часовая стрелка

Формула изобретения

Часовая стрелка, включающая рабочую часть и посадочное место с отверстием, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности отверстия выполнены по крайней мере три дугообразных выступа на одинаковом расстоянии друг от друга, причем длина выступов равна расстоянию между ними, а на плоскости посадочного места напротив каждого выступа выполнен паз, длина которого больше длины выступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству часов и может быть использовано на часовых заводах.

Известна конструкция часовой стрелки, в которой посадочный участок представляет собой втулку, выполненную как интегральную часть стрелки /1/. Стрелка изготавливается методом гальванопластики.

Известна также конструкция стрелки, изготовленной методом гальванопластики, в которой втулка, формирующая посадочный участок цилиндрической формы, присоединена по месту отверстия в стрелке путем механической операции зенкования или запрессовкой в корпус секундной стрелки /2/.

Известна также конструкция стрелки, работающей в сигнальном устройстве часов, в которой в посадочном отверстии сигнальной и часовых стрелок выполнены пазы, соответствующие радиальным выступами на трубке часового и муфте сигнального колес /3/. Конструкция легко реализуется при выполнении часовых колес из пластмассы методом литья и имеет ограниченное применение.

Наиболее близкой предлагаемому является конструкция стрелок часовых, в которых посадочный участок стрелки представляет собой цилиндрическую втулку с диаметром, меньшим диаметром оси /4/.

Стрелки известной конструкции формируют путем вырубок по контуру с пробивкой отверстия и вытяжкой втулки из металлической ленты на прессе. На ось стрелки крепится по прессовой посадке.

К применяемому оборудованию предъявляются жесткие требования по точности (допуск 0,2 мкм). За несколько циклов рабочие поверхности инструмента изнашиваются и теряют точность.

Кроме того, вследствие внутренних напряжений, присутствующих в ленточном металлическом материале, из которого изготавливается стрелка, при закалке стрелка теряет плоскостность, т.е. происходит их коробление. Изготовленные таким образом стрелки не позволяют точно и надежно закрепить их в часовом механизме, что приводит к перекосу его элементов и появлению брака.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности сборки устройства.

Технический результат достигается тем, что в стрелке часовой, включающей рабочую часть и посадочное место с отверстием, на внутренней поверхности отверстия выполнены по крайней мере три дугообразных выступа на одинаковом расстоянии друг от друга, причем длина выступов равна расстоянию между ними, а на плоскости посадочного места напротив каждого выступа выполнен паз, длина которого больше длины выступа.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что совокупность признаков выступы на внутренней поверхности отверстия и пазы, выполненные определенным образом, совместно образуют элемент, за счет упругой деформации которого создается усилие прижатия стрелки к оси часового механизма с надежной фиксацией.

Пазы делят посадочное место на опорный и пружинящий элементы.

Упругая деформация пружинящего элемента относительно оси отверстия возникает благодаря тому, что сумма радиусов отверстия и дугообразного выступа меньше диаметра оси часового механизма.

Расстояние паза от отверстия посадочного места выбирают из условия возможности упругой деформации пружинящего элемента относительно оси отверстия, в зависимости от упругих свойств материала, из которого изготавливается стрелка, и ее толщины.

Ширина паза соизмерима с расстоянием его от отверстия.

Паз выполняют дугообразным, причем в основном форма определяется технологическими ограничениями способа, которым изготавливается стрелка.

Длину паза по окружности делают больше, чем длина противолежащего выступа, причем максимальная длина определяется условием сохранения механической прочности материала посадочного места.

Расположение фигурных пазов относительно выступов на внутренней поверхности отверстия определяется условием равномерного распределения деформационных напряжений, возникающих в материале стрелки при ее посадке на ось для предотвращения коробления пружинящего участка.

Следует отметить, что при предлагаемой конструкции стрелки опорный элемент посадочного места.

Расположение фигурных пазов относительно выступов на внутренней поверхности отверстия определяется условием равномерного распределения деформационных напряжений, возникающих в материале стрелки при ее посадке на ось для предотвращения коробления пружинящего участка.

Следует отметить, что при предлагаемой конструкции стрелки опорный элемент посадочного места, к которому непосредственно примыкает рабочая часть стрелки, не деформируется.

Выступы на внутренней поверхности отверстия посадочного места выполняют дугообразными, что обеспечивает плотный контакт выступов с поверхностью оси.

Количество выступов принято, по крайней мере, равным трем, т.к. при меньшем количестве не будет достигнута надежная фиксация стрелки на оси. Выполнение большего количества выступов технологически трудноосуществимо и не достаточно целесообразно, учитывая миниатюрность изделия, но не исключено.

Глубину выступа применяют равной h_выст=0,1 D_оси, где D_оси диаметр оси, что является достаточным для деформирования элемента.

При h_выст>0,1 D_оси при посадке стрелки на ось происходило нарушение механической целостности системы облом или искривление выступов.

При h_выст<0,1 D_оси стрелка не фиксировалась на оси вследствие недостаточности силы упругой деформации, возникающей в системе.

Сумма длин, образующихся выступы, равна сумме длин дуг, образующих расстояния между ними. Как показали экспериментальные исследования, при длине выступов больше расстояния между ними ухудшаются упругие свойства пружинящего элемента, что при посадке стрелок на ось приводит к их короблению.

При длине выступов меньшей, чем расстояние между ними, упругие свойства пружинящего элемента также плохо проявлялись, стрелки проскальзывали по оси, и не обеспечивалась надежная фиксация стрелки. Усилие прижатия стрелки к оси за счет упругости деформированного посадочного участка было явно недостаточным.

На фиг.1 представлен общий вид стрелки сверху, где 1 посадочное место; 2 рабочая часть.

На фиг.2 показан вид А фиг.1 посадочное место стрелки часовой с увеличением в 20:1, где 3 опорная часть, 4 пружинящая часть, 5 отверстие посадочного места, 6 дугообразный выступ, 7 паз.

Предлагаемая конструкция часовой стрелки работает следующим образом. Вследствие того, что суммарный радиус отверстия и выступа меньше диаметра оси, на которую насаживается стрелка, часть посадочного места, ограниченного пазами, деформируется.

Указанная совокупность признаков обеспечивает равномерное распределение деформации, поэтому коробление стрелки не происходит, а упругость деформированного элемента создает равномерное усилие прижатия стрелки к оси.

Таким образом, фиксирование стрелки на оси происходит не за счет плотной прессовой посадки посадочного участка, а за счет упругой деформации части посадочного места, что уменьшает количество брака вследствие повышения точности и надежности сборки всего часового механизма в целом.

Предлагаемая конструкция стрелки может быть реализована, например, методом фотолитографии и гальваноплстики.

Пример выполнения стрелки часовой. Изготавливали фотооригинал в увеличенном виде и фотошаблон рабочие на специальном оборудовании, позволяющем изготавливать особопрецизионные изделия. На подготовленные подложки из стали 12Х18Н10Т наносили сухой пленочной фоторезист. Получали на подложке рельеф путем экспонирования через фотошаблон и проявление, где формообразующим слоем служил фоторезист, а поверхность подложки представляла участки для осаждения. На свободные участки поверхности осаждали слой Ni-Co из сернокислого электролита с образованием слоя толщины 100 мкм. Съем осуществляли путем растворения фоторезиста для сохранения плоскостности стрелок. Количество получаемых изделий с одной матрицы размером 190200 мм до тысячи штук. Для определения оптимальной конструкции посадочного места стрелки часовой аналогично примеру были изготовлены стрелки по нескольким фотошаблонам с разным соотношением величины выступов и расстояний между ними и опробованы при посадке на ось. Качество полученных стрелок определяли визуально. Результаты представлены в таблице, где:

L₁ суммарная длина выступов;

L₂ суммарная длина расстояний между выступами;

n количество выступов;

Увеличение брака при равном соотношении длин выступов и расстояний между ними с увеличением числа выступов связано с увеличением технологического брака вследствие ограничений, накладываемых способом изготовления.

Оптимальной была признана конструкция с равным соотношением для выступов и расстояний между ними. При установке в часах стрелок предлагаемой конструкции количество брака по причине некачественной установки стрелок снизилось с 20% по прототипу до 5%

Таким образом, предлагаемая конструкция стрелки часовой позволяет повысить точность и надежность сборки всего часового механизма в целом.