с которой вращается колесо 14. по получении удара палеты преобразователя, Если удар каждой палеты якоря, падаюший на зубья колеса, имеет место в то время, 55 когда полета движется по направлению к центру вращения колеса, как описано выше, и если ударная поверхность палет и зубья колеса выполнены по описанному выше профилю, так, чтобы в обшей плоскости с укло-ф) ном 45 по отношению к касательной, взяо той в точке удара, к круговой траектории ударной эоны каждого зуба, то формулу производительности можно также написать следующим образом: ч = < !г/еЯ „< „ г, >+ i / /â â„(ó г „и где Х вЂ” так называемый коэффициент "от» дачи", значение которого может находиться в пределах от 0 до 1 и который определяется отношением скорости, набранной органом из определенного материала после его падения на стационарную опору, также выполненную из определенного материала, не обязательно аналогично предыдушему, к скорости, которой обладал тот же самый орган до его падения на опору;

"а вЂ” радиус ударного движения ведущего органа, т,е, расстояние от центра осевого вращения якоря 1 до ударной поверхности той или другой палеты;

/„ вЂ” радиус ударного движения, воспринимаемого ведомым органом,т.е. расстояние от центра вращения секундного колеса до поверхности каждого зуба, воспринявшей удар;

& и В вЂ” имеют то же значение, как указано выше.

При заданном значении К, производительность максимальна, когда

&le (1 / / ) -1 или 9(8 (t Ie ) т.е., когда моменты инерции взаимодействующих органов находятся в отношении как квадраты соответственных радиусов ударного движения этих подвижных органов.

Поскольку в данном случае скорости (в и относительно малы и учитывая мате риалы, используемые для выполнения органов, непосредственно взаимодействующих во время удара, коэффициент передачи K можно получить со значением, близким к 1, а это означает, что произведенный удар обладает исключительной эластичностью.

Из приведенной выше формулы производительности вытекает, что при

&/9.„. (t (/ ) = 4, производительность эта может достигнуть значений, близких к единице.

Для того, чтобы все же при передаче энергии ударом одной подвижной части по другой не происходило никакого трения между ними, особенно после удара, надо, чтобы скорость ударной подвижной части после уда536763 ра стала нулевой или отрицательной по отношению к той скорости, которой обладала эта часть до удара, Что касается якоря 4, производящего удар по колесу 14 передвижением своих палет в радиальном направлении по отношению к этому колесу, то угловая скорость всего узла после удара одной из палет lа или lв якоря по одному из зубьев колеса

5, выражается отношением 10

1 -к в з 1 g 8 гд р.)

rr" a где вЂ” угловая скорость этого узла до удара, а 9,9, rÀ и, имеют 15 то же значение, что и выше.

Если = О, это отношение становится следующим:

3+ +1< = 3 + 9 l & Г„у

20 отсюда (ц . р

9„!В-(„ lr„) = /к

Если одну или другую из этих величин представить в уравнение производительности Ч, указанное выше, в зависимости от

К, 8>, Р, B >A To c Tанет о е ппным, что при приведении в неподвижность узла подвижных элементов электромеханического преобразователя после удара(Ж = Р ), производительность, с которой может происходить передача энергии, должна составлять =к.

Когда электромеханический преобразователь находится в состоянии покоя, его якорь

4 занимает положение, изображенное на фиг. 1 и 3: палета 1 f этого якоря находится тогда между двумя зубьями колеса 14 и блокирует ко- 40 лесо 14 в угловом положении, равно как и весь колесный механизм делителя часового устройства.

Как только на катушку 6 поступает импульс от схемы 3, движение якоря ускоряется в направлении до тех пор, пока ударная плоскость 6 палеты 1 0 не столкнется с принимающей удар плоскостью tl зуба Й, колеса 14 (см. фиг. 4). В резуль- 59 тате наибольшая часть кинетической энергии, накопленной в подвижных элементах преобразователя, передается колесу 14, которое передвигается тогда по направлению до тех пор, пока зуб Й, следующий непосредст- 55 венно за воспринявшим удар зубом д„, не столкнется с палетой 1Q. В этот момент положение этой палеты определяется столкновением ограничивающего плеча 10 (см. фиг, 1) с упором 12, 60

Я О. :".

Волоски 7 и 7 натянуты максимально и подчиняют якорь 4 возвратному действию

В направлении 7, в связи с чем якорь вновь опрокидывается влево по рисунку до тех пор, пока палета 5 не ударит по зубу

Й . Причем тогда колесу 1 4 передается

3 ударом новое количество кинетической энергии, которая ведет его по направлению 7 до тех пор, пока палета 1 ц не попадает в пространство, отделяющее зуб с от следующего зуба Д, . После этого ограничивающее плечо 10 начинает опираться Hd ynop

11.

Описанная операция возобновляется при поступлении на преобразователь нового электрического импульса, и так далее.

Следует, в частности, отметить, что скорость Ои возрастает до максимума 0D< пока длится импульс, и падает внезапно на нуль в момент 1, когда совершается удар палетой 1й причем, начиная с этого момента, приводится в действие колесо 14, а якорь и колесо занимают тогда положение, указанное на фиг. 4. Колесо передвигаетвЂ” ся на угловую длину Ч до момен а т.е. до момента, когда зуб d z следуя за только что принявшим удар зубом, входит в соприкосновение с палетой 1 cL якоря

4 (см. фиг. 5), которая начинает передвивЂ” гаться в направлении под действием пружинных волосков 7 и 7 . Скорость яко( ря, ставшая почти нулевой между моментами 1 и 1 и возросшая до значения

UU>, внезапно понижается до 4D> в момент 1, когда палета 1 Ь якоря ударяет по зубу Д колеса 14 (см". фиг. 6). Начиная с этого момента 1, колесо 14 вновь начинает двигаться, пробегая угловое расвЂ” стояние, равное Ч2 вЂ”, причем Ч . соответствует одному зубцовому шагу, до тех пор пока зуб с3, этого колеса не столкнется с палетой 1 0 якоря (момент 4 ), гопавшей в пространство, отделяющее зубья cl> и d+ . Исключения возможности блокировки или проскакивания колеса можно добиться при использовании преобразователя, сходного с изображенным на фиг. 1 и 2, в частности,в отношении общей формулы его элементов, в том числе падет 1а. и lо и зубьев колеса 1 4, а также в отношении способа питания периодическими импульсами 1, если подвижным органом преобразователя и колесному механизму будут приданы такие ( размеры, чтобы скорость Ж якоря после удара была не нулевой, а слегка отрицательной по сравнению со скоростью Ю до удара.

Возвращаясь к ранее приведенному отно

536763

I шению и придавая зависимость от

K 9, 8., 1 и т, можно написать

1к а (1 в p„)g)= g Ор откуда следует, что е (Е. (v (r„)» 4(к.

Поэтому, если при заданном значении К различные геометрические величины &, 6., 3 с,, >А будут выбраны так, чтобы отвечать такому отношению, якорь 4 слегка отскочит после удара налеты 1 ct. no зубу д колеса 14, что увеличит угловую скорость, приданную якорю действием волосков 7 и 7 во время его передвиже4 ния по направлению

Формула изобретения

1. Электронный часовой механизм, содержащий генератор электрических импульсов заданной частоты, электромагнитный преобразователь, управляемый импульсами, ходо вой механизм в виде качающегося анкера с двумя палетами и двумя крайними положениями, индикатор, управляемый налетами и зубьями зубчатого колеса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения

Мгновенной и полной передачи энергии анкера зубчатому колесу посредством удара нер зависимо от внешних влияний, анкер установлен механически независимо от генератора импульсов, причем плоскости налет и зубьев составляют в рабочем положении угол 45о по отношению к касательной зубчатого коле35 са.

2. Механизм по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что отношение моментов инерции ходового механизма и индикатора пропорционально квадрату отношения расстояния меж30 ду центром качания анкера и любой точкой касания анкера к расстоянию между центром вращения зубчатого колеса и передней стороной зубца.