Износостойкий и ударопрочный анкерный рычаг часового механизма - RU2569188C2
Код документа: RU2569188C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к анкерному рычагу для анкерного механизма часов, который содержит, по меньшей мере, одну вилку, имеющую разграниченные выемкой рожки, предназначенные для взаимодействия с балансом.
Изобретение также относится к анкерному механизму, содержащему анкерный рычаг указанного типа.
Изобретение к тому же относится к часам, содержащим, по меньшей мере, один анкерный рычаг указанного типа и/или анкерный механизм указанного типа.
Изобретение также относится к области часовых механизмов и, конкретнее, к области анкерных механизмов.
Уровень техники
В механизме указанного типа анкерный рычаг взаимодействует с балансом и с анкерным колесом. С обеих сторон анкерный рычаг испытывает ударные нагрузки: с одной стороны через вилку, имеющую рожки, которые взаимодействуют с импульсным камнем баланса, и с другой стороны через палетные камни, которые периодически взаимодействуют с анкерным колесом. Эти постоянные ударные нагрузки приводят к износу деталей и, таким образом, со временем вызывают ухудшение хода часов. В частности, износ вилки анкерного рычага в области выемки приводит к снижению общей работоспособности анкерного механизма и к падению амплитуды. В связи с этим необходимо уменьшить износ анкерного механизма, в частности анкерного рычага, и придать эластичность контактной зоне между анкерным рычагом и балансом с учетом пространственных требований, налагаемых часовым механизмом.
В нескольких патентных документах упоминается проблема износа. Для решения указанной проблемы в отдельных технических решениях предлагается: применять поверхностные покрытия, подбирать специальные материалы, использовать подшипники или снижать инерцию, применяя короткие пальцы рычагов. При применении специальных материалов или поверхностных покрытий ударные нагрузки не снижаются, хотя несколько продлевается срок службы деталей. Для механизмов, постоянно подвергающихся ударным нагрузкам, не подходит использование шарикоподшипников, поскольку в таких механизмах срок службы подшипников, в общем, снижается, что недопустимо для часового механизма. Более предпочтительным является снижение инерции, но в существующем ходовом механизме это трудно осуществить, поскольку связано с изменением его кинематики.
Следует отметить способ снижения инерции с помощью кремниевых или подобных компонентов, который известен из патента ЕР №0732635, поданного компанией CSEM.
В некоторых патентных документах рассматривается проблема механической прочности, наиболее близкая к проблеме, на решение которой направлено изобретение.
Известен патент США №2717488, поданный компанией La Generale Horlogere, относящийся к анкерному механизму со сниженным уровнем шума, который содержит анкерное колесо с радиальными выемками, позволяющими амортизировать ударные нагрузки, вызванные взаимодействием зубцов анкерного колеса и палетных камней, причем каждый зубец, благодаря гибкости, обеспечиваемой выемкой, также имеет возможность опираться на следующий зубец, что, в дополнение к требуемой гибкости, придает определенную надежность колесу. Выемки должны быть достаточно большими, чтобы в результате обеспечивалась гибкость каждого зубца в области соединения, относительно которой выемка обеспечивает каждому зубцу поворотную степень свободы. Указанная конфигурация не применима для многих компонентов, поскольку обеспечиваемая выемкой поворотная степень свободы несовместима с их рабочей кинематикой.
Также известен патент США №1870784, поданный компанией OMEGA, в котором описывается колесо без обода, но содержащее зубцы, и в котором для предотвращения повреждения зубцов при ударах предлагается техническое решение. Колесо согласно указанному патенту содержит гибкие согнутые пальцы, которые сгибаются тангенциально и ширина которых уменьшается к периферии колеса. Каждый из этих пальцев содержит концевой зубец, также являющийся гибким. Хотя колесо указанного типа можно использовать в качестве анкерного колеса, оно, как и анкерное колесо, описанное в предыдущем патентном документе, по конфигурации не подходит для отдельных кинематических схем, в которых предусмотрены определенные компоненты, такие как анкерные рычаги. Кроме того, анкерный механизм необходимо приспособить к использованию анкерного колеса указанного типа и после замены оригинального колеса на это специальное колесо невозможно вернуться к использованию оригинального колеса.
В различных документах предлагаются всевозможные способы уменьшения рабочего люфта в механизмах или даже способы снижения воздействия ударов или импульсов на некоторые компоненты. В связи с этим известна патентная заявка ЕР №1555584 А1, поданная компанией ROLEX SA, в которой описывается набор зубчатых колес, зубцы которых имеют прорези для устранения люфта, используемые совместно со стопорными средствами для ограничения амплитуды перемещения зубцов, обеспечиваемого прорезями, в соответствии с люфтом зубчатого зацепления. Аналогично, в патентной заявке Японии №63130961, поданной компанией KIYOUIKU HAGURAMA KOGYO КК, описываются зубцы, эластичность которых обеспечивается прорезями или полостями. В патентной заявке ЕР №1380772 А1, поданной компанией WIEDERRECHT, описывается зубчатое зацепление указанного типа. В патентной заявке ЕР №1983389 А1, поданной компанией ЕТА SA, описывается анкерный механизм, в котором ролик баланса имеет прорези вблизи палет, взаимодействующих с анкерными колесами. В патентной заявке США №443363 А, поданной компанией HANSEN, описывается анкерный механизм, содержащий гибкие демпфирующие средства. В документе WO №2010/063393 А1, поданном компанией ROLLS ROYCE PLC, описывается другое зубчатое зацепление, в котором зубцы обладают гибкостью за счет прорезей, переходящих в полости.
В указанных вариантах отклонение зубцов, обусловленное их гибкостью, составляет нескольких сотых или несколько десятых миллиметра, что может оказаться слишком большим для некоторых механизмов.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть все или часть вышеупомянутых недостатков. Чтобы была решена проблема износа анкерного рычага, задача изобретения состоит в обеспечении эластичности контактной зоны между анкерным рычагом и балансом при соблюдении определенных пространственных требований.
Таким образом, изобретение относится к анкерному рычагу для анкерного механизма часов, содержащему, по меньшей мере, одну вилку, имеющую разграниченные выемкой рожки, предназначенные для взаимодействия с балансом, отличающемуся тем, что в указанной выемке вилка содержит, по меньшей мере, один из указанных рожков, имеющий прорезь и/или полость, ограничивающую, по меньшей мере, одну эластичную губу, которая продолжается между контактной поверхностью и указанной прорезью или полостью, при этом указанная прорезь или полость выполнена таким образом, чтобы соответствующему рожку придавалась определенная гибкость, позволяющая смягчать удар во время каждого импульса за счет поглощения части энергии удара и последующего ее возврата после указанного удара.
Согласно одному из признаков изобретения, по меньшей мере, одна контактная поверхность концевой контактной области, по меньшей мере, одного рожка периодически выполняет импульсное или ударное действие, причем указанный, по меньшей мере, один рожок обладает определенной гибкостью, благодаря, по меньшей мере, одной указанной прорези и/или впадине, выполненной прецизионно вблизи указанной, по меньшей мере, одной контактной поверхности и ограничивающей, по меньшей мере, одну эластичную губу, которая продолжается между указанной контактной поверхностью и указанной, по меньшей мере, одной прорезью и/или полостью.
Согласно одному из признаков изобретения указанная, по меньшей мере, одна эластичная губа содержит на одной из своих наружных поверхностей, по меньшей мере, одну указанную контактную поверхность.
Согласно одному из признаков изобретения указанная, по меньшей мере, одна эластичная губа продолжается между указанной контактной поверхностью и указанной, по меньшей мере, одной прорезью и/или полостью и, по меньшей мере, другой периферийной поверхностью указанного рожка.
Изобретение также относится к анкерному механизму, содержащему анкерный рычаг указанного типа. К тому же изобретение относится к часам, содержащим, по меньшей мере, один анкерный рычаг указанного типа и/или анкерный механизм указанного типа.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества изобретения будут понятны из следующего описания неограничительного признака со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе участка анкерного рычага часов согласно первому варианту осуществления изобретения, при этом анкерный рычаг содержит рожки, снабженные прорезями, которые отделяют эластичные губы и открыты на внутренней поверхности каждого рожка.
Фиг.2 - схематичный вид в перспективе участка анкерного рычага часов согласно второму варианту осуществления изобретения, при этом анкерный рычаг содержит рожки, снабженные прорезями, которые отделяют эластичные губы и открыты на наружной поверхности каждого рожка.
Фиг.3 - схематичный вид в перспективе участка анкерного рычага часов согласно третьему варианту осуществления изобретения, при этом анкерный рычаг содержит рожки, снабженные прорезями, которые отделяют эластичные губы и открыты на внутренней поверхности каждого рожка, и прорезями, которые отделяют эластичные губы и открыты на наружной поверхности каждого рожка.
Фиг.4 - схематичный вид участка анкерного рычага, представленного на фиг.1, в поперечном разрезе в направлении А по срединной плоскости выемки вилки.
Фиг.5 - схематичный вид сбоку в направлении В участка анкерного рычага, представленного на фиг.2.
Фиг.6 - схематичный вид спереди участка анкерного рычага часов согласно четвертому варианту осуществления изобретения, при этом анкерный рычаг содержит рожки, снабженные прорезью, которая отделяет гибкую зону и закрыта на внутренней и наружной поверхностях каждого рожка, а открыта только на боковых поверхностях указанных рожков.
Фиг.7 - схематичный вид спереди участка анкерного рычага часов согласно пятому варианту осуществления изобретению, при этом указанный анкерный рычаг содержит закрытую полость, которая отделяет гибкую зону.
Фиг.8 - схематичный вид участка анкерного рычага, представленного на фиг.7, в поперечном разрезе вдоль плоскости СС.
Фиг.9 - схематичный вид спереди участка анкерного рычага согласно изобретению, на котором показана деформация эластичной губы.
Фиг.10 - схема, показывающая развитие деформации указанной эластичной губы.
Фиг.11 - схема взаимодействия выемки гибкой вилки анкерного рычага согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.1, с импульсным камнем ролика баланса.
Фиг.12 - график временной зависимости величины зазора на конце рожка анкерного рычага согласно изобретению, показанного фиг.11, при указанном ударном воздействии.
Фиг.13 - сравнительный график при аналогичных условиях временной зависимости величины зазора на конце рожка обычного анкерного рычага со сплошным рожком без эластичной губы или полости.
Фиг.14-23 - схематичные виды в перспективе анкерных рычагов согласно изобретению, имеющих разную конфигурацию.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к анкерному рычагу для анкерного механизма часов, содержащему, по меньшей мере, одну вилку, имеющие разграниченные выемкой рожки, предназначенные для взаимодействия с балансом.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить безупречный способ повышения износостойкости и ударопрочности компонента ходового механизма часов, а именно компонента, по меньшей мере, одна контактная поверхность концевой контактной области которого периодически выполняет импульсное или ударное действие. Указанный компонент в дальнейшем описании будет называться рожком. Конкретнее, указанный способ может быть применен как для изготовления нового анкерного рычага часового механизма, обладающего повышенной износостойкостью и ударопрочностью, так и для усовершенствования существующего анкерного рычага с целью придания ему указанных свойств.
Изобретение описывается с конкретной ссылкой на предпочтительный вариант анкерного рычага анкерного механизма, при этом указанный вариант не является ограничительным.
Термин «рожок» используется для упрощения объяснения. Изобретение, предпочтительно, применимо к компонентам с выступающей поверхностью, однако изобретение аналогичным образом может применяться к компонентам с вдавленной поверхностью.
Согласно изобретению указанный концевой рожок является гибким, поскольку вблизи контактной поверхности или контактных поверхностей (в зависимости от конкретного случая) имеется, по меньшей мере, одна прецизионная прорезь или полость, ограничивающая, по меньшей мере, одну эластичную губу, которая продолжается между указанной контактной поверхностью и указанной, по меньшей мере, одной прорезью или полостью, как можно видеть на фиг.1, 2, 3, 6 и 7.
Согласно одному из признаков изобретения на одной из наружных поверхностей, по меньшей мере, одной указанной эластичной губы имеется, по меньшей мере, одна указанная контактная поверхность.
Указанный способ может применяться как при изготовлении новых компонентов, так и при усовершенствовании существующих компонентов. Однако, как будет отмечено в описании ниже, некоторые варианты осуществления изобретения применимы только при изготовлении новых компонентов. В частности, это относится к случаю, когда для изготовления компонента часов выбран материал, поддающийся микрообработке с использованием технологии MEMS или технологии LIGA, которая наиболее подходит для осуществления изобретения.
Далее описывается изготовление компонентов, однако следует отметить, что термин «изготовление» относится как к изготовлению новых компонентов, так и к любому усовершенствованию компонентов или часового механизма.
Согласно отдельному варианту осуществления изобретения в рожке выполнена прорезь или полость для того, чтобы ограничить эластичную губу, которая продолжается между контактной поверхностью, прорезью или полостью и, по меньшей мере, одной из периферийных поверхностей рожка.
Предпочтительно, но не ограничительно, губа (и, таким образом, прорезь или полость) выполнена, по существу, перпендикулярно или перпендикулярно плоскости, на которой располагается компонент, указанная плоскость ортогональна контактной поверхности или контактным поверхностям (в зависимости от конкретного случая).
При изготовлении анкерного рычага обычным образом, например штамповкой или т.п., по меньшей мере, одну прорезь, которая открыта на боковых поверхностях рожка, параллельных указанной плоскости, выполняют, предпочтительно, электроэрозионной резкой или лазером. Если для изготовления указанного компонента используется материал, поддающийся микрообработке с применением технологии MEMS или технологии LIGA, указанная прорезь выполняется в процессе изготовления компонента в соответствии с технологией MEMS или технологией LIGA.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения в процессе изготовления указанного компонента из материала, поддающегося микрообработке с применением технологии MEMS или технологии LIGA, формируется, по меньшей мере, одна полость, которая обеспечивает гибкость рожка, указанная полость выполняется по толщине рожка и не выходит на какую-либо из наружных поверхностей указанного рожка. Компоненты с указанными полостями также можно изготовить из обычных материалов, например из стали или сплавов, но в этом случае процесс наслаивания является дорогим.
Гибкость, придаваемая рожку, не должна ослаблять указанный рожок или ухудшать его механическую прочность. Должна быть исключена необратимая пластическая деформация. Гибкость не должна, в частности, привести к большой амплитуде колебаний эластичной губы относительно области соединения с рожком, в противном случае рано или поздно может возникнуть усталость в металлургическом смысле и может произойти разрушение эластичной губы или даже самого рожка. Таким образом, предпочтительно, чтобы ширина, т.е. наименьший размер прорези или полости, была минимальной и обеспечивалась гибкость эластичной губы, но не допускалось какое-либо смещение, приводящее со временем к снижению ударопрочности компонента.
На фиг.9 и 10 показана деформация эластичной губы 20, выполненной на рожке 3 анкерного рычага 1 вблизи прорези 5. Ударная сила F прикладывается к контактной поверхности S. Поверхность S расположена на расстоянии L1 от точки А, где образована эластичная губа 20. Указанная губа имеет общую длину L2. Прорезь 5 имеет ширину Е1 и губа 20 имеет толщину Е2. Линия прогиба эластичной губы 20 описывается функцией D=B(y), которая зависит от материала и значений F, L2 и Е2.
Согласно изобретению деформация губы 20 по всей ее длине АВ, т.е. L2, должна оставаться в упругой области. Величина деформации зависит от материала, значений F, Е2 и L1 или L2.
Следует отметить, что при максимально допустимом значении Fm силы F и максимальном значении y, т.е. L2, величина D меньше Е1, поэтому не возникает какой-либо контакт эластичной губы 20 с остальной частью рожка 3.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения анкерный рычаг 1 изготовлен из стали марки S15P с пределом упругости 210 ГПа и ударная сила F составляет 80 мН, Е1=15 мкм, Е2=30 мкм и L2=150 мкм соответственно, максимальная величина D=2 мкм и уровень напряжений составляет менее 800 МПа.
Чтобы обеспечить достаточную гибкость эластичной губы, предпочтительным является ограничение ее наименьшего размера.
Короче говоря, деформация эластичной губы остается в пределах упругой области применяемого для изготовления материала. Ширина Е2 является одним из важных параметров при определении размеров эластичной губы, так как необходимо обеспечить такое соотношение ударной силы F и размеров эластичной губы, чтобы возникающая деформация материала находилась в пределах упругой области.
Предпочтительно, ширина Е2 эластичной губы составляет менее четверти ее длины L2 и, предпочтительнее, менее одной восьмой ее длины L2. В предпочтительном примере указанная ширина Е2 равна 30 мкм или меньше этой величины.
Наименьший размер прорези Е1 должен быть ограничен, чтобы предотвращался какой-либо контакт губы в точке В с другой частью рожка 3.
Предпочтительно, наименьший размер выполненной прорези или полости составляет несколько микрометров и не превышает одной восьмой от ее длины.
Для обеспечения достаточной гибкости эластичной губы, предпочтительно, ограничить ее наименьший размер.
Также изобретение идеально может быть применимо к компонентам анкерного механизма, которые наиболее часто подвергаются воздействию напряжений, вызываемых импульсами и ударами.
Конкретнее, наиболее предпочтительным является применение изобретения для анкерного рычага, и далее подробнее будет описано указанное неограничительное применение настоящего изобретения.
Таким образом, изобретение относится к анкерному рычагу 1 для анкерного механизма часов, содержащему, по меньшей мере, одну вилку с образованной в ней выемкой 2. В указанной выемке 2 вилка содержит рожки 3 и 4, размещенные таким образом, чтобы их контактные поверхности S взаимодействовали с балансом, который не показан на чертежах, обычно с импульсным камнем баланса.
Согласно изобретению вилка в выемке 2 содержит, по меньшей мере, один рожок 3, 4 и, предпочтительно, в каждом рожке 3, 4 выполнена, по меньшей мере, одна прорезь соответственно 5, 6 или/и, по меньшей мере, одна полость 30, ограничивающая, по меньшей мере, одну эластичную губу 20, 21, которая продолжается между контактной поверхностью S и указанной прорезью 5, 6 или полостью 30.
Каждая прорезь 5, 6 или полость 30 выполнена таким образом, чтобы придавалась гибкость соответствующему рожку, позволяющая смягчать удар при каждом импульсе за счет поглощения части энергии удара и последующего ее возврата после указанного удара. Таким образом, благодаря прорези или полости обеспечивается гибкость контактной области. Прорезь или полость предназначена снижать износ вилки посредством смягчения контактного взаимодействия импульсного камня с вилкой анкерного рычага на стадии импульса и стадии освобождения.
По меньшей мере, одна контактная поверхность концевой контактной области, по меньшей мере, одного рожка 3, 4 периодически выполняет импульсное или ударное действие, и, по меньшей мере, один рожок 3, 4 обладает гибкостью, благодаря, по меньшей мере, одной прорези 5, 6 или/и полости 30, выполненной прецизионно вблизи указанной, по меньшей мере, одной контактной поверхности и ограничивающей, по меньшей мере, одну эластичную губу 20, 21, которая продолжается между указанной контактной поверхностью и указанной, по меньшей мере, одной прорезью 5, 6 или/и полостью 30.
Другая задача, решаемая согласно изобретению, состоит в том, чтобы уменьшить заедание при работе анкерного механизма.
Предпочтительно, на одной из наружных контактных областей, по меньшей мере, одной эластичной губы 20, 21 имеется, по меньшей мере, одна указанная контактная поверхность.
В одном из вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере, одна эластичная губа 20, 21 продолжается между контактной поверхностью и указанной, по меньшей мере, одной прорезью 5, 6 или/и полостью 30 и, по меньшей мере, одной из периферийных поверхностей рожка 3, 4.
Каждая прорезь или полость может иметь прямолинейный или любой другой профиль. Термин «полость» означает замкнутый в материале объем, и термин «прорезь» означает пространство в материале, открытое, по меньшей мере, на одной из наружных поверхностей соответствующих компонентов.
Ширина каждой прорези составляет, предпочтительно, несколько микрометров, и ширина прорези всегда очень мала по отношению к длине прорези, предпочтительно, ширина прорези составляет менее одной восьмой ее длины.
Предпочтительно, каждая прорезь продолжается, по меньшей мере, в одном наклонном или перпендикулярном направлении относительно плоскости Р, в которой образована выемка 2 вилки или расположен весь анкерный рычаг 1, что является характерным. По меньшей мере, одна прорезь 5, 6 или/и полость 30, по существу, перпендикулярна плоскости Р, в которой расположен анкерный рычаг 1, указанная плоскость Р ортогональна контактной поверхности или контактным поверхностям.
Каждая прорезь продолжается перпендикулярно указанной плоскости Р, что является предпочтительным и целесообразным.
Следует отметить, что применение технологии MEMS или технологии LIGA или т.п. облегчает изготовление анкерного рычага 1. При применении других способов изготовления анкерного рычага 1 из листового материала, в частности из металла, пластика, полимера или другого материала, предпочтительно, выполнять прорезь перпендикулярно плоскости Р, указанная прорезь может быть выполнена электроэрозионной резкой, лазером, инжекционным методом или т.п.
Анкерный рычаг 1 также может быть изготовлен из традиционного материала:
незакаленной стали марки "S15P", сплава, не содержащего железа "Ck75", алюминиевого сплава, или из другого металла или сплава. Специалистам в данной области техники известно, что особое значение имеет обработка пластины, из которой изготавливают анкерный рычаг. Что касается пластиковых материалов, то для изготовления анкерного рычага могут использоваться полимеры, например полиоксиметилен (РОМ) "Hostaform".
При изготовлении компонента согласно изобретению из материала указанного типа может применяться лазерная технология, метод вытравливания, электроэрозионная резка, гидроабразивная резка или т.п.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая прорезь, в зависимости от конкретного случая, открыта на периферийном контуре выемки 2 вилки либо с внутренней стороны рожков, т.е. на стороне, обращенной к импульсному камню ролика баланса, а именно на внутренней поверхности соответственно 7, 8, либо с наружной стороны рожков, а именно на наружной поверхности соответственно 9, 10, т.е. на стороне, отдаленной от импульсного камня.
Первый вариант осуществления изобретения приведен на фиг.1. Вилка в выемке 2 содержит, по меньшей мере, один рожок и, предпочтительно, в каждом рожке выполнена прорезь 5, 6, которая продолжается перпендикулярно плоскости анкерного рычага и открыта с внутренней стороны рожков, т.е. направлена к выемке 2 вилки и обращена к импульсному камню ролика баланса на внутренней поверхности 7, 8, ограничивающей, по меньшей мере, одну эластичную губу 20, 21, которая продолжается между указанной внутренней поверхностью 7, 8 и указанной прорезью 5, 6.
Второй вариант осуществления изобретения представлен на фиг.2. Вилка в выемке содержит, по меньшей мере, один рожок и, предпочтительно, в каждом рожке выполнена прорезь, которая продолжается перпендикулярно плоскости анкерного рычага и открыта с наружной стороны рожка, т.е. на стороне, отдаленной от импульсного камня ролика баланса. Прорезь 5, 6 открыта на периферийном контуре выемки 2 вилки с наружной стороны рожков на наружной поверхности 9, 10, ограничивающей, по меньшей мере, одну эластичную губу 20, 21, которая продолжается между указанной наружной поверхностью 9, 10 и указанной прорезью 5, 6. Благодаря указанной конфигурации анкерного рычага также снижается интенсивность периодического ударного воздействия импульсных камней.
Отдельное преимущество указанной конфигурации анкерного рычага состоит в том, что ограничивается возникновение перенапряжений при ударном взаимодействии импульсного камня с верхней частью рожка, а также снижается риск разрушения, например, цапфы баланса.
В одном из вариантов осуществления изобретения в анкерном рычаге, по меньшей мере, одна прорезь 5, 6 или/и полость 30 открыта на боковых поверхностях рожка 3, 4, параллельных плоскости Р, в которой расположен анкерный рычаг 1, при этом указанная плоскость Р ортогональна контактной поверхности или контактным поверхностям.
Третий вариант осуществления изобретения, представленный на фиг.3, является сочетанием первого варианта осуществления изобретения и второго варианта осуществления изобретения, при этом в каждом рожке выполнена прорезь, открытая на внутренней концевой поверхности, и прорезь, открытая на наружной концевой поверхности. В каждом рожке 3, 4 выполнена прорезь 5, 6, открытая на внутренней поверхности 7, 8 и прорезь 5А, 6А, открытая на наружной поверхности 9, 10, которые ограничивают несколько эластичных губ 20, 20А, 20В, 21, 21А, 21В, продолжающихся в рожке 3, 4, между внутренней поверхностью 7, 8, наружной поверхностью 9, 10 и соответствующими прорезями 5, 5А, 6, 6А.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения в анкерном рычаге, по меньшей мере, одна прорезь 5, 6 открыта на периферийном контуре выемки 2 вилки с наружной стороны рожков 3, 4 на наружной поверхности 9, 10, ограничивающей, по меньшей мере, одну указанную эластичную губу 20, 21, которая продолжается между указанной наружной поверхностью 9, 10 и указанной одной прорезью 5, 6.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения в анкерном рычаге, по меньшей мере, одна прорезь 5, 6 открыта на периферийном контуре выемки 2 вилки с внутренней стороны рожков 3, 4 на внутренней поверхности 7, 8, ограничивающей, по меньшей мере, одну эластичную губу 20, 21, которая продолжается между указанной внутренней поверхностью 7, 8 и указанной прорезью 5, 6.
Согласно другому варианту осуществления изобретения в анкерном рычаге каждый рожок 3, 4 содержит прорезь 5, 6, открытую на внутренней поверхности 7, 8 и прорезь 5А, 6А, открытую на наружной поверхности 9, 10, которые ограничивают несколько эластичных губ 20, 20А, 20В, 21, 21А, 21В, продолжающихся в рожке 3, 4 между указанной внутренней поверхностью 7, 8, указанной наружной поверхностью 9, 10 и указанными соответствующими прорезями 5, 5А, 6, 6А.
Четвертый вариант осуществления изобретения представлен на фиг.6, согласно которому эластичная прорезь 5, 6 не открыта на внутренней концевой поверхности 7, 8 или на наружной концевой поверхности 9, 10, а открыта только, по меньшей мере, на одной из боковых поверхностей 16, 17 анкерного рычага 1, параллельных плоскости Р, в которой расположен анкерный рычаг. Для симметрии внутренних напряжений прорезь, предпочтительно, открыта на двух противоположных боковых поверхностях.
Пятый вариант осуществления изобретения представлен на фиг.7 и 8. Согласно указанному варианту внутри одного рожка выполнена, по меньшей мере, одна полость 30. Указанная полость 30 закрыта, располагается полностью в пределах толщины рожка 3, 4 и не выходит на какую-либо из его наружных поверхностей. Указанная полость 30, предпочтительно, ограничена со стороны внутренней концевой поверхности 7 и со стороны наружной концевой поверхности 9 внешними областями, которые являются эластичными губами 12, 13 небольшого сечения, благодаря чему концевой участок рожка обладает эластичными свойствами. С той же самой целью полость 30, предпочтительно, ограничена боковыми областями 14, 15 небольшого сечения со стороны каждой из боковых поверхностей 16, 17 анкерного рычага 1, параллельных плоскости Р.
Предпочтительно, гибкая область вилки анкерного рычага согласно изобретению имеет конфигурацию, позволяющую существенно снизить ударное воздействие.
На фиг.11 схематично показано взаимодействие эластичной губы вилки анкерного рычага 1 согласно изобретению (иллюстративный вариант анкерного рычага представлен на фиг.1) и импульсного камня ролика баланса. Длина LO является расстоянием между основанием прорези 5 и точкой контакта губы с импульсным камнем и соответствует длине сформированной эластичной губой 20 консоли, которая начинается от основания прорези 5. В двух иллюстративных вариантах анкерных рычагов согласно изобретению, в которых длина LO, общая ширина анкерного рычага, ширина эластичной губы и ширина прорези находятся в соотношении, приблизительно, 10/8/2/1 в первом случае и 15/8/2/1 во втором случае, давление Герца в точке удара, а именно на расстоянии LO от основания прорези, уменьшено на 32% в первом случае и на 38% во втором случае по сравнению с обычными анкерными рычагами, изготовленными из того же самого материала, но не имеющими какой-либо прорези или полости.
На фиг.12 и 13 представлены сравнительные графики, отражающие изменение во времени зазоров после ударного воздействия на конце рожка анкерного рычага согласно изобретению, представленного на фиг.11 (фиг.12), и сплошного анкерного рычага (фиг.13), по которым можно судить о стабилизации анкерного рычага. Стабилизация анкерного рычага согласно изобретению занимает, приблизительно, четверть времени, необходимого для стабилизации обычного анкерного рычага.
На фиг.14-23 показаны различные варианты специализированных анкерных рычагов согласно изобретению, которые не являются ограничительными.
Фиг.14: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса.
Фиг.15: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса.
Фиг.16: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами.
Фиг.17: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
Фиг.18: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
Фиг.19: облегченный анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
Фиг.20: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
Фиг.21: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
Фиг.22: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами и защитным элементом.
Фиг.23: анкерный рычаг, предназначенный для работы в режиме освобождения и импульса, обладающий амортизирующими свойствами, со стопорными штифтами.
К тому же два рожка одного и того же анкерного рычага могут отличаться по конфигурации.
Таким образом, имеется возможность без затруднений изготовить анкерный рычаг 1, в частности, согласно пятому варианту осуществления изобретения из материала, поддающегося микрообработке с применением технологии MEMS или технологии LIGA и т.п. Предпочтительно, анкерный рычаг 1 изготавливают из материала, поддающегося микрообработке с применением технологии LIGA.
Таким образом, при использовании материала, поддающегося микрообработке, можно выполнить очень мелкие прорези или полости с высокой точностью, без возникновения проблем, связанных с наличием местных дефектов в материале, предтрещин или даже местных внутренних перенапряжений, с которыми часто сталкиваются при использовании обычной стали или сплава. Благодаря небольшому размеру прорези или полости ограничивается амплитуда вибрации эластичных губ, предотвращается необратимая деформация и исключается возможность разрушения губ.
Естественно, можно изготовить компонент с эластичными губами согласно изобретению из другого материала, к примеру из стали или сплава, преимущественно, с покрытием, нанесенным на поверхность компонента, или даже при использовании термической или/и поверхностной обработки компонента.
В одном из вариантов осуществления изобретения прорези или полости не заполнены воздухом или не находятся под вакуумом, но заполнены другим материалом с характеристиками, отличающимися от основного материала, например вязким материалом, или нанесено толстое эластичное поверхностное покрытие толщиной примерно от 5 до 10 мкм. Указанный заполнитель может обладать особой эластичностью, при этом указанная характеристика может дополнительно способствовать демпфированию и повышению износостойкости анкерного рычага.
Поскольку в прорезях компонента могут скапливаться загрязняющие вещества, способствующие износу ходового механизма часов, предпочтительно изготавливать компонент с полостями, не имеющими выхода на поверхность компонента.
Аналогично, имеется возможность заполнить прорезь или полость деформируемым пластиком.
Следует отметить, что в каждом варианте осуществления изобретения на чертежах показана только одна прорезь или одна полость, однако, само собой разумеется, может быть разное сочетание множества щелей и/или впадин и могут быть объединены различные неограничительные варианты осуществления изобретения, изложенные выше.
Например, при множестве, по существу, параллельных щелей или впадин, имеющих форму шеврона, даже с очень небольшой шириной и, в частности, с небольшой протяженностью, рожок приобретает достаточную гибкость.
Таким образом, всему рожку анкерного рычага придана гибкость посредством, по меньшей мере, одной указанной прорези или полости, позволяющая снизить износ, благодаря эластичности области, контактирующей с балансом.
Несомненно, все то, что применимо к одному рожку, применимо к другому рожку, предпочтительно, симметричному относительно срединной плоскости Р', которая ортогональна плоскости Р.
Согласно одному отдельному варианту осуществления изобретения анкерный рычаг 1 изготавливают из кремния или соединения кремния.
Изобретение также относится к анкерному механизму, содержащему, по меньшей мере, один анкерный рычаг указанного типа.
К тому же изобретение относится к часам, содержащим, по меньшей мере, один указанный анкерный рычаг и/или анкерный механизм, и/или, по меньшей мере, один компонент, изготовленный или усовершенствованный согласно указанному способу.
Несомненно, настоящее изобретение не ограничивается иллюстративным примером и возможны различные варианты и изменения, которые будут очевидны для специалистов в данной области техники.
Реферат
Изобретение относится к анкерному рычагу (1) для анкерного механизма часов, содержащему, по меньшей мере, одну вилку, имеющую разграниченные выемкой (2) рожки (3; 4), предназначенные для взаимодействия с балансом. В указанной выемке 2 вилка содержит, по меньшей мере, один указанный рожок (3; 4), имеющий прорезь (5; 6) и/или полость (30), при этом указанная прорезь (5; 6) и/или полость (30) выполнена таким образом, чтобы соответствующему рожку придавалась гибкость, позволяющая смягчать удар во время каждого импульса за счет поглощения части энергии удара и последующего ее возврата после указанного удара. Технический результат заключается в обеспечении эластичности контактной зоны между анкерным рычагом и балансом при соблюдении определенных пространственных требований. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 23 ил.
