Ювелирное изделие

 

Ювелирное изделие может быть использовано в качестве украшения. Внутри корпуса изделия с неподвижным светопроницаемым декоративным элементом размещен пружинно-шестеренчатый привод, на выходной оси которого закреплен подвижный декоративный элемент. Наружу корпуса выведена головка завода пружины-двигателя приводного механизма. Привод снабжен центробежно-фрикционным тормозным устройством, что обеспечивает равномерное и плавное вращение декоративного элемента. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается ювелирного изделия с приводом подвижного декоративного элемента(ов) и, в частности, конструкции приводного механизма.

Известна конструкция ювелирного изделия, в корпусе которого размещен плоский декоративный элемент(ы), приводимый в движение пружинно-шестеренчатым приводом [3, прототип]. В этой конструкции скорости вращения подвижного декоративного элемента в начале работы приводного механизма и в конце - сжатая пружина-двигатель и раскрученная - существенно различны, так как обусловлены потенциальной энергией пружины, а также моментами инерции вращающихся деталей, силами трения в подшипниках и зубчатых зацеплений шестеренчатых пар. Кроме того, из-за малой инерционности шестеренчатого механизма пружина-двигатель быстро срабатывает свой завод.

Известна конструкция ювелирного изделия с подвижным декоративным элементом на базе механизма наручных часов. В этом случае пружинно-шестеренчатый привод - часовой механизм снабжен инерционной системой анкерного типа с подпружиненным балансиром (маятником), что обеспечивает высокую точность, равномерность и продолжительность работы механизма. Однако движение декоративного элемента, установленного, как правило, на оси секундного колеса (стрелки) - дискретно, а анкерная система издает характерный тикающий звук [1].

Известна также конструкция ювелирного изделия, содержащая вращающийся декоративный элемент и соосно с ним средство перемещения и средство торможения [2] . При этом средство торможения представляет собой центробежно-фрикционную систему, работающую эффективно и стабильно только при достаточно больших скоростях вращения. Однако большая скорость соосного с ним декоративного элемента не всегда приемлема для визуального восприятия.

Цель изобретения состоит в создании конструкции ювелирного изделия с подвижным декоративным элементом(ми), получающим равномерное и плавное вращение от приводного механизма с надежно работающим, малошумным и стабилизирующим скорость устройством.

Это может быть достигнуто применением тормозного устройства центробежно-фрикционного действия, присоединенного к пружинно-шестеренчатому приводу через средство, повышающее число оборотов его стабилизирующего узла.

Технический результат такого решения выразится в устойчивой и эффективной работе тормозного устройства в зоне повышенных скоростей: ≈ 200 - 600 об/мин, а вращение декоративного элемента(ов) - при скорости ≈ 0,5 - 60 об/мин, а также в уменьшении шумового фона, в увеличении продолжительности работы приводного механизма.

Ювелирное изделие состоит из полого корпуса с неподвижным светопроницаемым декоративным элементом, задней крышкой и элементом крепления для ношения. Внутри корпуса размещен пружинно-шестеренчатый привод, на выходной оси которого закреплен подвижный декоративный элемент, а наружу корпуса выведена головка завода пружины-двигателя приводного механизма. Под задней крышкой, в корпусе, могут быть размещены миниатюрные электрохимические элементы и микросхема коммутации миниатюрных электрических источников света (светодиодов), для подсветки декоративных элементов.

Приводной механизм пружинно-шестеренчатого типа состоит из пружины-двигателя, заводного устройства пружины со храповой системой и шестеренчатого устройства, имеющего выходную ось (или несколько осей - баз вращения), на которую крепится подвижный декоративный элемент(ы).

Стабилизация скорости и плавность вращения декоративного элемента обеспечиваются тормозным устройством центробежно-фрикционного действия, механически сопряженного с выходной или какой-либо другой осью приводного механизма через средство, повышающее число оборотов его стабилизирующего узла, например шестеренчатый повышающий редуктор. Количество ступеней редуктора и соотношение модулей его шестеренчатых пар определяются заданной скоростью вращения выходной оси приводного механизма и механо-динамическими характеристиками центробежно-фрикционного устройства.

С целью упрощения изготовления и снижения шума работы изделия шестеренчатый редуктор может быть заменен на одно- и более ступенчатую пасиковую систему из миниатюрных шкивоременных передач.

Стабилизирующая центробежно-фрикционная система состоит из неподвижной цилиндрической муфты, внутри которой, соосно, размещен стабилизирующий узел, с возможностью вращения, состоящий из оси с приводной шестерней и диском. На одной стороне или ободе диска, симметрично, на осях закреплены тормозные колодки со смещенным центром массы и подпружиненные таким образом, что при неподвижном состоянии диска они не касаются внутренней поверхности муфты. При вращении диска тормозные колодки под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин и трутся о внутреннюю поверхность муфты. Чем больше момент вращения - тем больше силы трения, препятствующие увеличению скорости вращения диска.

В качестве приводного механизма в ювелирном изделии с подвижным декоративным элементом достаточно технологично может быть использован пружинно-шестеренчатый часовой механизм какой-либо серийно выпускаемой модели наручных часов. При этом производится реконструкция его анкерной инерционной системы по упомянутой схеме. Для этого, вместо анкерного (секундного) колеса и анкерной вилки, на те же камни-подшипники в платах (платинах) устанавливаются на осях последовательно два зубчатых колеса с трибами (широкими шестернями малого диаметра), образующими повышающий редуктор, работающий от центрального или промежуточного колеса часового механизма. Ось балансира оснащается ведущей шестерней, входящей в зацепление со вторым зубчатым колесом редуктора. Внешний конец спиральной пружины-балансира освобождается от зажима на балансном мосту, а детали регулятора хода упраздняются. К балансному мосту неподвижно и соосно балансиру крепится муфта так, что спиральная пружина с небольшим зазором входит в ее внутреннюю цилиндрическую полость. Эта пружина выполняет функцию центробежно-фрикционного тормоза, так как при вращении с осью балансира касается внешним витком внутренней поверхности муфты, производят тормозящее действие.

Среднюю скорость вращения балансира со спиральной пружиной можно подобрать изменением момента инерции, массы обода балансира или жесткости пружины, изменением ее диаметра внешнего витка (укорочением), а также шероховатостью внутренней поверхности муфты и витка.

Балансир с пружиной может быть заменен центробежно-фрикционным тормозом, конструкция которого приведена выше.

На фиг. 1 представлен общий вид и вид сбоку ювелирного изделия с плоским подвижным декоративным элементом на пружинно-шестеренчатом приводе; на фиг. 2 - принципиальная кинематическая схема пружинно-шестеренчатого привода, оснащенного тормозным устройством центробежно-фрикционного типа, работающего от шестеренчатого, повышающего редуктора; на фиг. 3 - вариант конструкции тормозного устройства центробежно-фрикционного типа.

Ювелирное изделие (фиг. 1) состоит из корпуса 1 со светопроницаемым неподвижным декоративным элементом 2, элементом крепления 3 для ношения. Внутри корпуса размещено приводное устройство 4, на выходной оси 5 которого закреплен подвижный декоративный элемент 6, а наружу корпуса 1 выведена головка 7 его заводного устройства, под крышкой 8 корпуса 1 размещены миниатюрные электрохимические элементы 9 и микросхема коммутации 10 миниатюрных электрических источников света 11, установленных за неподвижным декоративным элементом 2.

Приводной механизм (фиг. 2) состоит из нижнего 12 и верхнего 13 оснований (платин), скрепленных между собой колонками 14 с образованием зазора и в которых установлены, в соответствующих отверстиях подшипниках или на камнях-подшипниках: барабан с заводной пружиной 15, валом 16 и заводным устройством 17 с храповой системой. Заводные устройство 17 имеет ось и головку 7, выведенную наружу корпуса 1. На обод барабана 15 насажено зубчатое колесо 18, находящееся в зацеплении с шестерней заводного устройства 17. Вал 16 заводной пружины имеет шестерню 19, находящуюся в зацеплении с трибом промежуточного колеса 20. Промежуточное колесо 20 находится в зацеплении с трибом центрального зубчатого колеса 21, сидящего на выходной оси 5, выступающей одним концом за верхнее основание 13 и к которому крепится подвижной декоративный элемент. Центральное зубчатое колесо 21 сопряжено через повышающий редуктор 22 (состоящий из по крайней мере одного зубчатого колеса с трибом) с приводной шестерней 23 центробежно-фрикционного тормозного устройства 24.

Центробежно-фрикционное тормозное устройство (фиг. 3) состоит из неподвижной муфты 25 с деталями крепления 26 для установки на нижнее 12 (или верхнее 13) основание, оси 27 с диском 28 и приводной шестерней 23. На диске 28 установлены на осях 29 симметрично относительно оси 27 по крайней мере две тормозные колодки 30 и пружины 31. Каждая тормозная колодка 30 насажена на свою ось 29 со смещением центра массы и с возможностью поворота относительно оси.

Для работы приводного устройства 4 (фиг. 1) производится завод пружины в барабане 15 через насаженную шестерню 16 и заводное устройство 17 (фиг. 2), вращением, вручную, головки 7. Вращающий момент на валу заведенной пружины в барабане 15 через шестерню 19 передается на триб промежуточного зубчатого колеса 20. Вращение от колеса 20 передается на триб центрального зубчатого колеса 21 и его выходную ось 5 с подвижным декоративным элементом 6. Вращение зубчатого колеса 21 передается на триб зубчатого колеса повышающего редуктора 22, а вращение от зубчатого колеса 22 - на приводную шестерню 23 стабилизирующего узла центробежно-фрикционного устройства 24. В тормозном устройстве (фиг. 3) вместе с приводной шестерней 23 на оси 27 вращается диск 28 с установленными на нем в осях 29 тормозными колодками 30. При этом под действием центробежных сил, действующих на смещенные центры масс колодок 30, преодолевается сопротивление пружин 31 и колодки прижимаются рабочими поверхностями к внутренней цилиндрической поверхности неподвижной муфты 25. Происходит авторегулируемое торможение вращения диска 28 и, как результат, - стабилизированное вращение выходной оси 5 приводного устройства 4.

Между шестерней 19 и трибом центрального колеса 21 может быть последовательно установлено два (и более) промежуточных колеса 20.

По такой же принципиальной схеме производится реконструкция анкерно-инерционной системы механизма наручных часов. Кроме того, отдельные узлы и детали механизма могут быть упрощены, облегчены или упразднены.

Для создания более бесшумной и простой в изготовлении конструкции приводного механизма, некоторые шестеренчатые пары, например редуктора (как наиболее скоростные и шумящие), могут быть заменены на пасиковые передачи с применением обрезиненных роликов разного диаметра или шкивов и резиновых ремней.

Ювелирное изделие может иметь несколько подвижных декоративных элементов 6, вращающиеся базы (оси) которых кинематически сопряжены с выходной осью 5 или другими осями приводного механизма 4.

Головка 7 заводного устройства 17 может быть выполнена в виде декоративного элемента, или подобной другим декоративным элементам на корпусе, с возможностью вращения со своей осью.

Включатель электросхемы подсветки 9 может находиться на корпусе изделия 1 или быть совмещенным с узлом крепления для ношения 3.

Коммутация миниатюрных электрических источников света 11 может осуществляться посредством скользящих контактов, установленных на подвижных и неподвижных деталях приводного устройства или редуктора.

Эффект подсветки может осуществляться применением светоотражающих, или фосфоресцирующих, или люминесцирующих покрытий; блестками, или голографическими пленками; или комбинациями этих, электрических и других средств.

Приводной механизм 4 в корпусе 1 ювелирного изделия может располагаться как с горизонтальной ориентацией выходной оси 5, так и с вертикальной. Неподвижный 2 и подвижный 6 декоративные элементы могут иметь вид цилиндра, (усеченных) конуса или пирамиды, многогранника, полусферы и т.д. Могут быть прозрачными, с ажурным, цветным рисунком, с матовой или рельефной поверхностью; как и корпус - декорированы естественными и искусственными цветными материалами, полудрагоценными и драгоценными камнями и металлами.

Центробежно-фрикционное тормозное устройство 24 (фиг. 2) может компоноваться с повышающим редуктором 22, как и пружинно-шестеренчатый механизм, - между платами 12 и 13, так и за нижней платой 12 на своих консольно выступающих осях. Как вариант, ось 27 (фиг. 3) с приводной шестерней 23 и диском 29 может быть соосной выходной оси 5 (фиг. 2) центрального шестеренчатого колеса 21 и представлять собой втулку, вращающуюся на оси 5, консольно выступающей за плату 12. При этом габаритные размеры центробежно-фрикционного устройства (муфты 25) могут быть соизмеримы с внутренним диаметром корпуса 1 ювелирного изделия, что дает возможность крепления муфты 25 к корпусу 1 с применением шумопоглощающих прокладок.

Формула изобретения

1. Ювелирное изделие, состоящее из корпуса с неподвижным светопроницаемым декоративным элементом, элемента крепления для ношения, заводной головки на оси, размещенных внутри корпуса приводного устройства пружинно-шестеренчатого типа, имеющего пружину-двигатель с заводным устройством, и системы шестеренчатых передач, образующей по меньшей мере одну выходную ось вращения с подвижным декоративным элементом, отличающееся тем, что пружинно-шестеренчатый привод снабжен центробежно-фрикционным тормозным устройством, сопряженным с приводом через средство повышения числа оборотов его вращающегося стабилизирующего узла.

2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что пружинно-шестеренчатый привод представляет собой механизм наручных часов.

3. Изделие по п.1, отличающееся тем, что средство повышения числа оборотов тормозного устройства состоит из шестеренчатого редуктора.

4. Изделие по п.1, отличающееся тем, что средство повышения числа оборотов тормозного устройства состоит из пасиковой системы типа шкивоременных передач.

5. Изделие по пп.1 - 4, отличающееся тем, что заводная головка пружины-двигателя приводного устройства выполнена декоративным элементом, в том числе по форме и материалу подобно другим декоративным элементам на корпусе ювелирного изделия, с возможностью вращения с осью, на которой он закреплен.

6. Изделие по пп.1 - 4, отличающееся тем, что в корпусе размещены средства подсвечивания приводного и неподвижного декоративных элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3