монета

Формула изобретения

Круглая монета с гладким цилиндрическим ребром, лицевая и оборотная стороны которой являются параллельными или равноотстоящими по отношению к срединной плоскости, включающая отдельные сопряженные элементы, отличающаяся тем, что сопряженные элементы образуют в теле монеты внутреннюю цилиндрическую полость, симметричную относительно срединной плоскости и соосную с цилиндром ребра монеты, в которую помещены термочувствительная биметаллическая плоская пружина, навитая из ленты по спирали Архимеда, соосная с цилиндром полости, и противовес, установленный с возможностью перемещения в срединной плоскости вокруг центра монеты, причем первый конец пружины неподвижно прикреплен к телу монеты, витки пружины установлены с возможностью термоупругого смещения в срединной плоскости, а второй конец пружины способен сообщать противовесу перемещения, пропорциональные изменениям температуры, соответствующей значениям температуры на штриховой шкале, нанесенной на наружную кромку лицевой и/или оборотной стороны монеты таким образом, что каждое значение температуры соответствует единственной точке пересечения окружности наружного контура монеты с линией радиуса монеты, проходящего через центр тяжести противовеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к монетам и может быть применено в наличном денежном обращении государства.

Известны памятные монеты (1) специальных чеканов, в изготовлении которых используют различные, в том числе драгоценные металлы, сложные технологии чеканки и методы художественного оформления, позволяющие монетам обращаться как в качестве средства платежа по номинальной стоимости, так и в качестве предметов коллекционирования, инвестирования и тезаврации по иной стоимости, отличающейся от номинальной.

Выгодность эмиссии таких монет обеспечивается приданием им дополнительной коллекционной или тезаврационной привлекательности, приводящей к фактическому изъятию их из сферы денежного обращения государства-эмитента.

Известны монеты с гладким цилиндрическим ребром, включающие отдельные элементы, например внутренний диск и наружное кольцо, изготовленные из сплавов разного цвета у биметаллических монет (2). В таких монетах элементы неподвижно соединяются по линии сопряжения в процессе сборки и чеканки и в последующем не подлежат разъединению.

Указанные монеты обладают свойствами, аналогичными (1), и их выпуск обусловлен лишь экономической целесообразностью и традициями, сложившимися в художественном оформлении монет стран-эмитентов.

Техническим результатом изобретения является увеличение эмиссионной выгоды путем придания монете нового потребительского свойства.

Указанный результат достигается тем, что круглая монета с гладким цилиндрическим ребром, лицевая и оборотная стороны которой являются параллельными или равноотстоящими по отношению к срединной плоскости, включающая отдельные сопряженные элементы, отличается тем, что сопряженные элементы образуют в теле монеты внутреннюю цилиндрическую полость, симметричную относительно срединной плоскости и соосную с цилиндром ребра монеты, в которую помещены термочувствительная биметаллическая плоская пружина, навитая из ленты по спирали Архимеда, соосная с цилиндром полости, и противовес, установленный с возможностью перемещения в срединной плоскости вокруг центра монеты, причем первый конец пружины неподвижно прикреплен к телу монеты, витки пружины установлены с возможностью термоупругого смещения в срединной плоскости, а второй конец пружины способен сообщать противовесу перемещения, пропорциональные изменениям температуры, соответствующей значениям температуры на штриховой шкале, нанесенной на наружную кромку лицевой и/или оборотной стороны монеты таким образом, что каждое значение температуры соответствует единственной точке пересечения окружности наружного контура монеты с линией радиуса монеты, проходящего через центр тяжести противовеса.

В научно-технической и исторической литературе отсутствует описание монеты, у которой сопряженные элементы образуют в теле внутреннюю цилиндрическую полость, симметричную относительно срединной плоскости и соосную с цилиндром ребра монеты, в которую помещены термочувствительная биметаллическая плоская пружина, навитая из ленты по спирали Архимеда, соосная с цилиндром полости, и противовес, установленный с возможностью перемещения в срединной плоскости вокруг центра монеты, причем первый конец пружины неподвижно прикреплен к телу монеты, витки пружины установлены с возможностью термоупругого смещения в срединной плоскости, а второй конец пружины способен сообщать противовесу перемещения, пропорциональные изменениям температуры, указанной на штриховой шкале, нанесенной на наружную кромку лицевой и/или оборотной стороны монеты таким образом, что каждое значение температуры соответствует единственной точке пересечения окружности наружного контура монеты с линией радиуса монеты, проходящего через центр тяжести противовеса. Таким образом, предлагаемая монета удовлетворяет критерию "новизна".

Монета, включающая отдельные сопряженные элементы, известна и используется в денежном обращении ряда стран в настоящее время. Однако совокупность существенных признаков и их взаимосвязей, предложенная в формуле изобретения, придает монете новое свойство, присущее миниатюрному прибору для определения температуры окружающей среды. Новое свойство достигается без нарушения традиционных свойств и привычной формы металлической монеты. Это свойство придает монете дополнительную потребительскую привлекательность.

На фиг.1 показан внешний вид монеты. Фиг.2-4 поясняют структуру монеты, взаимосвязи ее элементов и варианты конструктивного исполнения. На фиг.5 приведена схема, поясняющая принцип действия монеты.

По внешнему виду (фиг. 1) предлагаемая монета отличается от обычной круглой монеты с гладким цилиндрическим ребром только наличием температурной шкалы на кромке диска. На фиг.2 даны две проекции и сечение монеты, тело которой состоит из двух элементов: корпуса 1 и крышки 2, образующих внутреннюю полость, симметричную относительно срединной плоскости и соосную с цилиндром ребра. В полость помещена термочувствительная пружина 3, навитая из биметаллической ленты по спирали Архимеда, и противовес 4, установленный с возможностью перемещения вокруг центра монеты. Пружина 3 установлена с возможностью термоупругого смещения ее витков в полости. Первый, наружный конец 5 пружины 3 прикреплен к корпусу 1 монеты. Второй конец 6 пружины 3 соединен с противовесом 4. На кромку одной из сторон монеты нанесена штриховая шкала 7, проградуированная в единицах температуры таким образом, что каждому значению температуры соответствует единственная точка пересечения линии радиуса монеты, проходящего через центр тяжести противовеса 4, с окружностью наружного контура монеты. Крышка 2 зачеканена в корпус 1 при сборке монеты, которая не подлежит разборке в дальнейшем, в процессе всего срока службы.

В более простой конструкции, показанной на фиг.3, противовес 4 не имеет направляющей оси в корпусе 1 и крепится непосредственно к свободному концу 6 биметаллической пружины 3.

В конструктивном исполнении монеты, показанном на фиг.4, термочувствительная пружина 3 прикреплена к корпусу 1 монеты внутренним концом 5, а к наружному концу 6 присоединен противовес 4.

Для пояснения принципа действия монеты на фиг.5 приведена упрощенная схема механической системы, состоящей из монеты с центром окружности и тяжести в точке О и противовеса с центром тяжести в точке С, связанных изогнутым термочувствительным звеном Т, вес которого не учитывается. Монета установлена ребром на гладкую горизонтальную опорную поверхность.

В состоянии покоя или устойчивого равновесия системы, в соответствии с принципом Торичелли, монета занимает положение, при котором центр тяжести С противовеса находится в крайней нижней точке, на линии радиуса ОА, соединяющего центр тяжести и окружности О монеты с точкой А касания окружности с опорной поверхностью. При смещении противовеса (вызванном, например, термоупругой деформацией звена Т) в любую сторону вокруг центра О, возникает плечо h силы тяжести Fg противовеса относительно центра О и соответственно, момент М силы относительно центра, равный по абсолютной величине произведению Fg h. Момент силы (без учета трения качения) будет действовать до тех пор, пока система не примет новое равновесное состояние, при котором точка А" окружности монеты коснется опорной поверхности, противовес займет крайнее нижнее положение, а плечо h исчезнет.

Новое свойство предложенной монеты реализуется в конструкции следующим образом. При изменении температуры окружающей среды термочувствительная пружина 3 (фиг.2, 3 и 4) упруго деформируется и ее конец 6 сообщает противовесу 4 угловое перемещение, пропорциональное изменению температуры. В результате противовес 4 занимает новое фиксированное положение. Монета, установленная ребром (см. фиг.1) на гладкую горизонтальную поверхность, под действием противовеса 4 стремится занять новое равновесное положение, при котором линия радиуса монеты, проходящего через центр тяжести противовеса, нормальна к поверхности. После успокоения монеты в таком равновесном положении, штрих температурной шкалы 7, совпавший с точкой касания наружной окружности монеты и поверхности, указывает значение температуры окружающей среды. Если точка касания находится между двумя соседними штрихами, то значение температуры принимается по ближайшему к ней штриху.

Необходимая механическая прочность, надежность конструкции и точность, достаточная для бытовых термометров, может быть получена практически при любом наружном диаметре предлагаемой монеты. С точки зрения функциональной пригодности более целесообразен увеличенный диаметр, характерный для памятных монет. Корпусные элементы и противовес изготавливаются из сплавов, традиционно применяемых в современных монетах. Термочувствительные биметаллические пружины для работы в диапазоне температур от -50^oС до +50^oС изготавливаются из стандартной биметаллической ленты, толщина которой, например по ГОСТ 10533-86, нормирована от 0,1 до 2,5 мм. Методики расчета спиральных пружин из нормальных биметаллов на угловое перемещение свободного конца в зависимости от температуры, величины усилия, которое требуется развить, параметров навивки и физико-механических характеристик сплавов хорошо известны в технике.

Высокая точность измерения температуры достигается при использовании металлической или стеклянной опорной поверхности, поскольку при этом минимизируется влияние трения качения в точке контакта. Наибольшую точность считывания штрихов в точке контакта обеспечивает зеркальная опорная поверхность.

Для наглядной демонстрации свойств предлагаемой монеты достаточно охладить ее в обычном холодильнике, а затем установить на опорной поверхности при комнатной температуре. При таком перепаде температуры (приблизительно от -18^o до + 20^oС) монета, в зависимости от исполнения, нагреваясь, способна достаточно быстро переместиться по опорной поверхности на расстояние порядка 0,25-0,3 длины ее наружной окружности, что отчетливо наблюдается визуально.

Простейшим способом проверки горизонтальности опорной поверхности является предварительная установка на нее обычной круглой монеты с гладким цилиндрическим ребром. Опорные плиты, в том числе с регулировкой уровня, могут быть предусмотрены в качестве дополнительных предметов, выпускаемых в особых случаях для специальных наборов памятных монет (например, монетообразные жетоны в наборах памятных монет Банка России).

По сравнению с базовым объектом (взят прототип (2)), применение новых элементов и их взаимосвязей придает монете новое, нетрадиционное потребительское свойство, а именно, возможность использования ее в качестве миниатюрного прибора для измерения температуры окружающей среды - термометра.

Новым свойством является и сама способность предлагаемой монеты перемещаться по опорной поверхности без видимого силового воздействия, что открывает новое направление в художественном оформлении монет, отличное от традиционного "статического дизайна", и дает возможность создать монеты нового поколения, имеющие высокую коллекционную привлекательность.

Несомненную пользу в образовательном плане предлагаемая монета принесет детям среднего и старшего возраста, изучающим физику, механику и другие технические дисциплины.

Наличие внутренних элементов, особенности применяемых материалов и другие конструктивные и технологические особенности, затрудняют подделку предлагаемой монеты.

Новое свойство предложенной монеты способствует непринудительному замедлению ее обращения (либо непринудительному изъятию из обращения) в качестве средства платежа по номинальной стоимости, что позволит государству (Центральному банку) - эмитенту повысить эмиссионную выгоду за счет выпуска тиражей монеты в различных исполнениях.

Предлагаемая монета имеет традиционную форму, и не исключает ее использования в денежном обращении наравне с обычными монетами.

Источники информации

1. Инструкция Банка России от 27.12.95 33 "О порядке выпуска в обращение в Российской Федерации памятных монет". Журнал "Вестник Банка России" 17(109) от 23.04.96 г.

2. "Иностранная валюта: подлинники и фальсификации" Справочник. Ред. коллегия: А. В. Войлуков, А.П.Носко, И.Н.Кожевников и др. - /Серия "Валюты стран мира". - М. : Издательство АО "Консалтбанкир", 1994 г. (Раздел "Финляндия", монета 10 марок - прототип).