§ 10. Наручные часы с автоматическим подзаводом пружины (устройство)

§ 10. Наручные часы с автоматическим подзаводом пружины (устройство)

Часы с автоматическим подзаводом пружины очень удобны в эксплуатации, так как их не надо заводить ежедневно в определенное время.

Постоянство величины импульса, передаваемого регулятору баланс — спираль, является одним из главных условий, обеспечивающих высокую точность часов. Для достижения этого требуется стабилизация момента на анкерном колесе, которую на наручных часах осуществляют механизмом автоматического подзавода пружины.

Автоматический подзавод пружины обеспечивает инерционный сектор, который при вращении часов под действием силы тяжести поворачивается вокруг своей оси и сообщает двигателю часов дополнительную энергию.

Инерционный сектор должен обладать моментом, достаточным для преодоления сопротивления заводной пружины, поэтому его изготовляют составным:

верхнюю пластину — из латуни, а полукольцо — из тяжелого вольфрамового сплава.

Расположение инерционного сектора может быть различным: он может находиться в центре механизма или смещен в сторону. Расположенный в центре инерционный сектор может поворачиваться на 360° или на определенный угол. Поворот сектора в последнем случае ограничивается с каждой стороны специальными амортизирующими упорами.

На рис. 43 представлена схема механизма автоматического подзавода пружины наручных часов.

Рис. 43. Принципиальная схема механизма автоматического подзавода пружины наручных часов

Центральное расположение инерционного сектора обеспечивает при небольших габаритах создание большего статического момента, так как утяжеленная часть сектора размещена на наибольшем расстоянии от оси вращения.

Безотказность работы механизма автоподзавода зависит от качества опор инерционного сектора, испытывающих значительные нагрузки. В существующих конструкциях автоподзавода применяются два вида опор — опоры скольжения и опоры качения. Наиболее распространенными являются опоры скольжения. В последнее время для уменьшения трения и повышения прочности узла стали применять опоры качения, т. е. ставить шарикоподшипники. Шарикоподшипник позволяет увеличить радиус опоры по сравнению с опорой скольжения, что повышает прочность и жесткость опоры. Кроме того, шарикоподшипник уменьшает трение в узле. Коэффициент трения качения в 10 раз меньше, чем коэффициент трения скольжения: fк=0,001—0,01fc=0,1.

Реверсивное устройство — служит для преобразования двустороннего вращения инерционного сектора в одностороннее вращение зубчатой передачи редуктора.

Реверсивным устройством может быть переключатель муфты свободного хода и т. д.

Узел переключателя состоит из колес, свободно вращающихся на штифтах. Оба колеса расположены на качающемся мостике — переключателе. Если ось вращения переключателя совпадает с осью вращения инерционного сектора, холостой ход переключателя составляет примерно 27— 35°. Если ось вращения переключателя не совпадает с осью вращения инерционного сектора, холостой ход увеличивается до примерно 45—50°. Узел муфт свободного хода (см. рис. 50) состоит из реверсивных муфт.

Обе муфты состоят из колеса 1, свободно одетого на триб 2, чашки 3, собачек 4 и шайбы 5. Чашка, плотно одетая на триб, имеет внутренние выступы, которыми контактирует с собачками, расположенными между дном чашки и колесом. Собачки свободно поворачиваются на штифтах, входящих в отверстия колеса. Колесо на трибе удерживается шайбой. При вращении колеса против часовой стрелки одна из собачек упирается в выступ чашки, передавая движение через нее на триб. При вращении колеса по часовой стрелке собачки, поворачиваясь, проскальзывают по выступам чашки.. Реверсивное устройство с муфтами свободного хода имеет холостой ход примерно 6—7°.

Редуктор — зубчатая передача (колеса и трибы механизма подзавода), передающая вращение на вал барабана.

Отключающее устройство (узел барабанных колес) производит отключение механизма автоподзавода при заводке пружинного двигателя с помощью заводной головки или отключение механизма заводки пружинного двигателя от руки при работе механизма автоподзавода.

Конструкция узла барабанных колес может быть различной. Узел (сборочная единица) состоит из двух барабанных колес — верхнего и нижнего (см. рис. 44), между которыми помещены две трехлепестковые пластинчатые пружинки с отогнутыми концами: у верхней — кверху и у нижней — книзу. Барабанные колеса свободно надеты на вал барабана, а пружинки надеты на его квадратную часть. Барабанные колеса с внутренней стороны имеют радиально расположенные пазы или храповые зубья. При заводке часов отогнутые концы пружинок входят в зацепление с пазами или храповыми зубьями барабанных колес и передают движение валу барабана. В то время как при работе узла концы верхней пружинки контактируют с барабанным колесом и осуществляют заводку пружины, концы нижней

пружинки проскальзывают по пазам или зубьям нижнего барабанного колеса, и наоборот.

Другая конструкция узла состоит также из двух барабанных колес, которые свободно и независимо друг от друга поворачиваются относительно храповика, находящегося на квадратной части вала барабана. На барабанных колесах расположены собачки, контактирующие с зубьями храповика. При вращении барабанных колес собачки входят во впадину зубьев храповика, передавая движение на вал барабана. При холостом ходе собачки, поворачиваясь, проскальзывают по зубьям храпового колеса (см. рис. 48).

Могут быть и другие конструктивные решения узла.

Пружинный двигатель — заводная пружина спиральной или S-образной формы, помещенная в барабан. Внутренний конец пружины закреплен на крючке вала барабана. Внешний конец пружины закреплен в барабане с помощью фрикционной накладки, упругость которой рассчитана так, чтобы при полной заводке внешний конец пружины вместе с фрикционной накладкой проскальзывал в барабане. Такое крепление внешнего конца пружины предохраняет от ее чрезмерной заводки и поломки.

Рассмотрим особенности конструкции и принципы действия наручных часов с автоматическим подзаводом пружины.

На рис. 44 изображена кинематическая схема механизма часов (модель 2415) с автоматическим подзаводом пружины. Двигателем в этих часах является заводная пружина, помещенная в барабан /. От барабана движение передается на центральный триб 17, на оси которого находится центральное колесо 18, расположенное под барабаном.

От центрального колеса движение передается на промежуточный триб 14 с колесом 8 и далее через секундный триб 10 на колесо 9. На конце секундного триба укреплена секундная стрелка 23.

От секундного колеса движение передается трибу анкерного колеса 12. Анкерное колесо 16 через анкерную вилку 15 передает импульсы на баланс 13.

На цилиндрическую часть центрального триба насажен триб минутной стрелки 20, который вращается вместе с центральным трибом. На конце триба 20 укреплена минутная стрелка 19.

Через вексельную передачу (триб минутной стрелки 20, вексельное колесо 22, триб вексельного колеса 25 и часовое колесо 21) движение передается на часовую стрелку 24.

Автоматический подзавод пружины часов осуществляется с помощью инерционного сектора 11, вращающегося на оси, расположенной в центре механизма. Вращение инерционного сектора передается с триба инерционного сектора 7 через колесо 6 переключателя и колеса 5 и 4 подзавода на верхнее барабанное колесо 2 и на вал барабана.
Передаточный механизм сконструирован таким образом; что двустороннее вращение инерционного сектора преобразуется в одностороннее вращение вала барабана. Это достигается специальным переключателем. Переключатель (рис. 45) состоит из двух колес 1 и 2, свободно вращающихся на штифтах и находящихся в зацеплении друг с другом постоянно. Инерционный сектор 5, вращаясь по часовой стрелке, своим трибом 4 вращает колесо 1 против часовой стрелки, в результате чего переключатель с колесом 1 поворачивается также против часовой стрелки, и колесо 1 входит в зацепление с колесом подзавода 3.

Рис. 44. Кинематическая схема наручных часов с автоматическим подзаводом пружины:
1 — барабан, 2 — барабанное колесо, 3 — пружина барабанных колес, 4, 5 — колеса подзавода, 6 — колеса переключателя, 7 — триб инерционного сектора,
8 — промежуточное колесо, 9 — секундное колесо, 10 — триб секундного колеса, И — инерционный сектор, 12 — триб анкерного колеса, 13 — баланс, 14 — триб промежуточного колеса, 15 — анкерная вилка, 16 — анкерное колесо, 17 — триб центрального колеса, 18 — центральное колесо, 19 — минутная стрелка, 20 — триб минутной стрелки, 21 — часовое колесо, 22 — вексельное колесо, 23 — секундная стрелка, 24 — часовая стрелка, 25 — триб вексельного колеса, 26 — заводная головка, 27 — заводной триб, 28 — заводное колесо

При вращении инерционного сектора против часовой стрелки переключатель поворачивается по часовой стрелке, выводя колесо 1 из зацепления с колесом 3. В то же время колесо 2 входит в зацепление с колесом 3, сообщая ему вращение по часовой стрелке так же, как и в первом случае. Внешний конец пружины закреплен в барабане с помощью фрикционной накладки, упругость которой рассчитана так, чтобы при полной заводке внешний конец пружины вместе с фрикционной накладкой проскальзывал в барабане. Такое крепление внешнего конца предохраняет пружину от чрезмерной заводки и от поломки.

Часы можно заводить и обычным способом, вручную, при помощи заводной головки 26 (см. рис. 44). Это бывает

необходимо, когда часы лежат неподвижно или когда их владелец малоподвижен. В этом случае через заводной триб 27 и заводное колесо 28 движение от заводной головки передается па нижнее барабанное колесо 2 и на вал барабана.

Барабанные колеса свободно насажены на вал барабана. Вращение на вал передается через пружинки барабанных колес 3, надетых на квадратную часть вала. Пружинки представляют собой сдвоенные плоские пружины с отогнутыми концами: у верхней пружины — кверху, у нижней — книзу. Барабанные колеса с внутренней стороны имеют храповые зубья. При заводке часов отогнутые концы пружинок входят в зацепление с храповыми зубьями барабанных колес и передают движение валу барабана.

На рис. 46 представлена кинематическая схема плоских наручных часов «Полет» (модель 2415) с автоматическим подзаводом пружины. Общая высота механизма этих часов с. подзаводом (3,9 мм) не превышает высоту обычных часов без подзавода, так как колеса механизма подзавода размещены на платине под отдельным мостом, не выступающим над остальными мостами.

Ось вращения инерционного сектора расположена в центре механизма и закреплена винтами на верхней плоскости центрального моста.

Рис. 45. Схема переключателя: а — работа по часовой стрелке, б —- работа против часовой стрелки;
1,2 — колеса переключателя, 3 — колеса подзавода, 4 — триб инерционного сектора, 5 — инерционный сектор

Инерционный сектор может совершать вращение как по часовой стрелке, так и против. Благодаря наличию переключателя 27, связывающего триб инерционного сектора 26 с колесами подзавода, пружину можно заводить, вращая сектор вправо или влево. Так как ось вращения переключателя совпадает с осью вращения инерционного сектора, холостой ход механизма получается небольшой.

Схема переключателя этого механизма представлена на рис. 47. Работает он следующим образом.

Инерционный сектор, вращаясь против часовой стрелки, своим трибом 2 приводит в движение колесо 1 переключателя, далее через передаточное колесо 8 движение передается первому колесу подзавода 7. Триб первого колеса подзавода входит в зацепление со вторым колесом подзавода 6 и через его триб передает движение третьему колесу подзавода 5. С третьего колеса подзавода движение передается на нижнее барабанное колесо 4.

При вращении инерционного сектора по часовой стрелке переключатель поворачивается и колесо 3 входит в зацепление с первым колесом подзавода 7, далее движение

передается так же, как и в первом случае. Следовательно, передаточный механизм сконструирован таким образом, что двустороннее вращение инерционного сектора преобразуется в одностороннее вращение барабанного колеса и вала барабана.

Для предотвращения самопроизвольного спуска заводной пружины служит стопорное устройство (собачка и храповое колесо), которое допускает поворот первого колеса подзавода только в сторону заводки пружины.

Колесная система, обеспечивающая заводку пружины вручную, при работе автоподзавода отключается автоматически и наоборот — при заводке пружины вручную отключается система автоподзавода. Барабанные колеса (верхнее 1 — для заводки вручную, нижнее 6 — для автоподзавода) могут свободно и независимо один от другого поворачиваться по часовой стрелке относительно храповика 3, сидящего на квадрате вала барабана 4 (рис. 48).

Рис. 46. Кинематическая схема плоских наручных часов с автоматическим подзаводом:
I — барабан, 2 — барабанные колеса, 3 — заводные колеса, 4 — заводной триб, 5 — кулачковая муфта, 6 — заводной вал, 7 — переводные колеса, 8 — дополнительные колеса, 9 — триб передаточного колеса, 10 — минутная стрелка,
II — триб стрелочный, 12 — вексельное колесо, 13 — триб вексельного колеса, 14 — триб минутной стрелки, 15 — секундная стрелка, 16 — часовая стрелка, 17 — часовое колесо, 18 — центральный секундный триб, 19 — промежуточное колесо, 20 — анкерное колесо, 21 — баланс. 22 — анкерная вилка, 23 — «гриб анкерного колеса, 24 — боковой секундный триб, 25 — секундное колесо, 26 — триб инерционного сектора, 27 — переключатель, 28 — триб передаточного колеса, 29 — триб промежуточного колеса, 30 — передаточное колесо, 31, 35 — трибы колес подзавода, 32, 34, 36 — колеса подзавода, 33 — инерционный сектор

Рис. 47. Схема переключателя:
1, 3 — колеса переключателя, 2 — триб инерционного сектора, 4 — нижнее барабанное колесо, 6 — третье колесо подзавода, 6 — второе колесо подзавода, 7 — первое колесо подзавода, 8 — передаточное колесо

При вращении барабанных колес против часовой стрелки собачки 5, закрепленные на них, входят во впадины зубьев храповика и движение передается валу барабана, т. е. происходит заводка пружины.

При холостом ходе собачки, поворачиваясь, проскальзывают по зубьям храпового колеса.

Кинематическая схема часового механизма плоских часов с автоматическим подзаводом отличается от прямой схемы тем, что центральное колесо с трибом и секундное колесо смещены относительно центральной оси механизма.

Наибольшая высота в обычных конструкциях часов получается в центре, где одно над другим размещается несколько колес.

В этой конструкции часов (см. рис. 46) движение на минутную стрелку передается зубчатыми колесами механизма перевода стрелок через триб 11, фрикционно сидящий на оси триба 9. Чтобы механизм был более плоским, колесо 30 отведено от барабана колесом 8, которое находится в зацеплении с барабаном 1 и трибом 9. Движение с центрального секундного триба 18 передается на боковой секундный триб 24 через нижнее промежуточное колесо 19, свободно вращающееся на промежуточном трибе 29.

Рис. 48. Конструкция узла барабанных колес:
1 — барабанное колесо завода, 2 — шайба барабанных колес, 3 — храповик, 4 — квадрат пала барабана, 5 — собачки, 6 — барабанное колесо подзавода

Движение передается по нескольким кинематическим цепочкам.

На минутную стрелку 10: от барабана 1 через колесо 8 на триб 9, триб 11 и далее через вексельное колесо 12 на триб минутной стрелки 14.

На часовую стрелку 16: от барабана 1 через колесо 8 на триб 9, далее со стрелочного триба И через вексельное колесо 12 и его триб 13 на часовое колесо 17.

На секундную стрелку 15: от барабана 1 через колесо 8 на триб 9, колесо 30, на триб 29 промежуточных колес 19 и далее на триб центральной секундной стрелки 18.

На спусковой регулятор: от барабана 1 через колесо 8 на триб 9, колесо 30, на промежуточный триб 29 с колесами 19. Оба промежуточных колеса 19, одно из которых закреплено на трибе неподвижно, а второе сидит

свободно, соединяются с трибом 18 центральной секундной стрелки 15. Свободно сидящее промежуточное колесо приводит в движение триб 24 секундного колеса 25, и далее через секундное колесо движение передается трибу 23 анкерного колеса 20, которое в свою очередь через анкерную вилку 22 сообщает импульсы балансу 21.

Перевод стрелок осуществляется следующим образом. При переключении часов на «перевод» движение от кулачковой муфты 5 передается переводными колесами 7, трибу 11, фрикционно сидящему на оси триба 9.

От триба 11 движение передается на вексельное колесо 12 с трибом 13 и далее на триб минутной стрелки 14.

Триб вексельного колеса 13 передает движение на часовое колесо 17.

Заводка часов от руки осуществляется следующим образом. Движение с заводного вала 6 через кулачковую муфту 5 передается заводному трибу 4, далее

через заводные колеса 3 — на верхнее барабанное колесо 2 и через собачки храповику, сидящему на квадрате вала барабана.

Автоматический подзавод заводной пружины осуществляется, как было сказано выше, при вращении инерционного сектора 33 в ту или другую сторону. Триб инерционного сектора 26 передает движение колесам переключателя 27, далее передаточному трибу подзавода 28, колесам подзавода 32, 34, 36 через трибы 31 и 35 и, наконец, нижнему колесу 2.

На рис. 49 изображена кинематическая схема наручных часов «Полет» модели 2615 с автоматическим подзаводом пружины. Ось вращения инерционного сектора расположена в центре механизма. Механизм автоподзавода двустороннего действия сделан отдельным блоком, позволяющим производить сборку узла подзавода вне механизма. Преобразование двустороннего вращения инерционного сектора в одностороннее вращение механизма завода производится реверсивными муфтами.

Отключающим устройством узла являются реверсивные муфты, поэтому при ручной заводке механизма работают заводные колеса, колеса подзавода и реверсивные муфты.

Рис. 49. Кинематическая схема часов с автоподзаводом пружины 2615:
1 — заводная головка, 2 — переводной рычаг, 3 — заводной триб, 4 — заводной рычаг, 5 — кулачковая муфта, 6 — переводное колесо, 7 — секундная стрелка, 8 — вексельное колесо, 9 — триб вексельного колеса, 10 — минутная стрелка, 11 — часовая стрелка,
12 — триб минутной стрелки, 13 — часовое колесо, 14 — центральное колесо, 15 — триб центрального колеса, 16 — триб промежуточного колеса, 17 — промежуточное колесо, 18 — триб секундного колеса, 19 — секундное колесо, 20 — баланс, 21 — анкерная вилка, 22 — анкерное колесо, 23 — триб анкерного колеса, 24 — инерционный сектор, 25 — триб инерционного сектора, 26, 30 — трибы колес реверсивных, 27, 31 — колеса реверсионные, 28 — колесо подзавода первое, 29 — триб колеса подзавода первого, 32 — колесо подзавода второе, 33 — колесо подзавода второго нижнее, 34 — колесо заводное подзавода, 35 — храповик, 36 — собачка, 37 — колесо заводное, 38 — барабан, 39 — барабанное колесо, 40 — храповик реверсивной муфты, 41 — собачка реверсивной муфты

Основной механизм часов работает следующим образом: от барабана 38 движение передается на триб центрального колеса 15, с центрального колеса 14 на триб промежуточного колеса 16 и через промежуточное колесо 17 на триб секундного колеса 18, с секундного колеса 19 на триб анкерного

колеса 23 и анкерное колесо 22. Анкерное колесо через анкерную вилку 21 передает импульс на баланс 20.

Автоматический подзавод пружины осуществляется за счет вращения инерционного сектора 24, передающего движение реверсивным муфтам.

При вращении инерционного сектора против часовой стрелки движение от триба инерционного сектора 25 передается на реверсивное колесо 27. При этом происходит заклинивание храповика 40 собачками 41 и триб реверсивных колес 26 начинает вращаться, передавая движение первому колесу подзавода 28, а реверсивное колесо 31 работает вхолостую. Триб первого

колеса подзавода 29 передает вращение на второе колесо подзавода 32 и жестко связанное с ним второе колесо подзавода 33. От колеса 33 движение передается на заводное колесо 34 подзавода, жестко связанное с храповиком 35. Через собачку 36 движение с храповика передается на заводное колесо 37 и от него на барабанное колесо 39.

При вращении инерционного сектора 24 по часовой стрелке колесо реверсивное 27 работает вхолостую, а колесо реверсивное 31 через триб реверсивного колеса 30 передает движение на первое колесо подзавода. Далее движение осуществляется так же, как и в случае вращения инерционного сектора,— против часовой стрелки.

Заводка часов от руки осуществляется через заводную головку 1, заводной триб 3, заводное колесо 37 и барабанное колесо 39. При этом колесо 37 ведет за собой собачку 36 и храповик 35, колесо 34, которое в свою очередь ведет колеса 33 и 32, триб 29 и колесо 28. Отключение автоподзавода происходит в реверсивных муфтах, которые при этом вращаются вхолостую.

Рис. 50. Конструкция реверсивных муфт:
1 — колесо реверсивное, 2 — триб реверсивного колеса, 3 — чаша реверсивной муфты, 4 — собачка, 5 - шайба

Схема реверсивного устройства с муфтами свободного хода представлена на рис. 50.

На рис. 51, а изображена кинематическая схема автоматического подзавода пружины часов «Восток».

От триба инерционного сектора 1 движение передается на реверсивные муфты 2, с трибов реверсивных муфт 3 на первое колесо подзавода 4, затем через его триб 5 движение передается второму колесу подзавода 6 и через его триб 7

на третье колесо подзавода 8. С третьего колеса подзавода движение через триб 9 передается барабанному колесу.

Устройство, отключающее механизм автоподзавода при заводке часов от заводной головки, смонтировано на третьем колесе подзавода. На рис. 51, б изображена конструкция отключающего устройства, которое состоит из третьего колеса подзавода 8, триба этого колеса 9 и собачки 11, расположенной между ними. При вращении колес подзавода от инерционного сектора собачка своими зубьями заклинивается в зубьях триба третьего колеса подзавода и вращает его вместе с колесом. При заводе от заводной головки вращается триб третьего колеса подзавода, зубья собачки проскакивают относительно его зубьев и вращение на колесо не передается.

Рис. 51. Кинематическая схема автоматического подзавода часов «Восток»:
а — кинематическая схема, б — отключающее устройство; 1 — триб инерционного сектора, 2 — реверсивные муфты, 3 — трибы реверсивных муфт, 4 — переводное колесо подзавода, 5 — триб первого колеса подзавода, 6 — второе колесо подзавода, 7 — триб второго колеса подзавода, 8 — третье колесо подзавода, 9 — триб третьего колеса подзавода, 10 — барабанное колесо, 11 — собачка

содержание .. 8 9 10 11 ..