Устройство аналоговой индикации для часов

Устройство аналоговой индикации для часов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к устройству аналоговой индикации, предназначенному для часов.

В стандартных часах текущий час индицируется при помощи стрелки, называемой часовой стрелкой. Часовая стрелка имеет центр вращения, который в большинстве случаев размещается в центре циферблата и, как правило, совершает один полный оборот по циферблату за двенадцать часов, проходя последовательно от одного часа к другому с равномерной и постоянной скоростью, составляющей шестьдесят минут, в антитригонометрическом направлении.

Задача данного изобретения состоит в создании индикации типа "оптической иллюзии", отличающейся произвольным расположением цифр на циферблате, причем часовая стрелка в этом случае обязательно должна осуществлять скачкообразное перемещение для перехода от одной цифры к другой.

Устройство аналоговой индикации, предназначенное для часов, в соответствии с предлагаемым изобретением отличается тем, что оно содержит средства индикации, выполненные с возможностью их скачкообразных перемещений относительно циферблата, представляющего беспорядочную последовательность подлежащих индикации величин.

Эти подлежащие индикации величины, размещенные на циферблате, смещены относительно друг друга на циферблате в направлении по часовой стрелке или в направлении против часовой стрелки. Величины, подлежащие последовательной индикации, смещены относительно друг друга на некоторое количество располагающихся друг за другом позиций в последовательности нанесенных на циферблат величин.

Указанное смещение составляет пять, семь или тринадцать последовательно расположенных позиций. В соответствии с предпочтительным способом осуществления предлагаемого изобретения часы на циферблате индицируются при помощи стрелок.

В соответствии с другим способом осуществления средства индикации представляют собой диски, размещенные под циферблатом, причем в циферблате имеются вырезы, которые дают возможность увидеть величины, индицированные на этих дисках.

Предлагаемое устройство может быть адаптировано для индикации величин, которые представляют собой часы и минуты текущего времени, календарные даты, наименования дней, недель, различные фазы луны и т.п.

В соответствии с первым способом осуществления предлагаемого изобретения устройство аналоговой индикации имеет в своем составе механизм управления, представляющий собой колесо взведения, жестко связанное с импульсным колесом, находящимся под действием усилия, создаваемого при помощи импульсной пружины, которая толкает импульсное колесо в направлении против часовой стрелки вследствие предварительного натяжения этой пружины при помощи усеченного минутного триба, жестко связанного с минутным трибом, осуществляющим один полный оборот за час.

В соответствии со вторым способом осуществления предлагаемого изобретения устройство аналоговой индикации имеет в своем составе механизм управления, представляющий собой зубчатый сектор, связанный с минутной шестерней, и зубчатый сектор, связанный с часовым колесом, причем минутный зубчатый сектор направляется кулачком, установленным на возвратном колесе, приводимом во вращательное движение при помощи стандартного минутного триба движения, и этот зубчатый сектор падает в полость кулачка после завершения полного оборота этого кулачка и приводит в движение, в процессе своего падения, минутную шестерню и часовое колесо, позволяя таким образом обеспечить скачкообразное перемещение от одного часа к следующему.

В приведенных в приложении к описанию изобретения чертежах представлены в качестве примера два способа выполнения устройства аналоговой индикации текущего времени или других данных (дни недели, календарные даты и т.п.) для часов, являющегося объектом предлагаемого изобретения.

В числе указанных чертежей:

Фиг.1 представляет собой схематический вид циферблата и стрелок предлагаемого устройства;

Фиг.2 представляет собой схематический вид, подобный виду, показанному на фиг.1, но с демонстрацией сектора скачкообразного перехода от одного часа к следующему;

Фиг.3 представляет собой схематический вид двенадцати возможностей расположения цифр индикации часа путем осуществления поворотов на угол 30° в функции той цифры, которую необходимо показать на стандартной позиции полудня или полуночи;

Фиг.4 представляет собой схематический вид первого способа выполнения механизма управления для предлагаемого устройства в последовательных фазах а, b, с и d функционирования этого механизма;

Фиг.5 представляет собой схематический вид второго способа выполнения механизма управления для предлагаемого устройства в его положении перед падением зубчатой рейки и скачкообразного перемещения часовой стрелки;

Фиг.6 представляет собой схематический вид индикации предлагаемого устройства посредством дисков, располагающихся под циферблатом;

Фиг.7 представляет собой схематический вид индикации предлагаемого устройства, указывающего календарную дату.

В стандартных часах текущий час индицируется при помощи стрелки, называемой часовой стрелкой. Эта часовая стрелка имеет точку вращения, которая в большинстве случаев размещается в центре циферблата. Как это обычно бывает, часовая стрелка совершает один полный оборот по циферблату за двенадцать часов, переходя последовательно от одного часа к другому с равномерной и постоянной скоростью, составляющей шестьдесят минут, в антитригонометрическом направлении.

Устройство аналоговой индикации, схематически представленное на приведенных в приложении чертежах, отличается от стандартных часов, с одной стороны, своей индикации в виде "оптической иллюзии", то есть при помощи беспорядочного выстраивания цифр, а с другой стороны, скачкообразными перемещениями, осуществляемыми часовой стрелкой.

Как это можно видеть на фиг.1, предлагаемое устройство индикации содержит циферблат 1, часовую стрелку 2 и минутную стрелку 3, имеющую точку поворота, совпадающую с центром циферблата 1, как и в стандартных часах.

Минутная стрелка 3 движется по стандартной траектории и показывает минуты обычным образом.

Часовая же стрелка 2 не осуществляет полного оборота по циферблату за двенадцать часов, но она переходит от одного часа к другому в результате мгновенного скачкообразного перемещения в направлении, обычно называемом направлением по часовой стрелке (то есть антитригонометрическом направлении).

Эта часовая стрелка перемещается в соответствии с беспорядочным (перекрещивающимся) порядком размещения цифр, несмотря на нелепое на первый взгляд их расположение.

Особенность часовой стрелки в данном случае заключается в том, что она остается фиксированной (то есть не двигается) на соответствующем часе на время всей протяженности кругового движения минутной стрелки по циферблату и перемещается только после того, как данный час закончился и осуществляется переход к следующему часу, совершая скачкообразное перемещение через пять цифр на двенадцать.

Протяженность перемещения часовой стрелки 2 от одного часа к другому составляет 150° или пять цифровых обозначений в антитригонометрическом направлении. В то же время, принимая во внимание расположение этих цифр, часовая стрелка осуществляет переход на одну и ту же цифру через каждые двенадцать часов. Иначе говоря, часовой стрелке необходимо совершить пять полных оборотов по циферблату для того, чтобы вернуться к той же самой цифре.

При этом часовая стрелка двенадцать раз проходит угловой путь, составляющий 150°, то есть всего она проходит угловой путь, равный 1800°, или пять раз по 360°.

Порядок расположения цифр на циферблате не является произвольным, но всякий раз соответствует углу или угловому сектору 4 (см. фиг.2) с угловым интервалом 150° (или пять цифр). Следующая пересекающаяся цифра располагается всякий раз через угловой интервал в 5 цифр и всегда в направлении по часовой стрелке.

При использовании предлагаемого изобретения можно изменять расположение цифр, осуществляя поворот этих цифр на угол 30° или на угол, кратный 30°, в зависимости от цифры, которую хотят выставить в стандартное положение "двенадцать часов".

Таким образом, для циферблата, рассчитанного на индикацию двенадцати часов, существует двенадцать различных вариантов индикации, которые последовательно представлены на фиг.3.

Устройство аналоговой индикации в соответствии с предлагаемым изобретением в соответствии с первым способом его реализации, схематически представленное на фиг.1-3, содержит механизм управления, функционирование которого описано ниже со ссылками на фиг.4а, 4b, 4с и 4d.

В этом механизме усеченный минутный триб 10 жестко присоединен к стандартному минутному трибу 11, совершающему свое традиционное движение, вследствие чего этот усеченный минутный триб также совершает один полный оборот за час. При этом минутная стрелка обычным образом жестко связана с минутным трибом 11. Таким образом, в данном случае минутная стрелка указывает минуты стандартным образом.

При этом часовое колесо 12 присоединено с возможностью свободного вращения и коаксиально к минутному трибу 11. Таким образом, это часовое колесо может свободно поворачиваться на своей оси вращения А1, не увлекая при этом за собой минутный триб 11.

Часовая стрелка жестко присоединена к часовому колесу 12, как при стандартном движении. При этом часовое колесо 12 в данном случае имеет особенность, заключающуюся в том, что оно содержит двенадцать зубьев, которые, помимо прочего, служат для его позиционирования в любом случае таким образом, чтобы часовая стрелка находилась на одной линии с индексом часов на циферблате благодаря часовому фиксатору 13, который обеспечивает угловое позиционирование этого часового колеса 12.

Поворотный штифт 14, жестко связанный с пластиной модуля, закреплен коаксиально по отношению к оси А2.

Импульсное колесо 15 представляет собой часть системы 16, состоящей из четырех компонентов: колеса взведения 17, импульсного колеса 15 и двух штифтов позиционирования 18 и 19. Эти два штифта позиционирования 18 и 19 выполняют двойную функцию: с одной стороны, они обеспечивают жесткое соединение колеса взведения 17 и импульсного колеса 15 вследствие того, что они вставлены в обе эти детали, а с другой стороны, они выступают по высоте над поверхностью импульсного колеса 15 и служат точками контакта с импульсной пружиной 20.

Импульсная пружина 20, а также часовой фиксатор 3 представляют собой пружинные пластины, жестко закрепленные на пластине модуля при помощи любых подходящих в данном случае средств. В рассматриваемом варианте выполнения эти пружинные пластины заделаны в канавки, выполненные на пластине модуля.

Импульсная пружина 20 выполняет две различные функции: она обеспечивает позиционирование, как это выполнял бы обычный фиксатор, импульсного колеса 15 в его заданном угловом положении, опираясь на две точки контакта, которыми в данном случае являются два штифта позиционирования 18 и 19. Кроме того, пружина поддерживает по высоте импульсное колесо 15 и не позволяет ему выйти из своего ложемента.

Механизм, который только что был описан, функционирует следующим образом.

В том случае, когда базовое движение данного механизма запущено, минутный триб 11 начинает вращаться со скоростью, составляющей один полный оборот за час. Усеченный минутный триб 10, жестко связанный с минутным трибом 11, также совершает вращательное движение с той же самой скоростью. Как это можно видеть на фиг.4а, усеченный минутный триб 10 входит в контакт с колесом взведения 17 при помощи своих зубьев. При этом колесо взведения 17 всегда ожидает контакта с зубьями усеченного минутного триба 10 в этом положении, поскольку колесо взведения 17 позиционировано при помощи импульсной пружины, опирающейся на два штифта позиционирования 18 и 19.

Как показано на фиг.4b, усеченный минутный триб 10, вращаясь в направлении по часовой стрелке, увлекает за собой колесо взведения 17, обеспечивая постепенное взведение импульсной пружины 20 вплоть до того момента, когда усеченный минутный триб 10, не имея больше зубьев на своей периферийной части (см. фиг.4с), освободит колесо взведения 17, которое под действием импульсной пружины 20 продвигается, вместе с импульсным колесом 15, в направлении против часовой стрелки (см. фиг.4d).

Скачкообразное перемещение этой системы 16 приводит в движение часовое колесо 12 в направлении по часовой стрелке, вследствие чего в рассматриваемом здесь варианте выполнения это часовое колесо 12 продвигается вперед на пять зубьев или на угол, составляющий пять раз по 30°, поскольку импульсное колесо 15 содержит два участка, каждый из которых имеет по пять зубьев. При этом импульсная пружина 20 снова позиционирует систему, поворачивающуюся относительно оси А2, после чего усеченный минутный триб 10 возвращается в свое исходное положение, показанное на фиг.4а, и рассматриваемый здесь механизм начинает новый цикл функционирования, причем в данном случае импульсное колесо 15 выполнено симметричным.

На фиг.5 схематически представлен второй способ выполнения приводного механизма устройства аналоговой индикации, имеющего в своем составе:

- минутный триб 30 стандартного типа, который вращается со скоростью, составляющей один оборот за один час, будучи концентрически закрепленным на оси А1. Этот минутный триб входит в зубчатое зацепление с центральным возвратным колесом 31, которое, таким образом, также совершает один полный оборот за один час, но в направлении против часовой стрелки, будучи концентрически закрепленным на оси А2;

- минутный кулачок 31а, который жестко закреплен на центральном возвратном колесе 31. Этот кулачок 31а, таким образом, также совершает полный оборот за один час в направлении против часовой стрелки;

- минутный зубчатый сектор 32, который поворачивается относительно оси A3 и на котором жестко закреплены два штифта, а именно штифт 33, предназначенный для ограничения пружины часового зубчатого сектора, и штифт 34 поворота часового зубчатого сектора.

Часовой зубчатый сектор 35 установлен с возможностью свободного вращения относительно штифта 34 поворота этого часового зубчатого сектора.

Пружина 36 часового зубчатого сектора жестко закреплена на часовом зубчатом секторе 35. Эта пружина опирается на штифт 33 ограничения пружины часового зубчатого сектора.

Пружина 36 часового зубчатого сектора жестко закреплена на базовой пластине данного механизма. Эта пружина постоянно опирается на боковую поверхность упомянутого зубчатого сектора для придания ему движения, которое проталкивает этот зубчатый сектор к центру оси А1.

Минутная шестерня 37 установлена с возможностью свободного вращения относительно оси А1 и часовое колесо 38 установлено с возможностью свободного вращения относительно трубки упомянутой минутной шестерни 37.

На минутной шестерне 37 закреплена минутная стрелка, а на часовом колесе закреплена часовая стрелка.

Минутный зубчатый сектор 32 постоянно входит в зубчатое зацепление с минутной шестерней 37.

Часовой зубчатый сектор 35 постоянно входит в зубчатое зацепление с часовым колесом 38 в том случае, когда этот зубчатый сектор движется в направлении падения минутного зубчатого сектора 32, но он отходит назад в том случае, когда минутный зубчатый сектор поднимается вдоль минутного кулачка 31а.

В процессе своего функционирования механизм, схематически представленный на фиг.5, осуществляет следующие операции:

- минутный триб 30 стандартного типа вращается, совершая полный оборот за один час, и приводит во вращательное движение с той же самой скоростью, но в противоположном направлении, возвратное колесо 31. Минутный зубчатый сектор 32, постоянно опирающийся на минутный кулачок 31а и испытывающий толкающее воздействие со стороны пружины 32а этого минутного зубчатого сектора, поднимается вдоль образующей минутного кулачка 31а.

Когда упомянутый зубчатый сектор поднимается вдоль образующей упомянутого кулачка, он приводит во вращательное движение минутную шестерню 37, на которой закреплена минутная стрелка, и указывает, таким образом, минуты.

Зубья минутного зубчатого сектора 32 рассчитаны таким образом, чтобы минутная шестерня 37 выполняла полный оборот за час.

Минутная шестерня не всегда непрерывно продолжает свое вращение, но она систематически возвращается назад после скачкообразного перемещения, соответствующего каждому изменению часа.

Когда минутный зубчатый сектор 32 поднимается вдоль образующей упомянутого кулачка 31а, часовой зубчатый сектор 35 не приводит в движение часовое колесо 38, поскольку это колесо удерживается фиксатором. Этот зубчатый сектор выходит из зубчатого зацепления в процессе его поднятия благодаря используемой в данном случае форме зубцов (типа "волчьи зубы").

Однако часовой зубчатый сектор 35 всегда подвергается воздействию толкающего усилия со стороны пружины 35а этого часового зубчатого сектора в направлении зубьев часового колеса таким образом, чтобы в том случае, когда этот зубчатый сектор опускается, он имел возможность приводить в движение упомянутое часовое колесо 38 в направлении против часовой стрелки.

Когда минутный кулачок 31а совершает свой полный оборот, носок минутного зубчатого сектора 32 падает в выемку этого кулачка и оказывается расположенным на донной части этой выемки.

В процессе своего падения на дно выемки кулачка минутный зубчатый сектор приводит во вращательное движение минутную шестерню 37 и часовое колесо 38.

Таким образом, часовое колесо осуществляет скачкообразное перемещение, позволяющее перейти от одного часа к следующему.

На фиг.6 схематически представлено устройство аналоговой индикации, имеющее в своем составе цветные диски, располагающиеся под циферблатом, причем в данном варианте выполнения эти диски заменяют часовую и минутную стрелки. В этом случае циферблаты изготавливаются таким образом, чтобы цифры часов и минут были видимы сквозь циферблат. На фиг.6 схематически представлены четыре примера индикации текущего времени.

На фиг.6а часы показывают время 8 часов ровно.

На фиг.6b часы показывают время 1 час ровно.

На фиг.6с часы показывают время 6 часов 25 минут.

На фиг.6d часы показывают время 3 часа 30 минут.

Очевидно, что устройства аналоговой индикации, которые были описаны в предшествующем изложении, равно как и механизмы управления этими устройствами, могут быть адаптированы также и для индикации других данных, отличных от текущего времени, таких, например, как календарная дата, дни недели, различные фазы луны и т.п. Предлагаемое устройство аналоговой индикации и механизмы его управления также могут быть смонтированы на кварцевом часовом механизме.

На фиг.7 схематически представлен вид устройства аналоговой индикации календарной даты, где скачкообразное перемещение, осуществляемое между двумя следующими друг за другом датами, всякий раз представляет собой тринадцать местоположений.

1. Устройство аналоговой индикации для часов, содержащее средства индикации, выполненные с возможностью скачкообразных перемещений относительно циферблата, имеющего беспорядочную последовательность подлежащих индикации величин, при этом подлежащие индикации величины на циферблате смещены на равномерные интервалы, представляющие собой некоторое количество располагающихся друг за другом позиций подлежащих индикации величин, причем последовательность величин индицируется с помощью механического механизма управления, приводящего в действие средство индикации.

2. Устройство по п.1, в котором упомянутое смещение составляет 1, 5, или 7, или 13 располагающихся друг за другом позиций.

3. Устройство по п.1, в котором упомянутый циферблат индицирует время при помощи стрелок.

4. Устройство по п.1, в котором упомянутые средства индикации представляют собой диски, размещенные под циферблатом.

5. Устройство по п.4, в котором циферблат имеет вырезы, предназначенные для представления величин, индицируемых на упомянутых дисках.

6. Устройство по п.1, в котором подлежащие индикации величины выбраны из группы, включающей часы и минуты текущего времени, календарные даты, наименования дней, недель и фазы луны и т.п.

7. Устройство по п.1, в котором оно содержит механизм управления, содержащий колесо взведения, жестко связанное с импульсным колесом, находящимся под действием усилия, создаваемого при помощи импульсной пружины, которая оказывает толкающее воздействие на импульсное колесо в направлении против часовой стрелки вследствие предварительного натяжения этой пружины при помощи усеченного минутного триба, жестко связанного с минутным трибом, осуществляющим полный оборот в течение одного часа.

8. Устройство по п.1, в котором оно содержит механизм управления, содержащий первый зубчатый сектор, связанный с минутной шестерней, и второй зубчатый сектор, связанный с часовым колесом, причем первый зубчатый сектор направляется при помощи кулачка, установленного на возвратном колесе, приводимом во вращательное движение при помощи стандартного минутного триба часового движения, а первый зубчатый сектор падает в выемку кулачка после осуществления полного оборота кулачка и приводит в движение минутную шестерню и часовое колесо, обеспечивая скачкообразное перемещение от текущего часа к следующему.

9. Устройство по п.2, в котором циферблат имеет 12 индикаций и смещение происходит или на 5, или на 7 располагающихся друг за другом позиций.

10. Устройство по п.2, в котором циферблат имеет 31 индикацию и смещение происходит на 13 располагающихся друг за другом позиций.