ITNA20120003A1 - Sistema di ricarica per orologio automatico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale avente per titolo.

“Sistema di ricarica per orologio automatico”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un innovativo sistema di ricarica per un orologio automatico. Orologi meccanici da polso dotati di sistemi di ricarica che sfruttano il movimento del braccio sono noti da lunghissimo tempo.

Nel 700 furono proposti sistemi di carica con un peso di ottone, a forma di mezzaluna o di martello che poteva ruotare intorno ad un'asse, e che furono applicati ad orologi da tasca, con risultati modesti. Negli anni venti venne proposto il primo sistema meccanico per orologio da polso a carica automatica. Il sistema anche se molto artigianale, era innovativo perché prevedeva che una massa di ottone oscillasse intorno all'asse in senso orario e/o antiorario a secondo del movimento inconscio e, naturalmente, variabile dell'orologio legato al polso. Con l'oscillazione della massa limitata a circa 160° non si ottenne però il giusto equilibrio tra la massa oscillante e la riserva di carica, riuscendo ad avere solo una debole riserva di carica.

Il brevetto GB 0.314.417 del 1930 illustra vari sistemi di carica automatica di un orologio da polso mediante masse oscillanti di varia forma. In esso sono anche mostrate masse oscillanti formate da una o due sfere scorrevoli in un tubetto rettilineo. L'efficienza era molto bassa.

Il brevetto CH 142.511 illustra sistemi di carica costituiti da un braccio che porta una grossa massa oscillante posta all'estremità. La massa è collegata al meccanismo di ricarica o attraverso l'asse centrale o lungo il bordo estremo della cassa, con l'inconveniente principale legato alla presenza interferente dei componenti meccanici del sistema di regolazione dell'ora. La sezione della cassa dell'orologio è troppo alta e l'efficienza resta comunque insoddisfacente.

I sistemi di carica automatica illustrati in CH 382.658, GB 795.563, FR 2.886.995, DE1063980, US6485172 sono costituiti da una massa scorrevole o oscillante su sfere di scorrimento. Un forte impulso è comunque necessario per muovere la massa.

CH338764 descrive un meccanismo nel quale delle sfere sono scorrevoli in un percorso semicircolare nel quale sporge un ingranaggio a palette che viene messo in rotazione dal passaggio delle sfere. FR1 040433 descrive un sistema simile al precedente, ma con un dente connesso al meccanismo di ricarica e che è scorrevole dentro e fuori il percorso delle sfere spinto dal passaggio di ciascuna sfera. EP 1690949 descrive un sistema di ricarica formato da una completa corona di sfere, metà più pesanti e metà più leggere, che scorrono in un sentiero circolare completo. Un ingranaggio con palette è messo in rotazione dal passaggio delle sfere.

Con questi sistemi a sfera, una elevata energia deve essere trasmessa alle sfere per produrre la rotazione del meccanismo. Con movimenti normali del polso, spesso non si ha alcun movimento di CH348113 mostra un complicato sistema di ricarica formato da un anello magnetico a poli alternati che ruota su se stesso a causa del proprio peso squilibrato e sposta alternativamente dei magneti collegati al meccanismo di ricarica.

I diversi sistemi noti soffrono di modesta efficienza e di vari problemi fra i quali il peso, la sezione della cassa, la dimensione, la manutenzione, la scarsa protezione dagli urti, le infiltrazioni.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo una soluzione innovativa che permetta una buona efficienza e una costruzione con pochi elementi e minore manutenzione.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un sistema di carica per orologio automatico comprendente una massa mobile ∑M per la carica dell’orologio e trasferire l'energia prodotta durante movimenti casuali dell’orologio al bariletto. Tale massa mobile uno, comprende un elemento toroidale sagomato per ruotare attorno al proprio asse centrale virtuale definente al suo interno un canale con estensione circolare e chiuso internamente negli estremi da barriere contro cui un treno di sfere, massa mobile due, sito all'interno del toroide è libero di scorrere nel canale fino ad urtare alternativamente contro le barriere per imprimere all’elemento toroidale un movimento che produce l’energia derivante dalla sommatoria delle masse che viene trasferita al sistema di conservazione (bariletto).

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota, si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali prìncipi. Nei disegni:

-TAV. A figura 1 rappresenta una vista schematica da sopra verso il fondo della cassa di un orologio, indicato con 10, (senza i meccanismi componenti l'orologio) di un sistema di ricarica secondo l'invenzione;

-TAV.A figura 2 rappresenta una vista schematica in prospettiva esplosa e parziale di una porzione del sistema di figura 1 ;

-TAV.A figura 3 rappresenta una vista parziale e ingrandita del particolare della trasmissione di moto del sistema di figura 1 e il part.A del sistema di aggancio, mediante una vite 39, tra la parte 20 e la parte 20a movibile, di forma pari ad un quarto delle estensione totale, per la manutenzione e sostituzione del toroide 11 e delle sfere 24.

Nel seguito non verranno descritti o mostrati i meccanismi normali dell’orologio, facilmente immaginabili dal tecnico, e che sfruttano la ricarica automatica (o, eventualmente, permettono anche una ricarica manuale) fornita dal sistema secondo l'invenzione.

IL sistema di ricarica comprende un toroide 11 con all'interno un canale semicircolare 12 limitato agli estremi da barriere o blocchi 13, 14. Il canale 12 può vantaggiosamente avere una estensione compresa fra 180° e 270° e, preferìbilmente, nell’intorno di 240°.

Il toroide è liberamente ruotabile a 360° attorno al proprio asse 37, vantaggiosamente coincidente con l'albero portante le lancette dei secondi, dei minuti e delle ore.

Come meglio si vede nell'esploso di figura 2 TAV.A, vantaggiosamente il toroide è supportato da una pluralità di sfere di scorrimento contenute in opportuni canali di un corpo di supporto 20 della cassa Per ridurre gli attriti di rotazione del toroide è stata trovata particolarmente vantaggiosa la struttura mostrata, con il toroide che è guidato nel suo movimento da un binario orizzontale 15 e da un binario laterale (verticale)16, sui quali giacciono le sfere di scorrimento 17 e 18.

Le piccole sfere di scorrimento 17 ad esempio in numero totale di sedici, (con angoli di 45° una dall'altra) sono libere soltanto di ruotare secondo l'asse x e le piccole sfere di scorrimento 18 ad esempio in numero totale di sedici, (con angoli di 45° una dall'altra) sono libere soltanto di ruotare secondo l'asse y con lo scopo di far scivolare e ruotare il contenitore toroidale 11 Le sfere di scorrimento possono essere in lega di tungsteno o di resina fenolica. In caso di materiale sintetico, tale materiale sintetico può essere vantaggiosamente scelto con densità di 0,3 gr/cm<3>.

I binari che contengono le sfere sono scavati metà (15a, 16a) nel corpo di supporto 20 e metà (15, 16b) nel toroide per ottenere due forme semicircolari che consentono un alloggiamento delle sfere che impedisce per il suo particolare disegno infiltrazioni della polvere e/o manomissioni.

Il toroide 11 comprende perifericamente (sul suo lato interno per ottimizzare gli ingombri) una dentatura 21 posta alla base e/o alla sommità, secondo l'architettura del toroide e la scelta degli ingombri degli elementi(ruotismi etc.), che realizza un ingranaggio che trasmette il movimento rotatorio del toroide ad una catena di ingranaggi 22 connessi al meccanismo di carica dell’orologio. Una molla (non mostrata), le cui dimensioni, spessore e altezza sono stabilite in funzione dell'energia che deve essere fornita al sistema, trasferisce alla ruota di scappamento (non indicata nei disegni) la potenza per il funzionamento del meccanismo dell’orologio.

All'interno del toroide, nel percorso limitato dalle due barriere 13 e 14 è presente una sequenza di sfere di massa 24 che occupano una lunghezza minore della lunghezza totale del percorso semicircolare 12 fra le barriere. In tale modo, il treno di sfere è libero di scorrere avanti e indietro nel percorso semicircolare.

Vantaggiosamente, lo spazio libero di scorrimento delle sfere forma un arco nell'intorno di 120°.

Le sfere 24 si muovono allorché varia lo stato di quiete e quando il centro di equilibrio delle forze viene ad alterarsi. E’ preferibile che le sfere abbiamo un alto peso specifico, in particolare superiore a 15000 kg/m<2>e, preferibilmente, a 20000 kg/m<2>. A tale scopo, le sfere possono essere vantaggiosamente realizzate in una lega di osmio metallico (75%) e iridio (25%), cosi da avere una densità di massa di 22655,5 kg/m<3>.

Quando il treno di sfere sbatte contro una o l'altra delle barriere agli estremi del percorso, un impulso di moto viene trasmesso al toroide 1 1 e, di conseguenza, al meccanismo di ricarica.

Il movimento è originato dal moto casuale, in senso orario o antiorario, derivante sia dalla rotazione della cassa, sia dalla variazione della sua posizione angolare sul piano spaziale, secondo gli assi x,y,z. Maggiore è il tratto da compiere sino all'impatto, maggiore è la quantità di energia che si trasmette per la carica.

E' chiaro che un minimo movimento casuale in senso orario o antiorario dovuto alla variazione di equilibrio, caricherà di energia il sistema in modo continuo e costante.

E' stato sorprendentemente trovato che il comportamento del sistema secondo l’invenzione permette di sfruttare meglio i piccoli movimenti normali del polso. Il funzionamento “impulsivo” che ne deriva riesce ad azionare la ricarica statisticamente molto più spesso che i movimenti a funzionamento “continuo” della tecnica nota, i quali non sempre riuscivano a muovere realmente il meccanismo. La libertà di movimento rotatorio del toroide sfrutta movimenti del polso sostanzialmente in qualsiasi direzione.

Nelle condizioni di funzionamento reale di un meccanismo di ricarica in un orologio da polso, l'efficienza del sistema secondo l'invenzione risulta molto più elevata di quella dei sistemi noti in uguali condizioni di uso, per effetto della sommatoria delle masse ruotanti. Inoltre, il meccanismo secondo l'invenzione è semplice da costruire, formato da poche parti, robusto e di minima manutenzione.

Varie possono essere le configurazioni del meccanismo che trasmette il moto del toroide alla molla da caricare, vantaggiosamente con mezzi di inversione del moto per caricare in modo unidirezionale la molla qualsiasi sia il verso di rotazione dell'elemento toroidale.

Nella realizzazione qui mostrata, l'anello dentato 21 (posto alla base interna del toroide) innesta una prima ruota intermedia di trasmissione 25, la quale aggancia la ruota di trasmissione 26 che a sua volta innesta il pignone 27, seconda ruota intermedia di trasmissione, collegato in maniera continua alla ruota di arpione 28 che carica la molla (non indicata in figura) contenuta all'interno del bariletto 23. Come si vede meglio nell'ingrandimento figura 4 TAV.A, la ruota di arpione 28 porta una nota coppia di invertitori 29, 30, ciascuno con un cricco 31, 32, fornito di una rispettiva molla 33, 34. Tale disposizione nota allo stato dell'arte nelle diverse soluzioni, permette di avere un movimento unidirezionale di ricarica, qualsiasi sia il verso di rotazione dell'ingranaggio iniziale, vale a dire del toroide.

Il bariletto 23 scarica l'energia immagazzinata ad una ruota centrale 35, la cui rotazione è favorita da un sistema di masse 36 disposte a croce, ruotanti centrifugamente intorno all'asse 37. Detta rotazione interessa la ruota dei minuti e quelle delle ore e detto treno di ruote, (sistema non indicato nei disegni e noto allo stato dell'arte nelle diverse soluzioni), ha l'obiettivo del conteggio e della trasmissione del moto.

L'insieme dei ruotismi, perciò ha la funzione finale di trasferire l'energia stivata nel bariletto alla ruota di scappamento (non indicata nei disegni).

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati.

La descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo e non deve perciò essere presa a limitazione dell’ambito di privativa qui rivendicato. Il sistema di orologeria con i suoi componenti meccanici interessati alla regolazione della marcia di funzionamento, funzioni aggiuntive, regolazione, ecc. possono essere di qualsiasi tipo noto. Il numero di sfere di massa e lo spazio libero per esse all'interno del toroide dipenderanno dalle specifiche esigenze dell’orologio. Le barriere nel canale possono essere inserite in un canale esteso completamente ad anello per delimitarlo o essere realizzate dagli estremi stessi del canale esteso solo per un tratto della circonferenza del toroide.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI dell’invenzione industriale avente per titolo: “Sistema di ricarica per orologio automatico” RIVENDICAZIONI 1 Si rivendica sistema di carica per un orologio automatico, comprendente una massa mobile associata alla carica dell’orologio per trasferire ad essa energia durante movimenti casuali dell’orologio, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento toroidale (11) supportato per ruotare attorno al proprio asse centrale (37) e definente al suo interno un canale (12) con estensione semicircolare e delimitato agli estremi da barriere (13, 14), essendo presente nel canale un treno di sfere (24) che definisce la massa mobile e che è liberamente scorrevole nel canale fino ad urtare alternativamente contro le barriere per imprimere all’elemento toroidale un movimento che viene trasferito alla carica dell’orologio. 9 Si rivendica sistema di carica secondo rivendicazione 1, toroidale (11), per il trasferimento del movimento alla carica, ha una dentatura circonferenziale (21), preferibilmente su un bordo interno alla base dell’elemento toroidale che innesta in un treno di ingranaggi (22) connesso al bariletto di carica (23) dell’orologio. 3. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il canale (12) si estende fra 180° e 270° e, preferibilmente, nell'intorno di 240°. 4. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo spazio libero nel canale (12) per lo scorrimento delle sfere si estende nell'intorno di 120°. 5. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che le sfere (24) hanno peso specifico superiore a 15000 kg/m<2>e, preferibilmente, a 20000 kg/m<2>. 6. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le sfere (24) sono di una lega di osmio metallico e iridio preferibilmente secondo percentuali nell'intorno del 75%(Os) e del 25%(lr). 7. Si rivendica sistema di carica secondo rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che nel treno di ingranaggi (22) sono presenti invertitori (29, 30), ciascuno con un rispettivo cricco (31, 32), che permettono di avere un movimento unidirezionale di carica indipendentemente dal verso di rotazione dell’elemento toroidale. 8. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento toroidale (11) è supportato da sfere di scorrimento (17, 18) disposte in binari (15, 16) presenti su almeno una sua base e lateralmente. 9 Si rivendica sistema secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le sfere di scorrimento (17, 18) sono in materiale scelto fra una lega di tungsteno, una resina fenolica o un materiale sintetico con una densità nell'intorno di 0,3 gr/cm<3>. Si rivendica sistema secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento toroidale (11) ha asse di rotazione (37) coincidente con l'albero portante le lancette dell’orologio.