Часовой механизм, оснащенный анимацией
Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание часового механизма, оснащенного медленной анимацией, которая стремится принести ощущение безмятежности и спокойствия пользователю, даже когда он уточняет время. Кроме того, изобретение направлено на придание оригинального вида часам. Этот результат обеспечивается за счет того, что часовой механизм механического типа содержит корпус и поддерживаемые этим корпусом рабочую зубчатую передачу, периодически приводимую во вращение приводным элементом, и анимационную часть, предназначенную быть видимой и приспособленную для анимирования колебательным движением, допускающим имитацию маятникового движения. Механизм содержит также поддерживаемую корпусом анимационную зубчатую передачу в зацеплении с подвижной частью рабочей зубчатой передачи и кинематически соединенную с анимационной частью. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к часовым механизмам, которые содержат видимую подвижную часть, обеспечивающую анимированное отображение.
Более точно, настоящее изобретение относится к часовому механизму механического типа, содержащему корпус и поддерживаемые этим корпусом:
- рабочую зубчатую передачу, содержащую множество колес, периодически приводимых во вращение приводным элементом;
- подвижную часть, анимированную пульсирующим движением и имеющую кинематическое соединение с упомянутой рабочей зубчатой передачей,
- анимационную часть, предназначенную быть видимой и приспособленную для анимирования периодическим движением,
- управляющий элемент для анимационной части, и
- анимационную зубчатую передачу в зацеплении с подвижной частью рабочей зубчатой передачи и приводящую управляющий элемент.
Часовой механизм этого типа описан, например, в патенте СН 30222, который предлагает анимировать статуэтку посредством колеса, соединенного с рабочей зубчатой передачей, содержащей храповые зубья. Такое решение имеет тот недостаток, что движение автомата является толчкообразным вследствие перепрыгивания через храповые зубья.
Кроме того, известны часы, такие как описанные в документе FR 630190, в которых изображение маятника зафиксировано на вилочном захвате регулятора хода. Здесь также движение является толчкообразным, и поэтому более раздражающим, чем успокаивающим.
Задачей настоящего изобретения является реализация анимации, в которой толчки вследствие пульсирующего движения регулятора хода или двигателя постепенно уменьшаются с тем, чтобы движение автомата являлось единообразным и свободным от толчков. С этой целью часовой механизм согласно изобретению отличается тем, что анимационная зубчатая передача, управляющий элемент и анимационная часть расположены таким образом, что периодическое движение имеет синусоидальное колебательное движение.
Для получения оптимального качества имитации эластичный элемент расположен между подвижной частью рабочей зубчатой передачи, с которой зацепляется анимационная зубчатая передача, и анимационной частью, таким образом образуя механический фильтр посредством взаимодействия гибкого элемента с инерцией подвижных частей анимационной части, управляющего элемента и анимационной части.
С точки зрения расположения различных компонентов предпочтительно, чтобы анимационная зубчатая передача была соединена с рабочей зубчатой передачей ее второй подвижной частью. В этом случае анимационная зубчатая передача располагается таким образом, чтобы увеличить скорость вращения второй подвижной части по направлению к подвижной части, сообщенной с анимационной частью.
Преимущественно анимационная часть колеблется с частотой, измеряемой между 0,2 и 2 Гц.
В одном конкретном варианте выполнения механизм дополнительно содержит рычаг. Последняя подвижная часть анимационной зубчатой передачи оснащена плоской деталью. Кроме того, анимационная часть и плоская деталь оснащены эксцентрично расположенными соединительными средствами, каждое из которых соединено с одним концом рычага, чтобы вместе образовывать шатун, соединяющий зубчатую передачу с анимационной частью.
В первом варианте рычаг имеет по меньшей мере на части своей длины упругую деформирующуюся структуру, образующую упомянутый упругий элемент.
Во втором варианте упругий элемент упруго соединяет два коаксиальных подвижных элемента анимационной зубчатой передачи.
Предпочтительно упругий элемент, размещенный между анимационной частью и подвижной частью (ями) зубчатой передачи, образует с ними колебательную систему, период которой измеряется между периодом движения рабочей зубчатой передачи и периодом переменного движения упомянутой части.
Чтобы сделать анимационную часть настолько ударопрочной, насколько возможно, она поворотно смонтирована на корпусе и ее центр тяжести расположен по существу на ее поворотной оси.
Чтобы допустить использование уже существующего калибра часов, корпус механизма согласно изобретению содержит:
- первую платину и первый мост, между которыми поворачивается подвижная часть рабочей зубчатой передачи, и
- вторую платину, на которой поворачивается подвижная часть анимационной зубчатой передачи и анимационная часть, при этом платина, анимационная зубчатая передача и анимационная часть вместе образуют независимый модуль, который может быть закреплен второй платиной на первой платине.
Понятно, что вся или часть анимационной зубчатой передачи может также поворачиваться в пределах моста, который закреплен на второй платине.
Другие преимущества и характеристики изобретения будут выяснены из следующего описания, сделанного в отношении прилагаемых чертежей, на которых:
- фиг.1 представляет часы, оснащенные часовым механизмом согласно изобретению,
- фиг.2 - вид сверху части часового механизма согласно изобретению, который выполняет анимационную функцию,
- фиг.3 - сечение вдоль линии III-III части механизма, иллюстрированной на фиг.2,
- фиг.4 и 5 показывают в увеличенном масштабе, и соответственно, на виде сверху и в сечении части механизма на фиг.2 и 3,
- фиг.6 - сечение второго варианта выполнения механизма согласно изобретению,
- фиг.7 представляет третий вариант осуществления изобретения.
Часы, представленные на фиг.1, содержат корпус 10, образующий гнездо, в котором помещен часовой механизм, который будет описан со ссылкой на фиг.2-5, при этом механизм содержит рабочую зубчатую передачу и опору минутной зубчатой передачи, соответственно, секундные стрелки 12, минутные стрелки 14 и часовые стрелки 16. Циферблат 18 помещен между механизмом и стрелками. В нем проделано окно 20, через которое может быть видима анимационная часть 22, расположенная таким образом, чтобы имитировать движение маятника, как будет объяснено ниже.
Фиг.2 показывает на виде сверху часовой механизм 24 согласно изобретению, например такой, который помещен в корпус 10. Циферблат не показан. Стрелки 12, 14 и 16 показаны прозрачными. Анимационная часть 22 также показана подобным образом. Ее крайние положения показаны точечным контуром.
Механизм 24 содержит базовый калибр 26, представленный схематически на виде сбоку на фиг.3, обеспечивающий важные функции хронометра, например, энергопитание, генерирование основной частоты, механическое распределение посредством зубчатой передачи, также как корректирующие функции. Его временной базой может с тем же успехом быть кварц в виде волосковой пружины.
Калибр 26, в частности, оснащен платиной и мостом (ни один из которых не обозначен ссылочной позицией) и рабочей зубчатой передачей, содержащей подвижные части, которые поворотно установлены между платиной и мостом, при этом только конец секундной подвижной части 30 виден на фиг.3. Минутная зубчатая передача, которая также не представлена, несет на себе и осуществляет приведение в движение минутных стрелок 14 и часовых стрелок 16.
Базовый калибр 26 несет на себе модуль 32, содержащий платину 34 и мост 36, которые вместе служат в качестве опоры для анимационной зубчатой передачи 38. Последняя содержит три подвижные части 40, 42 и 44, каждая из которых образована шестерней, обозначенной буквой а, и колесом, обозначенным буквой b, за исключением подвижной части 44, которая содержит шестерню 44а и плоскую деталь 44с, но не имеет колеса.
Подвижная часть 40 является коаксиальной с секундным колесом 30. Ее шестерня 40а оснащена отверстием, входящим в зацепляемые с концом секундной подвижной части 30, при этом эти отверстие и конец расположены таким образом, что подвижные элементы 30 и 40 поворачиваются как одно целое, например, это обеспечивается посредством углубления на шестерне 40а, при этом подвижная часть 40 является в этом случае впрессованной в конец подвижной части 30.
Колесо 40b приводит в движение шестерню 42а и с ней колесо 42b, которое зацепляется с шестерней 44а подвижной части 44.
Подвижные части 40, 42 и 44 присутствуют в таком количестве, чтобы скорость вращения подвижной части 44 была порядка 1 оборота в секунду, обычно в пределах между 0,2 и 2 оборотами в секунду.
Подвижные части 40 и 42, также как шестерня 44а, помещены и вращаются между платиной 34 и мостом 36. Как можно видеть на фиг.5, шестерня 44а оснащена поворотной осью 44а, выступающей из моста 36 и на которой запрессована плоская деталь 44 с. Последняя несет ось 44е, функция которой будет детально изложена далее ниже.
Анимационная часть 22 содержит центральный участок 22а (фиг.2), оснащенный отверстием, в которое впрессован вал, поворотно установленный между платиной 34 и мостом 36 вблизи центра механизма. Два рычага 22 с и 22а продолжаются на обеих сторонах центрального участка 22а. Свободный конец рычага 22с несет противовес 22d, который виден через окно 20 и имитирует противовес маятника. Конец другого рычага 22d оснащен осью 22е, которая может быть лучше видна на фиг.5 и предназначена для обеспечения соединения с плоской деталью 44с через рычаг 46, поворотно установленный на осях 44е и 22е. Таким образом, подвижная часть 44 и рычаг 46 вместе образуют управляющий элемент для анимационной части 22.
Рычаг 46 несет два часовых камня 46а и 46b, запрессованных соответственно на одном и на другом своих концах и сообщающиеся один с осью 22е, другой с осью 44е. В его средней части 46с он имеет змеевидную структуру, которая придает ему большую гибкость, чем прямая штанга.
Рычаг 46 удерживается на осях 22е и 44е втулками 48, запрессованными на осях 22е и 44е, оставляющими достаточное пространство между камнями 46а и 46b для обеспечения того, чтобы они не приближались в своем движении.
Подвижная часть 44 и рычаг 46 таким образом вместе образуют шатунную систему, приводящую в движение анимационную часть 22.
В часах, которые только что были описаны, если они используют волосковую пружину, секундное колесо производит легкий скачок каждой раз так, что регулятор хода дает импульс балансиру. Это происходит с каждым полупериодом, например, от 5 до 10 раз в секунду. Эта частота является слишком низкой для имитации непрерывного движения. На практике длина импульса составляет порядка 1% времени полупериода. Для того, чтобы маятник давал иллюзию имеющего непрерывное и синусоидальное движение, необходимо введение элемента, который демпфирует это движение. Это является функцией змеевидной структуры 46с, которая придает большую гибкость рычагу 46.
В качестве варианта, гибкая структура 46с рычага 46 может быть заменена установкой колеса 42b с возможностью свободного вращения на шестерне 42а и соединением их плоской спиральной пружиной. Этот вариант не представлен на чертеже, поскольку он легко реализуется специалистом в данной области.
Чтобы получить оптимальную имитацию, период этого узла, образованного анимационной частью 22 и гибким элементом 46b, измеряется между периодом движения рабочей зубчатой передачи и периодом колебательного движения анимационной части 22.
Предпочтительно для того, чтобы колебательное движение анимационной части 22 испытывало минимально возможные возмущения, узел, образованный рычагом 46 и анимационной частью 22, сбалансирован, другими словами, его центр тяжести расположен по существу на поворотной оси части 22.
Способ обеспечения соединения анимационной части 22 с анимационной зубчатой передачей 38 может быть реализован с помощью других средств, чем представленные и описанные. Таким образом возможно реализовать анимационную часть, чей рычаг 22d мог бы быть значительно укорочен и мог бы нести палец. Рычаг 46 мог бы быть заменен тонкой пружиной, закрепленной на пальце рычага 22d. Другой конец пружины мог бы быть оснащен выступом, в котором мог бы быть запрессован камень, подобный тому, который имеет ссылочную позицию 46b. Таким образом, возможно было бы иметь более гнущийся гибкий элемент.
Очевидно, что анимационная часть может эквивалентно иметь форму иную, чем маятник, с его стержнем и противовесом, без отхода от идеи изобретения. Анимационная часть может таким образом иметь форму лодки с колебательнм движением, имитирующим движение волн, или форму любого другого объекта, совершающего медленное маятниковое движение.
Также возможно, разумеется, интегрировать компоненты, обеспечивающие привод анимационной части, непосредственно в платине базового калибра.
Вариант осуществления, представленный на фиг.6, показывает плавность движения дополнительно усовершенствованного автомата. На этой фигуре представлены только подвижные части. Они поворачиваются в пределах корпуса механизма, в основном между мостом и платиной. В этом варианте осуществления приводной элемент, который снабжает энергией рабочую зубчатую передачу, образован ходовой пружиной, помещенной в барабане 50, составляющей первую подвижную часть рабочей зубчатой передачи, последняя приводит в движение регулятор хода и волосковую пружину, которые вместе образуют пульсирующий подвижный элемент. Анимационная зубчатая передача содержит пять подвижных частей 52, 54, 56, 58 и 60.
Подвижная часть 52 содержит шестерню 52а, в зацеплении с зубчатым венцом барабана 50 и колесо 52b, которое приводит в движение подвижную часть 54 через его шестерню 54а. Последняя закреплена на муфте 54b, закрепленной запрессовыванием и несущей пружину баланса 54с. Колесо 54d свободно установлено на шестерне 54а, аксиально удерживаемой на месте кольцом 54е, запрессованным на валу шестерни 54а. Оно оснащено штырем 54f, закрепленным на конце пружины баланса 54с. Пружина баланса 54с закреплена на муфте 54b и на штыре 54f обычным образом, например, склеиванием или сваркой. Шестерня 54а и колесо 54d таким образом вращаются как одно целое, но упруго соединены друг с другом, демпфируя толчки вследствие толчкообразных движений пружины баланса. Также возможно реализовать пружину баланса 54с и ее фиксирующее средство, например, муфту 54b и штырь 54f, в виде одной детали, запрессованной на шестерне 54а и на штыре, содержащемся на колесе 54d.
Колесо 54d зацепляется с подвижной частью 56 и, конкретнее, с ее шестерней 56а, тогда как ее колесо 56b приводит в движение подвижную часть 58 через ее шестерню 58а. Колесо 58b зацепляется с шестерней 60а подвижной части 60. Последняя содержит плоскую деталь 60b, несущую ось 60с, подобную оси 44е, на которой поворачивается рычаг 46.
Размер плоской детали 60b будет задан таким, чтобы она образовывала достаточную инерционную массу, чтобы дать возможность пружине баланса 54с оставаться слегка намотанной так, чтобы маятник непрерывно двигался между двумя чередованиями балансира. Задание размеров пружины баланса и инерционной массы будет тем более тонким после того, как энергия будет передаваться от быстрой подвижной части рабочей зубчатой передачи.
Передача энергии может быть в равной степени эффективна от центрального колеса или от третьего колеса. Тем не менее, при передаче энергии на уровне барабана количество подвижных элементов между элементом, анимированным пульсирующим движением, например, регулятором хода, и элементом, имитирующим синусоидальное движение, например, маятником, являются такими, что их гибкость является достаточной, чтобы сделать импульсы балансира невидимыми. Таким образом, несущественно добавление гибкого элемента, даже если анимационная часть колеблется с относительно высокой частотой, например, 2 Гц.
Фиг.7 показывает другой вариант осуществления изобретения, в котором анимационная зубчатая передача 38 удерживается колесом 62, расположенным на валу секундного колеса рабочей зубчатой передачи и последней подвижной части 44, шестерня 44а которой зацепляется с колесом 62. Как объяснено выше, плоская деталь 44с приводит в движение анимационную часть 22.
Передаточное отношение между колесом 62 и шестерней 44а преимущественно составляет 1/12 из условия, чтобы период анимационной части составлял 5 секунд. В этом случае пульсирующее движение рабочей зубчатой передачи сильно уменьшается, с одной стороны, вследствие большого момента инерции колеса 62, с другой стороны, вследствие очень малого смещения анимационной части с каждым чередованием балансира.
Для предотвращения дрожания шестерен анимационной зубчатой передачи, вследствие генерирования случайных движений анимационной части, возможно оснастить последнюю тормозом, работающим в конце поворота ее вала.
В примерах, описанных выше, управляющий элемент для анимационной части - кривошипного типа. Тот же эффект может быть получен посредством кулачка и рычага, расположенного напротив кулачка.
Таким образом, в силу особенных характеристик механизма согласно изобретению возможно реализовать часы, оснащенные медленной анимацией, которая стремится принести прикосновение безмятежности и спокойствия, контрастирующего с обычными состояниями каждодневной жизни, и таким образом, предлагает маленькую частичку покоя носящему часы, даже когда он уточняет время. Кроме того, присутствие колеса зубчатой передачи обеспечивает размещение точки поворота анимационной части почти везде, и особенно в непосредственной близости от центра механизма, что придает часам оригинальный эстетичный вид.
1. Часовой механизм (24) механического типа, содержащий корпус и поддерживаемые этим корпусом: рабочую зубчатую передачу, содержащую множество колес, периодически приводимую во вращение приводным элементом, подвижную часть, анимированную пульсирующим движением и имеющую кинематическую связь с упомянутой рабочей зубчатой передачей, анимационную часть (22), предназначенную быть видимой и приспособленную для анимирования периодическим движением, управляющий элемент (44, 46) для анимационной части и анимационную зубчатую передачу (38), находящуюся в зацеплении с подвижной частью (30) рабочей зубчатой передачи, и приводящую в движение управляющий элемент (44, 46), отличающийся тем, что анимационная зубчатая передача, управляющий элемент и анимационная часть расположены таким образом, что периодическое движение - синусоидального колебательного типа, при этом гибкий элемент (46 с) помещен между упомянутой подвижной частью (30) и упомянутой частью (22) таким образом, чтобы сглаживать движение анимационной части (22).
2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что анимационная зубчатая передача (38) соединена с рабочей зубчатой передачей своей второй подвижной частью (30) и расположена таким образом, чтобы увеличивать скорость вращения второй подвижной части (30) по направлению к подвижной части (44), сообщающейся с упомянутой частью (22).
3. Механизм по п.2, отличающийся тем, что упомянутая анимационная часть (22) колеблется с частотой в пределах между 0,2 и 2 Гц.
4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит рычаг (46), при этом последняя подвижная часть анимационной зубчатой передачи (44) содержит плоскую деталь (44 с), причем анимационная часть (22) и упомянутая плоская деталь (44 с) оснащены эксцентрично расположенными соединительными средствами (22е, 44е), каждое из которых соединено с одним из концов рычага.
5. Механизм по п.4, отличающийся тем, что упомянутый рычаг имеет по меньшей мере на части длины гибкую деформируемую структуру (46 с), образующую упомянутый гибкий элемент.
6. Механизм по п.1, отличающийся тем, что упомянутый гибкий элемент соединяет две, коаксиально расположенные подвижные части упомянутой анимационной зубчатой передачи.
7. Механизм по п.6, отличающийся тем, что упомянутый гибкий элемент, расположенный между анимационной частью (22) и подвижной частью(ями) зубчатой передачи, образует с ними колебательную систему, период которой определяется между периодом движения рабочей зубчатой передачи и периодом возвратно-поступательного движения упомянутой части.
8. Механизм по п.1, отличающийся тем, что упомянутая анимационная часть (22) поворотно установлена на корпусе и ее центр тяжести расположен по существу на поворотной оси.
9. Механизм по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит первую платину и первый мост, между которыми поворачивается подвижная часть рабочей зубчатой передачи, и вторую платину (34), на которой поворачивается подвижная часть анимационной зубчатой передачи (38) и анимационная часть (22), при этом платина (36), анимационная зубчатая передача (38) и анимационная часть (22) вместе образуют независимый модуль (32), который может быть закреплен второй платиной (34) на первой платине.
