Кинематическая схема бесконтактных электронномеханических часов значительно отличается от кинематической схемы механических часов. В механических часах движение стрелки осуществляется за счет движения, подаваемого от заводной пружины. Колебательная система баланс — спираль выполняет только функции регулятора и в свою очередь расходует энергию пружины на поддержание колебательного процесса.
В электронно-механических часах движение стрелок осуществляется за счет энергии от источника постоянного тока. Эта энергия используется только для того, чтобы привести в действие регулятор хода.
Таким образом, колебательная система баланс — спираль вместе с укрепленными на балансе магнитами выполняет одновременно две функции: регулятора и двигателя. Энергия передается от узла баланса через колесную систему на стрелки, при этом роль ведущих элементов выполняет анкерный преобразователь, а роль ведомых элементов — зубья колес, в то время как в механических часах роль ведущих элементов выполняют зубья колес, а ведомых — анкерная вилка.
В бесконтактных электронно-механических часах может быть применена так называемая червячная передача вместо традиционной цилиндрической пары (колесо — триб). Червячная пара обладает большим передаточным отношением по сравнению с цилиндрической колесной парой, что дает возможность исключить из колесной системы механизма две пары колес (анкерный триб — секундное колесо и секундный триб — промежуточное колесо). Поэтому червячная передача применяется в тех конструкциях, где необходимо создать компактный механизм с упрощенной кинематической схемой.
Конструктивной особенностью этих часов является также наличие в них специального штифтового хода с магнитной притяжкой, что создает определенные проблемы в ремонте.
Рассмотрим в качестве примера схему электронно-механического будильника (рис. 8).
Рис. 8.
1 — баланс;
2 — катушки;
3 — начеты диска;
4 — триб секундного колеса;
5 — колесо промежуточное;
6 — триб минутной стрелки;
7 — колесо центральное;
8 — колесо вексельное;
9 — триб вексельного колеса;
10 — колесо часовое;
11 — колесо сигнальное;
12 — триб переводной;
13 — зуб анкерного колеса;
14 — триб промежуточного колеса;
15 — пружина тормозная;
16 и 17—диски палетные нижний и верхний;
18 — колесо секундное;
19 — триб анкерного колеса;
20 — вал переводной;
21 — колесо анкерное;
22 — противовесы
Механизм часов имеет 4 рубиновых камня и бесконтактный электромагнитный привод и состоит из электронного блока, колебательной системы (баланс—спираль), штифтового анкерного преобразователя движения узла баланса, источника постоянного тока, колесной системы, электрического звонка или зуммера и устройства для его включения и выключения. Электронный блок часов получает питание от гальванического элемента. Продолжительность работы часов от одного источника тока 12 месяцев.
Перевод стрелок осуществляется при помощи кнопки. Некоторые часы имеют автономно включающуюся подсветку циферблата в ночное время.
Узел баланса (1) состоит из двух параллельных пластин в форме дисков, соединенных втулкой. Втулка насажена на ось баланса. И диски, и втулка сделаны из мягкого магнитного материала и вместе образуют магнитопровод, через который замыкается магнитный поток от постоянных магнитов.
Магниты приклеены к внутренней стороне дисков баланса, а на противоположных сторонах дисков закреплены уравновешивающие грузы (противовесы) из немагнитного материала. Противовесы (22) сконструированы и прикреплены к пластинам таким образом, что за счет поворота баланса появляется возможность регулировать его.
Спираль баланса сделана из сплава железа и никеля. Форма и крепление спирали колебательной системы такие же, как у механических часов.
С противоположной стороны спирали на оси баланса находится ролик со штифтом, взаимодействующий с анкерной вилкой. Перемещение анкерной вилки ограничено штифтами, а ее притяжка к ограничительным штифтам осуществляется при помощи двух постоянных магнитов. Один из них закреплен на втулке анкерного колеса, а другой — в противовесе анкерной вилки. Магниты установлены друг к другу одноименными полюсами. По своему устройству и конфигурации штифты анкерной вилки и анкерное колесо аналогичны соответствующим деталям штифтового хода механических часов.
Колебательные движения узла баланса преобразуются во вращательное движение анкерного колеса (21) с помощью штифтового анкерного хода (анкерного преобразователя). Далее вращение передается на стрелки.
Анкерный преобразователь состоит из ролика узла баланса со стальным цилиндрическим штифтом, анкерной вилки с двумя стальными штифтами, выполняющими роль входной и выходной палет, и анкерного колеса.
Передача вращения на стрелки в этих часах также аналогична анкерному спуску механических часов. Однако анкерная вилка в этом случае работает в обратном направлении, то есть движение передается не от анкерного колеса на анкерную вилку, а от анкерной вилки, перемещаемой штифтом баланса, на анкерное колесо.
Электронный блок часов выглядит следующим образом: плата из специального материала, на которой смонтированы элементы электрической схемы. Электрическая схема часов собрана на плоском полупроводниковом германиевом транзисторе.
Для того чтобы обеспечить наилучший режим работы схемы, между базой и коллектором транзистора включен резистор.
Транзистор имеет три вывода (эмиттер, коллектор, база). Кроме него, в электрическую схему входят индукционная катушка, намотанная в два провода и состоящая из обмоток с выводами, припаянными к проходным контактам, два конденсатора и резистор с сопротивлением 270 кОм. Электронный блок с токосъемной пластиной соединяется гибким изолированным проводом.
Источник постоянного тока отключен в том случае, когда узел баланса часов находится в положении равновесия. Когда подключается источник постоянного тока, появляется первичный ток в цепи импульсной катушки и транзистора. Величина этого тока слишком незначительна, поэтому слабое магнитное поле,
