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Uhr mit erhöhter Gangdauer
Um Uhren mit erhöhter Gangdauer zu schaffen, wurde bereits der Vorschlag gemacht, insbesondere bei Weckeruhren das Federhaus des Gehwerkes der Grösse des Weckergehäuses anzupassen, so dass solche Wecker mit einer wesentlich längeren und stärkeren Feder ausgestattet werden konnten.
Da die Ablaufzeit einer Spiralfeder annähernd mit dem Quadrat des Durchmessers wächst, ist es klar, dass mit einer derart vergrösserten Feder eine mehrfach verlängerte Gangdauer erzielbar ist. Eine derartige Feder hat eine bedeutend grössere Umfangskraft und verursachte demgemäss eine wesentlich erhöhte Lagerreibung im Zahnräder- Übersetzungsgetriebe. Bei Weckeruhren ist dies durch entsprechend starke Lagerausbildung erträglich, bei Präzisionsuhren kleinen Ausmasses, wie Taschenuhren, Armbanduhren u. dgl. treten wegen der grossen Lagerreibung erhebliche Schwierigkeiten auf, die vornehmlich durch den grossen Achszapfendruck und die erhöhte Laufgeschwindigkeit hervorgerufen werden.
Ausserdem muss der Zahnrädersatz des Übersetzungsgetriebes zur Verminderung der Umfangskraft der Feder auf das übliche Ausmass erhöht werden, so dass durch die Vergrösserung der Aufziehfeder mehr Nachteile und Fehlerquellen in Kauf genommen werden müssen als dadurch Vorteile erreichbar sind.
Der Erfindung liegt zur Beseitigung dieser Nachteile der Gedanke zugrunde, die zur Wirkung kommende Umfangskraft einer über das normale Mass hinausgehend vergrösserten Aufziehfeder auf den Wert einer Aufziehfeder normaler Spannkraft mit den geringstmöglichen Mitteln zu erzielen und löst diese Aufgabe dadurch, dass die beiden mit je einem Ende der Zugfeder verbundenen Zahnräder eine geringe, z. B. die Zahnhöhe betragende Durchmesserdifferenz aufweisen und unmittelbar in zwei der Durchmesserdifferenz entsprechend verschieden grosse Zahnritzel eingreifen, welche auf einer gemeinsamen, die Unruh mittelbar antreibenden Welle festsitzen, so dass die tatsächliche Entspannung der Zugfeder dem Ausmass der durch das Übersetzungsverhältnis gegebenen Bewegungsdifferenz der beiden Federenden entspricht.
Durch diese erfindungsgemässe Verbindung der beiden Federenden der Aufziehfeder mit zwei Zahnrädern von geringer Durchmesserdifferenz wird der ganze zur Reduzierung der Umfangskraft der Aufziehfeder bisher erforderliche Übersetzungszahnrädersatz und damit dessen Lagerreibung vollständig ausgeschaltet. Aus diesem Grunde unterscheidet sich das erfindungsgemässe Getriebe von jenen bekannten Uhrwerken, bei welchen sowohl das innere als auch das äussere Zugfederende mittels je eines Zahnrades gleichzeitig auf ein und dasselbe Räderwerk einwirken, bei welchen jedoch die das Zeigerwerk antreibende Radwelle einerseits durch das Federhausrad direkt, anderseits durch die Zugfederwelle über einen Zahnrädersatz und ein Gesperre zum Zwecke der Gleichmässigkeit des Antriebes in Umdrehung versetzt wird.
In der Zeichnung sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Getriebeelemente eines beispielsweisen Uhrwerkes in Fig. 1 in einem achsialen Schnitt dargestellt. Die Fig. 2 zeigt eine Skizze zur Erklärung der Wirkungsweise.
Die Spiralfeder 1 ist mit ihrem äusseren Ende am Federgehäuse 2 befestigt, auf dem der Zahnkranz 3 sitzt. Das innere Federende ist an der Nabe 4 einer Scheibe 5 befestigt, die über eine einseitig wirkende Kupplung 6 das Zahnrad 7 antreibt. Die Räder 3 und 7 stehen mit den gegeneinander nicht verdrehbaren Gegenrädern 8 und 9 in Eingriff, die auf der gleichen Vorgelegewelle 10 festsitzen, welche die Unruh (nicht gezeichnet) mittels des Räderpaares 11 antreibt. Vom Rad 7 wird die Welle 12 mitgenommen, die den Minutenzeiger und über ein gewöhnliches Getriebe den Stundenzeiger (nicht gezeichnet) antreibt. Die Achsen der Getriebe sind in den beiden Brücken 13 und 14 gelagert, an denen das Uhrgehäuse (nicht gezeichnet) befestigt ist.
Die Zahnräder 3 und 7 bzw. 8 und 9 besitzen eine sehr geringe Durchmesserdifferenz, z. B. die Zahnhöhe ; je kleiner diese Differenz ist, desto grösser ist die erzielte Wirkung, wie im Nachstehenden an Hand der Fig. 3 ausgeführt wird. Man wird daher diese Differenz so klein wählen, als sie mechanisch noch einwandfrei ausführbar ist.
Wenn das Rad 3 (Radius R) Fig. 3 eine Umdrehung macht, so macht das Rad 8 (Radius r) R/r Umdrehungen und ebenso macht das damit auf einer Welle sitzende Rad 9 die gleiche U mdrehungs-
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das Ausmass der Federentspannung massgebende Winkeldrehung E.
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das Zahnrad 7 übertragen wird. Die Brücke 13 besitzt zur versenkten Anordnung des Aufzieh-
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durch eine in ihr drehbar gelagerte Lagerscheibe 19 abgedeckt ist. Die Lagerscheibe 19 ist mit einer zentralen Bohrung 20 versehen, in der die Zeiger- welle 12 drehbar gelagert ist. Die Lagerscheibe 19 besitzt an ihrem Umfang einen Bordrand 21, der in einer Ringrast der Brücke 13 drehbar lagert und die Lagerscheibe in einer Richtung gegen Achsialverschiebung sichert.
In der anderen Achsrichtung ist die Lagerscheibe 19 durch eine Aufziehscheibe 22 gesichert, die mit der Lagerscheibe fest verbunden ist und an der Brücke 13 aussen anliegt. Die Aufzugscheibe 22 ist durch ein mittels eines Stellhebels 23 ein-und ausrückbares
Kupplungsorgan 24 mit dem Aufziehzahnrad 5 b kuppelbar, in dessen Verzahnung das Kupplungsorgan 24 einrückbar ist.
Dieses Kupplungsorgan besteht beispielsweise aus einem halbkreisförmigen
Sektor, der mit einem in einer Bohrung der Lagerscheibe 19 drehbar sitzenden, an der Aussenfläche der Aufziehscheibe 22 zweckmässig versenkt angeordneten Stellhebel 23 zwangläufig verbunden ist, der durch ein in Rasten eingreifendes Element 25 in den beiden Schaltstellungen des sektorförmigen Kupplungsorganes 24 festgehalten wird.
Die Wirkungsweise ist folgende : Zum Aufziehen der Uhr wird der Stellhebel 23 in die Eingriffstellung des Kupplungsgliedes 24 verschwenkt und dadurch letzterer in eine der Kerben des Aufziehzahnrades 5 b eingerückt.
Hierauf wird durch Drehen der Aufziehscheibe 22 das Aufziehzahnrad 5 b gedreht und damit sowohl das innere Federende der Spiralfeder 1 mittels der Nabe 4, als auch die Kupplungsscheibe 5 mitgenommen.
Die Umdrehungszahl der Aufziehscheibe zum vollen Spannen der Spiralfeder richtet sich nach der Grösse und Länge der Feder. Nach dem Erreichen der vollen Federspannung wird die Aufziehscheibe 22 freigegeben und das Kupplungsorgan 24 ausgerückt, wodurch das Aufziehzahnrad 5 b und die mit ihm zwangläufig verbundene Kupplungscheibe 5 unter dem Druck der gespannten Spiralfeder bleiben und deren Umfangskraft mittels der Kupplungsfeder 6 auf das Zahnrad 7 übertragen.
Das andere Federende der Spiralfeder wirkt mit dem Zahnkranz 3 des Federgehäuses 2 auf das Zahnrad 8, das mit dem Zahnrad 9 auf der Vorlegewelle 10 festsitzt, welche das die Unruh treibende Zahnräderpaar 11 in Bewegung setzt.
Zum Stellen des Minuten-und Stundenzeigers dient ein am Ende der Zeigerwelle 12 sitzender Stellknopf 26 von beispielsweise sternartiger Form. Dieser ist beispielsweise in einer zentrischen Ausnehmung 27 der Aufziehscheibe 22 versenkt angeordnet und durch einen, die Ausnehmung schliessenden Deckel 28 in der Aufziehscheibe verdeckt. Mittels dieses Verstellknopfes ist das Zeigerwerk in der bekannten Weise zur Einstellung der Uhr auf die genaue Zeit verstellbar. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Uhr mit
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einem Steckschlüssel aufzuziehen. Zu diesem
Zweck ist das Aufziehzahnrad 5 b mit einer nor- malen Verzahnung versehen, in die ein Zahnrad einer Aufziehspindel eingreift.
Je nach dem, ob hiebei Sternzahnräder oder Kegelzahnräder Ver- wendung finden, kann die Aufziehspindel parallel oder im rechten Winkel zur Federachse im Ge- häuse angeordnet werden.
Wenn man überlegt, dass eine Taschenuhrfeder bei einem Federkastendurchmesser von 16 mm zu ihrer Spannung 4t Umdrehungen benötigt, um eine Gehdauer von vier und eine halbe Stunde zu erreichen, so kann eine Spiralfeder bei einem im
Durchmesser 4 cm betragenden Federkasten auf das Fünffache verlängert werden, wodurch die
Gehdauer der Uhr auf zirka 24 Stunden aus- gedehnt werden kann. Wenn man dem Zahnrad 3 hundertfünfzig Zähne gibt und die Differenz der Übersetzungsverhältnisse zwischen den Zahn- räderpaaren 7, 9 und 3, 8 möglichst klein bemisst, so findet infolge der erwähnten Übersetzung erst nach dreissig Umdrehungen der Zahnräder 3 und 7 eine Relativverdrehung zwischen den beiden
Zahnrädern 3 und 7 statt. Durch diese erfindunggemässe Ausgestaltung der Uhr ist es z. B. bei
Taschenuhren möglich, eine Gehdauer von einem Monat zu erreichen.
Im Hinblick auf die aufzuwendende Federkraft sei erwähnt, dass bei einem 8-Tagewerk die Spiralfeder in einem Federkasten von 20 mm Durchmesser Platz hat. Man kann daher in einem Federkasten von40 mmDurch- messer eine ebenso starke, jedoch um das Vierfache verlängerte Spiralfeder unterbringen und mit einer solchen Feder für den erfindungsgemässen Zweck das Auslangen finden. Da die Federn von 8-Tagewerken 4 mm Breite aufweisen, so würde eine mit einem Federgehäuse von 40 mm Durchmesser erfindungsgemäss ausgebildete Uhr höchstens 1 cm Stärke aufweisen.
Es ist klar, dass mit der Grösse der Uhr auch deren Feder vergrössert und damit deren Gehdauer entsprechend verlängert werden kann. Auf diese Weise können ortsfest angebrachte oder aufgestellte Uhren eine halb-oder ganzjährige Gehdauer erhalten. Durch Verbindung des Antriebes mit dem Stundenzeiger und der Einschaltung eines Übersetzungsgetriebes zwischen der Vorgelegewelle 10 und der Unruh, kann die Gehdauer noch weiterhin um ein Mehrfaches verlängert werden. Eine solche Massnahme käme nur für ortsfest angeordnete Uhren in Betracht.
Ein staubdichter Einbau der Feder und sämtlicher Getriebeteile in einem Uhrgehäuse ist ohne weiteres möglich.
Zum Entspannen der Spiralfeder 1 ist der dem Zahnrad 3 zugeordnete Triebling 8 auf der Welle 10 drehbar gelagert und durch eine Feststellvorrichtung, z. B. eine Klemmutter 29, mit der Welle 10 starr zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, durch Öffnen der Klemmutter 29 die starre Verbindung zwischen der Welle 10 und dem Triebling 8 zu lösen und dadurch den wirkungslosen Ablauf des Federgehäuses zur Entspannung der Feder 1 zu gewährleisten. Damit der Verlauf der Federentspannung kein heftiger ist, sondern bei gemässigter Geschwindigkeit allmählich statt- findet, ist zwischen den Trieblingen 8 und 9 ein
Bremsmittel eingeschaltet, das eine heftige
Drehung des Trieblings 8 und damit eine rasche
Entspannung der Spiralfeder verhindert.
Übrigens kann die geschilderte Federanordnung natürlich auch bei spiralfedergetriebenen Uhren aller Grössen, wie Wecker-und Tischuhren, Spiel- dosen u. dgl. Spielwerke ebenfalls mit Vorteil angewendet werden, um bei kleinem Gesamtumfang eine mehrfach erhöhte Gangdauer zu erhalten.
Es sei noch darauf verwiesen, dass die Uhr selbstverständlich eine Sperrung des Rücklaufes des Uhrfedergehäuses besitzt. Dies ist insofeme erforderlich, weil beim Aufziehen bzw. beim Spannen der Spiralfeder die vom äusseren Federende auf das Gehäuse ausgeübte Kraft im rückläufigen Sinne auf das Zahnrad 8 und damit auf das Werk und die Unruh zur Wirkung kommen würde. Diese schädliche, rückwirkende Kraft wird beispielsweise durch eine am Zahnkranz 3 oder in die Zahnräder 11 eingreifende im Rücklaufsinne sperrende, federnde Sperrklinke aufgehoben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Uhr mit erhöhter Gangdauer, bei welcher sowohl das innere als auch das äussere Zugfederende mit je einem Zahnkranz gleichzeitig auf einund dasselbe Räderwerk einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden mit je einem Ende der Zugfeder verbundenen Zahnräder (3, 7) eine geringe, z. B. die Zahnhöhe betragende Durchmesserdifferenz aufweisen und unmittelbar in zwei der Durchmesserdifferenz entsprechend ver- schieden grosse Zahnritzel (8, 9) eingreifen, welche auf einer gemeinsamen, die Unruh mittelbar antreibenden Welle (10) festsitzen, so dass die tatsächliche Entspannung der Zugfeder dem Ausmass der durch das Übersetzungsverhältnis gegebenen Bewegungsdifferenz der beiden Federenden entspricht.