Sperrvorrichtung für das Schaltrad einer Uhr
Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung für das von einem Motor-Drehschwinger angetriebene Schaltrad einer Uhr mit einem mit dem Schaltrad in Verbindung stehenden Sperrzahnrad und einem in dessen Verzahnung federnd eingreifenden Sperrelement, wobei Verzahnung und Sperrelement so ausgebildet sind, dass sich ein eine Rückdrehung des Schaltrades verhindernder Anschlag ergibt.
Es ist eine Sperrvorrichtung der genannten Art bekannt, bei welcher als Sperrelement für das Schaltrad eine Feder vorgesehen ist, die nur kraftschlüssig auf die das Schaltrad tragende Welle einwirkt, also praktisch nur als Bremse für das Schaltrad wirkt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist eine sichere Halterung des Schaltrades in einer bestimmten Lage nicht sichergestellt. Vor allem kann eine Rückdrehung des Schaltrades nicht mit Sicherheit verhindert werden.
Es ist ferner ein Rasthebel zum Halten eines schrittweise geschalteten Datumsringes eines Zeitmessgerätes in vorbestimmten Lagen bekannt, der gegen eine Verzahnung des Datumsringes federnd angedrückt wird, der ferner eine Fortschaltfläche besitzt, welche aufgrund des auf den Rasthebel wirkenden federnden Druckes den Fortschaltvorgang des Datumsringes vollendet und der auch noch eine mit der Verzahnung des Datumsringes zusammenwirkende Sperrfläche besitzt, welche eine Rückdrehung verhindert. Diese bekannte Sperrvorrichtung erfordert einen in die Verzahnung eingreifenden besonderen Rasthebel mit genau bearbeiteten Flächen, die der Verzahnung angepasst sind. Die bekannte Vorrichtung ist infolgedessen ausserordentlich aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen sehr einfachen Aufbau aufweist und trotzdem sicher arbeitet. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass als Sperrelement eine mit ihrer Endkante in die Schaltradverzahnung eingreifende Sperrfeder vorgesehen ist, und dass zur Bildung des Anschlages in der in bezug auf die Drehrichtung des Schaltrades rückwärtigen Zahnflanke jedes Zahnes ein Knick vorgesehen ist.
Das Profil des durch den Knick gebildeten Absatzes kann dabei der von der Endkante der Sperrfeder bei ihrer Bewegung beschriebenen Fläche entsprechen. Das Profil kann auch hinterschnitten sein.
Zweckmässig besitzt der in Richtung auf den Zahngrund auf den Knick folgende Zahnflankenteil eine solche Neigung, dass das Sperrzahnrad und mit ihm das Schaltrad durch den auf ihn einwirkenden Druck der Sperrfeder weitergedreht wird, bis die Endkante der Sperrfeder den Zahngrund erreicht hat.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht des Uhrwerkes mit einer Sperrvorrichtung mit Schaltrad, Sperrzahnrad und Sperrfeder,
Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung eines Teiles des Schaltrades mit Sperrzahnrad gemäss Fig. 1 und
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Fortschaltvorganges des Schaltrades nach Fig. 1.
In der Zeichnung ist mit 220 ein Schaltrad bezeichnet. Das Schaltrad 220 ist mit Zähnen 220a versehen, die durch eine auf einer Unruhwelle 211 angeordnete Schaltweiche 212, 212a, 21 2b in bekannter Weise weitergeschaltet werden. 221 ist ein Sperrzahnrad, das mit dem Schaltrad 220 in unmittelbarer Verbindung steht, z. B. bestehen beide Räder aus einem Stück. Das Sperrzahnrad 221 ist mit einer besonderen Verzahnung versehen, wie sie in Fig. 2 i;n vergrössertem Massstab dargestellt ist. In diese Verzahnung greift eine Sperrfeder 213 ein.
220a sind die Zähne des Schaltrades, dessen Teilungswinkel mit fl bezeichnet ist. Die Zähne des Sperr Zahnrades 221 besitzen eine besondere Form, und zwar bildet die in Drehrichtung bzw. Fortschaltvorrich- tung vordere Zahnflanke eine Ebene, während die in Fortschaltrichtung rückwärtige Zahnflanke 2 unter ei nem Winkel gegeneinander geneigte Ebenen 221b und 221d bildet, die bei 221c aneinanderstossen. Diese rückwärtige Zahnflanke bildet in ihrem oberen Teil somit einen Absatz, der eine Rückdrehung des Schaltrades 220 bzw. des Sperr-Zahnrades 221 mit Sicherheit verhindert.
Die Arbeitsweise des in den Fig. 1 und 2 darge stellten Sperr-Zahnrades 221 im Zusammenhang mit der Fortschaltung des Schaltrades 220 durch die Schaltweiche 212 soll nunmehr anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.
In Fig. 3 sind mit 212 die Weichenscheiben bezeichnet und mit 212a und 212b die Fortschalt- oder Hebflächen. Mit 220a sind die Schaltradzähne in der Lage dargestellt, die sie in der Ruhelage der Unruh einnehmen. In Fig. 3 sind noch weitere Stellungen des mittleren Schaltradzahnes gestrichelt dargestellt, wie sie im Verlauf der Unruhschwingung auftreten. In Wirklichkeit bewegen sich allerdings die Schaltradzähne auf der in Fig. 3 gezeigten Linie I-I, während sich die Schaltweiche 212 bewegt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind sie in Fig. 3 in bezug auf die Schaltweiche 212 verschoben dargestellt.
Wenn die Schaltweiche 212 aus der Ruhelage eine Bewegung um den Winkel al ausführt (etwa 170), so erreicht der Schaltradzahn 220a die Stellung 220a', in welcher er die Fortschalt- oder Hebfläche 212a der Schaltweiche 212 berührt. Bis zu diesem Augenblick befindet sich die Sperrfeder 213 mit ihrer Spitze im Zahngrund des Sperr-Zahnrades 220, wie es in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist.
Bei der weiteren Bewegung der Schaltweiche 212 um den Winkel . (etwa 380) wird die Spitze der Sperrfeder 213 durch die in Fortschaitrichtung vordere Zahnflanke 212a angehoben. Wenn sich der Schaltradzahn in der Stellung 220a" befindet, ist die Spitze der Sperrfeder 213 über die entsprechende Zahnspitze des Sperr-Zahnrades 221 hinübergeglitten und nimmt die in Fig. 2 mit 213' bezeichnete Lage ein. In Fig. 2 ist mit 222 ein Kreisbogen angedeutet, welcher die Bewegungsbahn der Spitze der Sperrfeder 213 andeutet.
Der Absatz 221b der in Fortschaltrichtung rückwärtigen Zahnflanke des Sperr-Zahnrades deckt sich etwa mit der Form des Kreisbogens 222; sie kann auch etwas hinterschnitten sein, so dass die Spitze der Sperrfeder 213, nachdem sie über eine Zahnspitze des Sperr Zahnrades 221 hinübergeglitten ist, sofort auf den Zahnflankenteil 221d hinunterfällt, sich also mit ihrer Spitze an der Kante 221c befindet, wie es in Fig. 2 mit 213" dargestellt ist. Bei einer weiteren Drehung der Schaltweiche um den Winkel as (etwa 50) wird das Schaltrad 220 noch um einen kleinen Winkel verdreht, bis es die in Fig. 3 gezeigte Stellung 220a"' einnimmt.
Hierbei gleitet die Spitze der Sperrfeder 213 auf dem Zahnflankenteil 221d, jedoch nicht ganz bis zum Zahn grund 221e. Vielmehr erfolgt die restliche Drehung des
Schaltrades 220, d. h. bis zur Lage 220a"" des Schaltradzahnes durch den Druck der Sperrfederspitze auf dem Zahnflankenteil 221 d, bis die Sperrfederspitze den Zahngrund 221e erreicht hat. Damit nimmt der Schaltradzahn, wie bereits erläutert, die in Fig. 3 mit 220a"" gezeigte Lage ein, wodurch ein Schleifen der Schaltradzähne an den Weichenscheiben verhindert wird.
Falls das Räderwerk der Uhr verschmutzt ist oder aus sonst irgendeinem Grunde eine vergrösserte Reibung auftritt, kann unter Umständen auf das Sperrzahnrad 221 ein nach rückwärts gerichtetes Drehmoment ausge übt werden, wodurch die Sperrfeder 213 durch den Zahnflankenteil 221d wieder etwas angehoben werden kann, jedoch nur bis zu der in Fig. 2 mit 213" bezeichneten Stellung, in welcher die Spitze der Sperrfeder 213 an den Absatz 221b anstösst, wodurch eine weitere Rückdrehung des Sperr-Zahnrades und damit des Schaltrades mit Sicherheit verhindert wird.
In Fig. 2 ist der Teilungswinkel des Schaltrades mit ss bezeichnet. Der Teilungswinkel des Sperr-Zahnrades ist mit ssl bezeichnet. Er ist halb so gross wie der Teilungswinkel p. Ä ist der Verdrehungswinkel des Sperr-Zahnrades, der durch die Hebung der Schaltweiche bewirkt wird, wenn diese sich um den Winkel a2 bewegt. ss3 ist der restliche Bewegungswinkel des Sperr Zahnrades, nach welchem die Sperrfeder 213 die Sicherungsstellung einnimmt.