Модуль циферблата для часов и часы, снабженные модулем циферблата - RU2537748C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к модулю циферблата для часов, более конкретно к модулю циферблата, снабженному несколькими указателями, которые движутся по и относительно шкалы времени на циферблате и которые управляются часовым механизмом.

Среди механических часов или часов с аналоговым считыванием могут быть выделены две основных категории.

Первая категория, наиболее известная, включает традиционные часы, снабженные циферблатом и указателями в форме стрелок, которые вращаются вокруг оси под воздействием часового механизма.

Вторая категория, менее известная, составляет категорию часов, снабженных вращающимися кольцами или дисками с надписями. Диски или кольца размещены непосредственно на ведущих валах часового механизма и они заменяют указатели. На кольцах имеются цифры, соответствующие временной функции кольца, т.е. цифры от 1 до 12 для часового кольца, от 1 до 60 для минутного кольца и секундного кольца. Ориентир или рамка, зафиксированные на часах, указывают маркеры считывания или линии с цифрами, которые находятся на наиболее удаленном от центра фиксированном кольце.

Первая категория традиционных часов с указателем и циферблатом представляет преимущество уверенности, в коллективном понимании, практически первоначального считывающего рефлекса. Наши познавательные процессы таковы, что быстрый взгляд достаточен для определения времени, без считывания в деталях цифр, на которые указывают стрелки.

Недостаток этой категории состоит в том, что она механически означает, что индикация времени структурирована послойно с каждым указателем в разной плоскости для того, чтобы избежать пересечения между указателями.

Это означает, что указатели перекрывают один другой в определенных позициях или что другая информация, такая как информация, относящаяся к дате, может быть закрыта.

Когда часы оборудованы дополнительными функциями, такими как хронометр, 24-часовая индикация, фаза луны, индикация эксплуатационного резерва, и другими индикациями этого типа, эти функции неизбежно постоянно перекрываются, полностью или частично, что затрудняет или даже делает невозможным их считывание в таких ситуациях.

Пример часов с указателями и циферблатами, которые выполнены слоями, раскрыт в документе EP 0921451.

Другой недостаток такого построения слоями состоит в том, что благодаря ему имеет место погрешность от параллакса при считывании времени, так что разное время считывается в зависимости от угла зрения, с которого производится считывание.

Считывание времени только тогда правильно, когда время считывается прямо перпендикулярно циферблату.

Вторая категория, менее известная, имеет преимущество, состоящее в том, что циферблаты или диски не перекрывают один другой, по крайней мере, когда они расположены в одной плоскости.

Однако свойственные недостатки этой категории состоят в том, что пользователю, когда он хочет считать время, требуется внимательно читать цифры для того, чтобы определить время. К этому прибавляется тот факт, что благодаря геометрической структуре в кольцах цифры ограничены по размеру.

Неудовлетворительная эргономика считывания этой категории составляет важную причину низкой их доли на рынке.

Пример часов с дисками описан в документе CH 676074.

Недостаток этих часов состоит в том, что время нельзя считывать известным установленным путем и требуется предварительное разъяснение, чтобы знать, как пользоваться часами. Кроме того, эти часы имеют вышеупомянутые недостатки, связанные с фактом, что указатели и циферблаты не лежат в одной плоскости.

Пример часов с дисками и кольцами описан в документе EP 1003085.

В дополнение к недостаткам трудного считывания такие часы, как описано в документе EP 1003085, имеют недостаток относительно массивного диаметра, приводящий к тому, что требуется свободное пространство между указателями и циферблатами из-за эксцентричного поворота указателей на циферблатах. Указатели и циферблаты, таким образом, не находятся на сплошной поверхности. Грязь и пыль может накапливаться в упомянутом свободном пространстве между указателями и циферблатами, что может нарушать хорошую работу часов.

Цель настоящего изобретения состоит в устранении, по крайней мере, одного из вышеупомянутых недостатков или других неудобств.

Для этого изобретение касается модуля циферблата для часов. Более конкретно, модуля циферблата, снабженного несколькими указателями, которые могут вращаться вокруг оси относительно шкалы времени на циферблате, размещенном концентрически, посредством чего валы указателей могут управляться часовым механизмом, характеризующегося тем, что модуль циферблата состоит из корпуса, по крайней мере, двух отдельных указателей, соответственно первого и второго указателей, оси которых размещены на радиальном расстоянии друг от друга, посредством чего каждый указатель снабжен своим собственным отдельным концентрическим циферблатом и в соответствии с чем, по крайней мере, второй указатель вместе с его валом и циферблатом может перемещаться относительно другого второго указателя так, что эти два указателя никогда не перекрывают один другой, и подвижные циферблаты всегда сохраняют фиксированную ориентацию относительно корпуса, посредством чего верхняя видимая часть указателей и циферблатов размещена на единой сплошной поверхности.

Преимущество такого модуля циферблата состоит в том, что указатели никогда не перекрывают друг друга и поэтому беспрепятственное считывание времени и другой информации возможно всегда и в любых обстоятельствах.

Согласно предпочтительному варианту, второй указатель размещен со своим циферблатом внутри поворотной окружности первого указателя так, что модуль циферблата может быть изготовлен компактным, что определенно является необходимым для наручных часов и хронометров и в то же время тем не менее позволяет иметь длинный указатель.

Практическое воплощение характеризуется тем, что первый указатель реализован как указательный символ на диске, который может вращаться в пределах кольцевого циферблата, а циферблат второго указателя размещен с возможностью поворота в подшипнике этого диска, посредством чего вышеупомянутый диск первого указателя и циферблат второго указателя, который размещен в подшипнике, управляют часовым механизмом с той же самой скоростью вращения, однако в противоположных направлениях так, что во время вращения циферблат второго указателя всегда сохраняет ту же самую фиксированную позицию относительно корпуса.

Поскольку в этом воплощении второй указатель перемещается со своим циферблатом синхронно с первым указателем, мешающее воздействие или перекрытие никогда не могут возникнуть между этими двумя указателями.

Кроме того, это воплощение может быть реализовано относительно простым способом посредством зубчатого зацепления.

В этом воплощении циферблат второго указателя может быть реализован как кольцо, размещенное в подшипнике диска первого указателя, а второй указатель может быть реализован как указательный символ на диске, размещенном с возможностью поворота в подшипнике второго вышеупомянутого кольцевого циферблата, или наоборот.

Таким образом, верхняя видимая часть модуля циферблата может быть реализована полностью плоской или в соответствии с непрерывной криволинейной поверхностью, посредством чего указатели и циферблаты размещены вдоль единой сплошной поверхности или на лицевой стороне криволинейной поверхности.

Модуль циферблата может быть реализован как модуль, который может быть трансплантирован на или объединен в механизме традиционных часов с одним или более первичными центральными ведущими валами и/или одним или более вторичными ведущими валами, установленными эксцентрично относительно вышеупомянутых первичных валов, посредством чего в этом случае циферблатами и указателями можно управлять посредством одной или более зубчатых передач, например.

Это представляет преимущество использования существующих часовых механизмов, хотя не исключает того, чтобы коробка зубчатых колес была интегрирована в часовой механизм, разработанный для этой цели.

Изобретение также касается часов, которые содержат модуль циферблата по изобретению.

Для лучшей демонстрации особенностей изобретения несколько предпочтительных воплощений модуля циферблата по изобретению описаны в дальнейшем посредством примера, но без любых ограничений, со ссылками на сопровождающие чертежи, где:

Фиг.1 схематично показывает горизонтальную проекцию модуля циферблата по изобретению;

Фиг.2 показывает модуль циферблата Фиг.1 в другое время;

Фиг.3 показывает тот же вид, что Фиг.1, но при этом видимая часть Фиг.1 частично

прозрачна, чтобы показать основное построение;

Фиг.4 показывает поперечное сечение по линии IV-IV на Фиг.3;

Фиг.5 показывает перспективный вид редуктора, обозначенного F5 на Фиг.3;

Фиг.6 и 7 показывают два варианта воплощения редуктора, как показано на Фиг.5.

Фиг.1 иллюстрирует модуль 1 циферблата примера изобретения, предназначенный в этом случае для часов с двумя указателями, например с первым указателем 2, который представляет минуты, и вторым указателем 3, который представляет часы.

Эти указатели 2 и 3 каждый установлены отдельно на валу, вокруг которого они могут вращаться, соответственно вокруг валов 4 и 5, и которые установлены на радиальном расстоянии один от другого и могут каждый вращаться отдельно относительно своего собственного циферблата, соответственно 6 и 7, который размещен концентрически вокруг вала 4-5 указателя, обозначенного 2-3, и который снабжен соответствующей шкалой времени или другой индикацией, например шкалой времени 8 для часов и шкалой времени 9 для минут.

В представленном примере циферблат 6 первого указателя 2 является фиксированным циферблатом, который представляет собой часть корпуса 10 модуля 1 циферблата или часов и который реализован как внешнее кольцо, коаксиальное с валом 4.

Кроме того, первый указатель 2 реализован как указательный символ 2A на диске 2B, который может вращаться коаксиально внутри вышеупомянутого кольцевого циферблата 6 вокруг оси X-X', которая проходит через вышеупомянутый вал 4.

Циферблат 7 второго указателя 3 размещен так, чтобы иметь возможность вращаться в подшипнике, расположенном в круглом отверстии 11 в диске 2B первого указателя 2, и он может вращаться вокруг оси Y-Y', которая синхронно следует за вращательным движением диска 2B вокруг оси X-X'.

Ось Y-Y также размещена, например, на оси индикатора первого указателя 2, который в примере простирается в продольном направлении указательного символа 2B, хотя это не строго необходимо.

Циферблат 7 второго указателя также реализован как кольцо, в то время как второй указатель 3 реализован как указательный символ 3A на втором диске 3B, который размещен так, чтобы иметь возможность вращаться в подшипнике, расположенном во втором вышеупомянутом кольцевом циферблате 7.

Указатели 2 и 3 и циферблат 7 управляются часовым механизмом, при этом циферблат 7 второго указателя 3 движется вокруг своей оси Y-Y' со скоростью вращения, равной скорости первого указателя 2, но в противоположном направлении так, что циферблат 7 второго указателя 3 всегда сохраняет ту же самую фиксированную ориентацию относительно корпуса 10 во время вращения.

Благодаря этому шкала времени 9 всегда сохраняет фиксированную ориентацию, как в традиционных часах, где циферблат 6 закреплен на корпусе, и таким образом также сохраняет фиксированную ориентацию относительно этого корпуса 10.

Указатели 2 и 3 управляются часовым механизмом для того, чтобы показывать, как в традиционных часах, известным способом часы и минуты или другую информацию относительно шкалы времени.

На Фиг.1 модуль циферблата показан в двенадцать часов, тогда как на Фиг.2 циферблат показан в более позднее время, соответствующее приблизительно восьми часам двадцати минутам, при этом важно отметить, что вал 5 часовой стрелки 3 и его циферблат 7 повернулись синхронно с минутной стрелкой 2 вокруг оси X-X'. Однако при этом циферблат 7 часовой стрелки 3 всегда сохраняет ту же самую ориентацию.

Действие, таким образом, основано на индикации времени указателями 2 и 3, которые поворачиваются, как указатели традиционных часов. Указатели 2 и 3 сопряжены с циферблатом 6 и 7, который не перемещается относительным вращательным движением. При этом обеспечивается возможность считывать его "подсознательно", как имеет место с традиционными часами.

Это означает, что познавательное считывание обычным пользователем позволяет ему определять время по угловой позиции указателей, без необходимости считывать те цифры или символы шкалы времени 8 или 9, на которые указатели 2 и 3 ориентированы.

Кроме того, любые цифры или другие указатели сохраняют фиксированную ориентацию, таким образом, они всегда остаются удобочитаемыми без необходимости считывания вверх ногами или боком.

Модуль циферблата 1 управляется посредством редуктора 12, который, в свою очередь, управляется первичным валом и/или вторичным ведущим валом часового механизма, который для упрощения на чертежах не показан.

Фиг.3-5 показывают пример такого редуктора, который может быть имплантирован на механизм традиционных часов с центральным ведущим валом, который перемещает диск 2B первого указателя 2 через вышеупомянутый вал 4.

Зубчатый механизм 12 состоит из центрального неподвижного зубчатого колеса 13, которое прикреплено к корпусу 10 и осевые линии которого совпадают с осевой линией Х-Х'. Зубчатое колесо 13 объединено с зубчатым колесом 14, которое может свободно вращаться вокруг вала 15 на осевой линии Z-Z', которая прикреплена к диску 2B указателя 2.

Это последнее зубчатое колесо 14 также объединено с зубчатым колесом 16, которое установлено коаксиально на кольцевом циферблате 7 второго указателя 3 и которое перемещает этот циферблат 7.

На вышеупомянутом зубчатом колесе 14 установлено коаксиальное зубчатое колесо 17, которое объединено с зубчатым колесом 18, прикрепленным к диску 3B второго указателя 3, и вал которого совпадает с осевой линией Y-Y'.

Это зубчатое колесо 18 размещено в подшипнике, расположенном на валу 19, который прикреплен к диску 2B первого указателя 2.

Действие устройства является простым, как описано ниже.

Когда часовой механизм перемещает диск 2B первого указателя 2 по часовой стрелке, поскольку зубчатое колесо 13 зафиксировано, зубчатое колесо 14 будет вращаться вокруг своего вала 15, при этом это зубчатое колесо 14, в свою очередь, заставит кольцевой циферблат 7 второго указателя 3 вращаться относительно диска 2B, однако в противоположном направлении.

Если число зубьев в зубчатых колесах 13 и 16 будет одинаковым, циферблат 7 второго указателя 3 всегда будет сохранять ту же самую ориентацию относительно корпуса 10.

Второй указатель 3 управляется вращением зубчатого колеса 17, которое вращается синхронно с зубчатым колесом 14 и перемещает зубчатое колесо 18 диска 3B второго указателя 3.

Если передаточное отношение между числом зубьев зубчатых колес 17 и 18 выбрано соответствующим образом, второй указатель 3 будет вращаться внутри своего циферблата 7, как указатель традиционных часов.

Такое перемещение называют передачей по обходному пути.

Из чертежей ясно, что верхняя видимая часть указателей и циферблата размещена на единой сплошной поверхности и, таким образом, отсутствует возможность взаимного перекрытия указателей и циферблатов, поэтому время может быть ясно прочитано со всех углов зрения, без какого бы то ни было перекрытия указателей и без параллакса. Параллакс неизбежно имеет место, когда указатели и циферблаты не размещены в одной плоскости, и увеличивает различия считывания в зависимости от угла зрения, с которого считывается время на часах.

Поскольку указатели и циферблаты находятся на той же самой сплошной поверхности, правильное время всегда может быть увидено с любых углов зрения.

Непрерывная поверхность - это практически, как считается, замкнутая поверхность. По крайней мере, существует минимальный зазор между указателями и дисками. Часы, таким образом, также практически герметичны для пыли и могут легко быть изготовлены полностью герметичными для пыли путем подгонки соединений между подвижными указателями и циферблатами.

Таким образом, защитное стекло перед указателями и циферблатами может даже отсутствовать, что позволяет реализовать еще более плоские часы.

Не исключено, что указатели и циферблаты не размещены в плоскости, а, вернее, с теми же самыми преимуществами находятся на вогнутой или выпуклой поверхности и изогнуты непрерывным образом, при этом оси Х-Х', Y-Y' и Z-Z' необязательно должны быть параллельными друг другу.

Также ясно, например, что не исключается наличие третьего указателя, такого как секундная стрелка или другой указатель, который может быть, например, интегрирован в диск 2B или 3B первого или второго указателя 2 и 3, и он, например, аналогично тому, как второй указатель 2 и его циферблат 7, в описанном выше воплощении, интегрирован в диск 2B первого указателя 2.

Ясно, что модуль циферблата в примере фигур 3-5 управляется только единственным ведущим валом 4. Это обеспечивает более простой и более компактный часовой механизм, используемый для управления.

Также ясно, что сам модуль циферблата управляется только ограниченным числом зубчатых передач. Зубчатые передачи в показанном примере состоят только из двух уровней зубчатых колес, которые обеспечивают реализацию более компактного по высоте модуля циферблата по сравнению с известными модулями циферблата, в которых используется, по крайней мере, три уровня зубчатых колес.

Как вариант непрямого управления, как было описано выше, также возможно прямое управление, где для того, чтобы перемещать указатели и циферблаты, используются два или более центральных первичных приводных валов традиционных часов, и, следовательно, редуктор 12 включает меньше элементов, каждый из которых управляется отдельным ведущий валом часового механизма.

Пример такого прямого управления показан на Фиг.6, где используются два первичных ведущих вала часового механизма.

Зубчатое колесо R установлено непосредственно на первом из центральных первичных валов вместо указателя, например на центральном ведущем вале для секунд.

Зубчатое колесо О зафиксировано и имеет подобную функцию, как зубчатое колесо 13 в косвенном управлении, описанном выше.

Осевые линии L, М и N поворачиваются вокруг X-X'.

Подшипники L, M и N зафиксированы на диске 2B первого указателя 2, осевая линия которого - это линия Х-Х'.

Диск 2B установлен непосредственно на втором первичном ведущем валу часового механизма или управляется вторичным валом.

Зубчатые колеса О, Р и Q являются взаимозависимыми друг от друга. Это означает, что, когда 0 имеет такое же количество зубьев, как Q, во время перемещения L и N вокруг Х-Х' относительное угловое перемещение Q относительно О будет равно нулю. Q прямо взаимосвязано с кольцевым циферблатом 7 через общий вал, который вращается вокруг осевой линии N. Это означает, что кольцевой циферблат 7 сохраняет фиксированную ориентацию относительно корпуса 10 во время перемещения M вокруг A, если О и Q имеют одинаковое число зубьев и являются взаимозависимыми относительно друг друга через P.

Вращение первого указателя 2 вокруг вала N будет инициироваться R через S и T. Зубчатые колеса S и T установлены взаимозависимо по отношению друг к другу через вал, который вращается вокруг M или интегрирован в единственное зубчатое колесо S-T. Передаточное отношение между зубчатыми колесами U и T или S и T должно быть таким, чтобы относительное угловое смещение между R и U равнялось нулю. Если зубчатое колесо R будет иметь такое же количество зубьев, как зубчатое колесо U, и если зубчатое колесо S будет иметь передаточное отношение 60/59 относительно T, то перемещение M и N вокруг X-X' будет обеспечивать нулевое относительное угловое смещение между R и U. Благодаря этому угловое смещение R будет равно угловому смещению U.

Кроме прямого и косвенного управления через первичные центральные валы механизма традиционных часов, возможно также управление через один или более вторичных ведущих валов традиционных часов, установленных эксцентрично, в соответствии с чем эти вторичные валы в традиционных часах используются, например, для маленькой секундной стрелки, установленной эксцентрично, как часто используется, когда часы оборудованы функцией хронометра, или используются для других функций, таких как указание дня, фазы луны, эксплуатационного резерва и других индикаций этого типа.

Пример такого управления показан на Фиг.7, которая является вариантом прямого управления посредством вторичного вала.

Этот вариант получен за счет редуктора, размещенного между неподвижными часами и диском 2B первого указателя 2, посредством комбинации зубчатых колес W, R, V и U.

Зубчатое колесо R соединено взаимозависимо с V, а V и R могут свободно вращаться вместе вокруг своей оси X-X'. V, в свою очередь, соединено с зубчатым колесом W, которое закреплено на вторичном валу Y часового механизма. W замещает функцию, которая на традиционных часах управляется соответствующим валом. Таким образом, угловое смещение передается от W к U через R и V. Взаимные передаточные отношения между числом зубьев R и U должны увеличить угол поворота N вокруг A.

Благодаря трем зубчатым передачам, описанным выше, фактически все традиционные часы могут использоваться как основание для управления модулем циферблата 1 согласно изобретению.

Из предшествующего ясно, что роли указателя и циферблата могут быть полностью заменены и что, например, шкала времени 9 присоединена к диску 2B, ориентация которого относительно корпуса сохраняется редуктором, тогда как функция указателя обеспечивается указательной индикацией на кольце 7, которое управляется часовым механизмом для указания часа, например.

Не исключено, что каждый или несколько концентрических колец развернуты, одно вокруг другого, или вокруг диска, где, например, ориентация срединного кольца сохраняется относительно корпуса и где другие кольца или диски каждый имеет отдельную указательную функцию с указателем, ориентированным в направлении срединного кольца.

Ясно, что шкала времени должна восприниматься в широком смысле и что она также означает, например, индикацию фаз луны, эксплуатационного резерва или другой информации.

Настоящее изобретение ни в коем случае не ограничено воплощениями, описанными как пример и показанными на чертежах, однако модуль циферблата согласно изобретению и часы, снабженные таким модулем, могут быть реализованы во всех видах вариантов, не отступая от объема изобретения.

Реферат

Изобретение относится к модулю циферблата для часов, который снабжен несколькими указателями, валы которых могут управляться часовым механизмом, отличающемуся тем, что модуль циферблата (1) состоит из корпуса (10), по крайней мере, двух отдельных указателей, в соответствии с чем каждый указатель (2, 3) снабжен своим собственным отдельным концентрическим циферблатом (6, 7) и в соответствии с чем, по крайней мере, указатель (3) вместе со своим валом (5) и циферблатом (7) может перемещаться относительно другого первого указателя (3) так, что эти два указателя (2, 3) никогда не перекрывают друг друга и подвижный циферблат(ы) (7) всегда сохраняет фиксированную ориентацию относительно корпуса (10), в соответствии с чем верхняя видимая часть указателей (2, 3) и циферблатов (6, 7) размещена на единой сплошной поверхности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула