Одной из разновидностей настольных часов является будильник, который имеет устройство для подачи звукового сигнала в заранее назначенное время. Основными узлами большинства конструкций будильников являются механизм хода и механизм сигнала, приводимые в действие отдельными пружинными двигателями. Имеются конструкции будильников и с одним пружинным двигателем, общим для обоих механизмов.
Рис. 77. Кинематическая схема будильника с центральной секундной стрелкой:
1 — анкерная вилка, 2 — ходовое колесо, 3 — секундное колесо, 4 — сигнальная стрелка, 5 — часовое колесо, 6 — минутная стрелка, 7 — часовая стрелка, 8 — сигнальное колесо, 9 — минутный триб, 10 — триб вексельного колеса, 11 — вексельное колесо, 12 — пружинная защелка, 13 — пружина боя, 14 — молоточек, IS — скоба, 16 — скобочное колесо, 17 — барабанное колесо, 18 — заводная пружина, 18 — храповое устройство, 20 — заводное колесо хода, 21 — триб центрального колеса, 22 — центральное колесо, 23 — триб промежуточного колеса, 24 — промежуточное колесо, 25 — триб секундного колеса, 26 — триб ходового колеса, 27 баланс
Механические будильники. По расположению сигнальной стрелки будильники можно разделить на две группы — с боковой сигнальной стрелкой и с центральной сигнальной стрелкой.
На рис. 77 представлена кинематическая схема механизма будильника с центральной сигнальной стрелкой. Заводная пружина 18 закреплена на заводном валике. Раскручиваясь, она через заводной валик, храповое устройство 19, заводное колесо хода 20, основную колесную систему 21, 22, 23, 24, 25 передает энергию анкерной вилке 1 и балансу 27. Вместе с центральным колесом 22 вращается минутный триб 9, запрессованный на оси триба центрального колеса 21. От минутного триба через вексельное колесо 11 и триб вексельного колеса 10 движение передается на часовое колесо 5, на втулке которого укреплена часовая стрелка 7. Минутная стрелка 6 напрессована на оси минутного триба. Сигнальный механизм связан с ходом будильника через сигнальное колесо 8. На сигнальном колесе имеется муфта с косым срезом, а на часовом колесе 5 имеется выступ. Под часовым колесом расположена пружинная (сигнальная) защелка 12. В заданное время, которое показывает сигнальная стрелка, выступ часового колеса западает в косой срез муфты сигнального колеса под действием пружинной защелки и приводит в действие сигнальный механизм. Пружинная защелка удерживает молоточек 14, укрепленный на оси скобы 15. Когда выступ часового колеса входит в углубление муфты сигнального колеса, защелка поднимается и освобождает молоточек 14. При этом крутящий момент с пружины боя 13 передается через барабанное колесо боя 17 на скобочное колесо 16. Момент скобочного колеса передается на скобу 15, которая начинает совершать колебательные движения. При этом укрепленный на оси скобы молоточек 14 также колеблется и ударяется о штифт, запрессованный в задней крышке часов, или наружный звонок, в зависимости от конструкции будильника,- раздается звуковой сигнал. Стрелку 4, фиксирующую время сигнала, устанавливают кнопкой, расположенной в верхней части крышки, с надписью «Звонок», причем кнопку можно вращать только по часовой стрелке. Перевод стрелок часов осуществляют центральной кнопкой с надписью «Стрелка».
На рис. 78 приведена кинематическая схема малогабаритного будильника с прерывистым сигналом боя, который повторяется через небольшие промежутки времени до окончания завода пружины. Пружины хода и боя в этих часах расположены в барабанах. От барабана 18 движение передается центральному трибу с центральным колесом 6, которое через триб промежуточного колеса передает движение промежуточному колесу 7.
От промежуточного колеса 7 через секундный триб 13 движение передается секундному колесу 14. Далее через анкерный триб 12 анкерному колесу 11. Анкерное колесо через вилку 10 передает движение балансу 9.
Механизм сигнала действует от самостоятельной пружины, заключенной в барабане 5. Барабан передает движение трибу скобочного колеса 4. Скобочное колесо приводит в колебательное движение скобу 2. Спусковая скоба 2 с ударником 1 и скобочное колесо представляют собой спусковой регулятор. Заводка пружины сигнала производится от руки через кнопку. Включение сигнала происходит с помощью пружины запора боя 15, которая постоянно действует на часовое колесо 17 будильника и стремится поджать его к сигнальному колесу 16. Это может произойти только при совпадении выступа на часовом колесе с выемкой на втулке сигнального колеса.
Рис. 78. Кинематическая схема малогабаритного будильника:
1 — ударник, 2 — пусковая скоба, 3 — пружина, 4 — скобочное колесо, 5 — барабан боя, 6 — центральное колесо, 7 — промежуточное колесо, 8 — рычаг, 9 — баланс, 10 — анкерная вилка, 11 — анкерное колесо, 12 — триб анкерного колеса, 13 — триб секундного колеса, 14 — секундное колесо, 15 — пружина, 16 — сигнальное колесо, 17 — часовое колесо, 18 — барабан хода, 19 — кулачок
При установке времени включения сигнала с помощью кнопки происходит смещение выступа на часовом колесе относительно выемки на втулке сигнального колеса на определенный угол. При совпадении выступа с выемкой пружина запора боя 15 приподнимается от платины часового механизма и освобождает рычаг 8, который входит в зацепление с программным кулачком 19, посаженным на ось промежуточного колеса 7. Вращаясь, кулачок поворачивает рычаг вокруг своей оси, который другим концом освобождает поочередно штифты, расположенные на скобочном колесе, т. е. скобочное колесо тоже поворачивается на определенный угол. Когда рычаг не находится в зацеплении с программным кулачком, он прижимается пружиной 3 в свое крайнее положение. Это положение фиксирует кнопка установки боя. Кривая кулачка 19 рассчитана на полный спуск заводной пружины сигнала.
Рис. 79. Кинематическая схема электронно-механического будильника:
1 — контакты, 2 — вексельное колесо, 3 — червячное колесо, 4 — триб червячного колеса, 5 — червяк, 6 — анкерная вилка, 7 — перекладина баланса, 8 — катушка, 9 — баланс, 10, 11 — штифты, 12 — ходовое колесо, 13 — центральное колесо, 14 — минутный триб, 15 — часовое колесо, 16 — триб сигнальный, 17 — сигнальное колесо, 18 — сигнальная стрелка, 19 — часовая стрелка, 20 — центральная ось, 21 — минутная стрелка, 22 — триб вексельного колеса
Электронно-механические будильники. Электронно-механические часы с сигнальным устройством отличаются от аналогичных механических часов высокой точностью хода и удобством в эксплуатации — их не нужно заводить.
На рис. 79 представлена кинематическая схема электронно-механического будильника. Основной механизм этих часов работает так же, как механизм электронно-механических часов с календарем (см. § 19). Следовательно, от баланса 9 через штифт 10 движение передается на анкерную вилку 6. Два штифта 11 анкерной вилки поворачивают ходовое колесо 12. На одной оси с ним расположен червяк 5, который находится в зацеплении с червячным колесом 3. Триб червячного колеса 4 передает движение центральному колесу 13 и далее через минутный триб 14 вексельному колесу 2. Триб вексельного колеса 22 вращает часовое колесо 15, на трубке которого находится часовая стрелка 19. На центральной оси 20 укреплена минутная стрелка 21.
Сигнальная стрелка 18, как и в обычном механическом будильнике, устанавливается на определенное время с помощью специальной кнопки. В заранее намеченное время контакты 1 электрического звонка замыкаются и будильник подает звуковой сигнал. Для включения и выключения сигнала в будильнике имеется кнопка.
Для освещения циферблата в ночное время в часы-будильник иногда вставляют миниатюрную электролампочку. Чтобы включить ее, надо нажать на кнопку, расположенную в верхней части корпуса.
На рис. 80 представлена кинематическая схема электронного будильника. Работа его осуществляется следующим образом: система баланс — спираль при воздействии силовых импульсов от магнитоэлектрического привода совершает колебательные движения, которые через дисковый преобразователь 2 обеспечивают вращение колесной системы и движение стрелок.
Дисковый преобразователь вращает узел ходового колеса 22, которое через триб 20 передает вращение на секундное колесо 19. Триб секундного колеса 18 через промежуточное колесо 17 и его триб 15 передает движение центральному колесу 4, на оси которого располагается минутная стрелка 12. На центральной оси надет триб минутной стрелки 16, который через вексельное колесо 7 и его триб 8 передает движение часовому колесу 9, на втулке которого надета часовая стрелка 10. Сигнальный механизм связан с основным механизмом сигнальным колесом 13. На часовом колесе имеются выступы, а в сигнальном колесе — окна. Выступы на часовом колесе при вращении могут совпадать с окнами на сигнальном колесе только через полный оборот часового колеса. В момент совпадения выступов с окнами происходит замыкание контакта К2 сигнального колеса и контакта звонка К3 (см. рис. 81). Подается звуковой сигнал. Установка сигнальной стрелки 11 (см. рис. 80) происходит при помощи триба 14, расположенного на валу.
Дисковый преобразователь 2 состоит из палетных дисков 3, баланса 1 и ходового колеса 22. В исходном положении узла баланса вступающий в работу зуб ходового колеса располагается в зазоре между палетами перед отогнутой частью верхнего или нижнего диска. Если зуб находится перед нижним диском в начале колебания узла баланса, «входной» палетный диск подхватывает ромбовидный зуб ходового колеса и поднимает его вверх до входа в зазор между палетными дисками. В зазоре зуб остается в течение движения узла баланса до крайнего положения и обратно к положению равновесия. При возвращении узла баланса к положению равновесия зуб ходового колеса отогнутой частью «выходного» верхнего палетного диска поднимается до выхода на ребро диска и остается на ребре до завершения узлом баланса одного полного колебания. Тормозная пружинка предотвращает поворот ходового колеса в обратном направлении.
Рис. 80. Кинематическая схема электронно-механического будильника:
1 — баланс, 2 — дисковый преобразователь, 3 — палетные диски, 4 — центральное колесо, 5 — транзистор, 6 — конденсатор, 7 — вексельное колесо, 8 — триб вексельного колеса, 9 — часовое колесо, 10 — часовая стрелка, 11 — стрелка сигнала, 12 — минутная стрелка, 13 — сигнальное колесо, 14 — переводной триб, 15 — триб промежуточного колеса, 16 — триб минутной стрелки, 17 — промежуточное колесо, 18 — триб секундного колеса, 19 — секундное колесо, 20 — триб ходового колеса, 21 — вал переводной, 22 — ходовое колесо
Электрическая схема будильника приведена на рис. 81. При отсутствии колебаний узла баланса ток по катушке не идет и транзистор «заперт». Транзистором называется полупроводниковый трехэлектродный прибор, предназначенный для усиления генерирования или преобразования электрических колебаний.
Рис. 81. Электронная схема электронного будильника
Транзистор состоит из эмиттера, базы и коллектора, собирающего электроны (отрицательные заряды) или дырки (положительные заряды).
Транзистор включен по схеме с общим эмиттером, катушка магнитоэлектрического привода имеет две обмотки: Li — импульсную, L2 — освобождения. Импульсная обмотка включена в цепь коллектора, а обмотка освобождения -: в цепь базы транзистора. Если узел баланса привести в движение, то постоянное магнитное поле (S, N) узла с определенной скоростью будет пересекать витки катушек L и L2 и возбуждать в них импульсы э.д.с. индукции. Импульс э.д.с. в катушке поступает на базу транзистора и «открывает» коллекторную цепь транзистора, в которую включена катушка Ьг. В импульсную катушку поступает ток ог элемента Е, в результате чего вокруг нее возникает сильное электромагнитное поле, которое при взаимодействии с постоянным магнитным полем узла баланса создает силовой импульс, направленный на поддержание колебаний узла баланса.
