DD205263B1 - Geraeusch und verlustarmes raederwerk fuer elektromechanische uhren - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

, Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein geräusch- und verlustarmes Räderwerk für elektromechanische Uhren, beispielsweise für Quarzuhren wie Quarzwecker, Quarzwohnraumuhren usw.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Lösungen zur Verminderung der Laufgeräusche elektromechanischer Uhren, z. B. Quarzuhren, sind hinreichend bekannt. Aus der Vielzahl dieser Lösungen bilden die mit Dämpfungseffekt den zu berücksichtigenden Stand der Technik. So ist zur Verminderung der Laufgeräusche zwischen dem Trieb des Schrittmotors und dem getriebenen Rad des Räderwerkes einer elektronischen Uhr nach dem DE-Gebrauchsmuster 7407735 sowie den DE-AS 2419189 und DE-OS 2425495 bekannt, die Zähne der Verzahnung durch übermäßige Längen federnd zu gestalten, damit die durch den beschleunigten Antrieb des Motorritzels hervorgerufenen Stoßgeräusche der miteinander kämmenden Verzahnungen gedämpft werden. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, daß nur eine beschränkte federnde Nachgiebigkeit der Zähne erreicht werden kann und daß insbesondere die Ausbildung der Verzahnung zu Teilungsfehlern führt. Hierdurch und auch beim beschleunigten Antrieb durch den Schrittmotor treten im Getriebe in den miteinander kämmenden Verzahnungen Stoßerscheinungen auf, die zusätzliche Laufgeräusche im Räderwerk und einen Drehmementenverlust bewirken. Außerdem ist diese Lösung nur mit erheblichem technologischen Aufwand realisierbar.

Auch wird nach der DE-OS 2732047 ein Motorritzel mit Zykloidenverzahnung aus weichelastischem Werkstoff vorgeschlagen, bei dem zur Befestigung auf der Motorwelle einen im Durchmesser größere Bohrung vor der Nabe vorgesehen ist. Die Verzahnung steht stabil auf dem verbleibenden zylindrischen Teil mit vorhandenem Zahngrund. Diese Ritzelausführung ermöglichte gegenüber der Ausführung aus metallischem Werkstoff nur eine geringfügige Geräuschdämpfung. Nach der DE-OS 2748627 wird auch ein derartiges Ritzel mit freistehenden Triebstöcken verwendet. Diese Losungen ermöglichen zwar eine merkliche Minderung der Laufgeräusche des Räderwerkes im ersten Eingriff, eine insgesamt befriedigende Lösung wird hiermit jedoch nicht erreicht.

Weiterhin ist aus der DE-OS 2652058 eine elektrische Uhr bekannt, bei derzur Verminderung der Laufgeräusche des Räderwerkes dem Motorritzel eine zwischen zwei Stützscheiben gefaßte dünne Silikonkautschukscheibe mit elastischer Verzahnung getrieblich nachgeordnet ist, deren Zähne beim Antriebsimpuls vom Antriebsritzel ausgelenkt werden. Das getriebene Rad ist kompliziert in der Herstellung. Nach längerem Betrieb treten infolge Verschleißes Eingriffsfehler auf, die zu Funktionsstörungen des Räderwerkes führen und den Wirkungsgrad verschlechtern.

Ebenfalls geht aus den DD-WP 210675 und DE-OS 2732047 hervor, die Verzahnung des vom Motor getriebenen Rades mit einem Dämpfungsöl bzw. mit Fett zu versehen. Beide Maßnahmen führen zwar zu einer Verminderung der Laufgeräusche, jedoch ist die Schmierung der Verzahnung nicht alterungsstabil, da sich das Schmiermittel verpflüchtigt bzw. infolge der enormen Beschleunigung im Falle des Antriebes infolge der Fliehkraftwirkung aus der Verzahnung geschleudert wird. Schließlich gehen aus den DD-WP 142080, DE-OS 2527046 und DE-OS 2538480 Dämpfungseinrichtungen an Räderwerken schrittmotorgetriebener Quarzuhren hervor, bei denen auf der Motorwelle Dämpfungsgewichte in Form von Scheiben vorgesehen sind. Diese Dämpfungseinrichtungen vermindern zugunsten der Dämpfungswirkung Antriebsenergie. Das führt zum vorzeitigen Versagen des Antriebes dieser Uhren.

Ziel der Erfindung

Ziel· der Erfindung ist die Schaffung einer weiteren Lösung zur Herabsetzung des Geräuschpegels im Räderwerk von schrittmotorgetriebenen Quarzuhren.

-2- 205 263 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geräuscherzeugenden Momente wie Antriebsbeschieunigung und Spiel in der Verzahnung des Räderwerkes im Getriebezug Motorritzel-Sekundenrad in ihrer Wirkung zu reduzieren, ohne dessen Wirkungsgrad zu beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß verhalten sich die Dicken der Verzahnungen von Zwischen- und Sekundenrad zu den Dicken ihrer Radscheiben wie etwa 1:3. Der Zahngrund des Motorritzels ist bis zu einem schmalen Steg durch einen vergrößerten Freiraum vor der Nabe entfernt. Der Freiraum ist mit einem Dämpfungsmittel gefüllt. Die Eingriffe Motorritzel-Zwischenrad und Zwischenradtrieb-Sekundenrad sind mit einem Dämpfungsmittel der Fettqualität versehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: den Getriebezug Motorritzel — Sekundenrad,

Fig. 2: den Ausschnitt eines Eingriffes,

Fig. 3: eine vorteilhafte Ausführung des Zwischenradtriebes.

Auf der Antriebswelle eines nicht gezeigten Schrittmotors ist das Motorritzel 1 aus vorteilhaft weichelastischem Werkstoff mit einer Shore Α-Härte bis 88 in bekannter Weise befestigt. Dieses ist so gestaltet, daß der zylindrische Freiraum vor der Nabe 1 a bis zur Entfernung des Zahngrundes vergrößert ist, wodurch ein schmaler ringförmiger Steg 1 c entsteht, an dem die einzelnen Zähne stirnseitig lang gehalten werden, so daß ein Federeffekt gewährleistet ist. Mit dem Motorritzel 1 in Eingriff ist ein Zwischenrad 2. Seine wegen der Unempfindlichkeit bei Schwankungen der Eingriffsverhältnisse gewählte Evolventenverzahnung ist in axialer Richtung zu beiden Seiten so geschwächt, daß lanzettartige klingenförmige Zähne von nur einer Dicke unter 0,2 mm entstehen. Die Dicken der Verzahnungen (2 b; 3 b) von Zwischen- und Sekundenrad (2; 3) verhalten sich zu den Dicken ihrer Radscheiben wie etwa 1:3. Dicht unter dem Zahngrund verbleibt zu beiden Seiten eine Kante 2c. Das in das Zwischenradtrieb 2 a greifende Sekundenrad 3 mit dem Sekundenradtrieb 3 a entspricht in seiner Ausführung dem Zwischenrad 2. Beide Räder bestehen aus einem mittelelastischem Werkstoff mit einer Shore Α-Härte zwischen 89 und 93. Im freien Raum des Zentrums des Motorritzels 1 und in den Verzahnungen 2b; 3 b der in Eingriff stehenden Getriebeelemente ist ein Dämpfungsmittel 4 mit zähflüssiger und plastischer Konsistenz—Schmierfett der Qualität B-O-Z—vorgesehen. Zum besseren Halt im Getriebe werden die Mengen des Dämpfungsmittels 4 auch auf die Kanten 2 c; 3 c gebracht. Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Räderwerkes ist folgende:

Erhält der Schrittmotor von der elektronischen Antriebsschaltung einen Impuls, so vollführt das Motorritzel 1 beispielsweise eine Drehung von 180 Grad. Dabei wird zunächst das in den Verzahnungen 1 b; 2b des ersten Eingriffs befindliche Dämpfungsmittel 4 augenblicklich aus den Verzahnungen 1 b; 2 b gedrückt, und es legt sich ein schmaler Dämpfungsfilm zwischen die miteinander kämmenden Zahnflanken. Gleichfalls tauchen die Zähne des Zwischenrades 2 in den mit Dämpfungsmittel 4 gefüllten Raum vor der Nabe 1 a des Motorritzels 1, spreizen dessen Verzahnung 1 b etwas, bremsen die Drehbewegung und benetzen sich. Das Dämpfungsmittel 4 gibt der am schmalen Steg 1 c hängenden Verzahnung 1 b eine gewisse Stabilität und verhindert ein Flattern während des Antriebes. Infolge seiner Viskosität wird vermieden, daß die Zahnflanken aneinander schlagen, zurückprallen und so ein für Quarzuhren störend wirkendes Laufgeräusch erzeugen. Den schmalen lanzettartigen Zähnen wird vom Dämpfungsmittel 4 nur ein geringer Eintauchwiderstand entgegengesetzt, da nur ein kleines Volumen verdrängt wird und die eintauchende Fläche verschwindend klein ist, d. h., die zu leistende Verschiebearbeit und demzufolge die erforderliche Kraft hierfür ist minimal. Gleiche Relationen gelten natürlich auch für das Entfernen des jeweiligen Zahnes aus der jeweiligen Zahnlücke. Die elastische Anordnung der Verzahnung 1 b des Motorritzels 1 am ringförmigen Steg 1 c erleichtert diesen Vorgang im ersten Eingriff beträchtlich. Infolge erheblicher Fliehkräfte besteht hauptsächlich hier die Gefahr, daß das Dämpfungfsmittel 4 aus der Verzahnung 1 b; 2 b herausgeschleudert wird, da ja bekanntlich Masse und Radius der Zentrifugalkraft direkt proportional sind. Da aber durch die kleinen Flächen der Zahnköpfe des Zwischenrades 2 beim Austauchen der Verzahnung 1 b; 2 b nur geringe Mengen des Fettes haften bleiben, erfolgt bei demnach kleiner Fliehkraft kein Entfernen aus den Zahnlücken. Infolge der Dämpfungsmittelanordnung beim Motorritzel 1 in der Zentrumsöffnung und der Kohäsionswirkung wird die Fliehkraftwirkung vollständig kompensiert. Den Haftvorgang unterstützen die Kanten 2c; 3c erheblich, da bei den wirksamen Adhäsions- und Kohäsionskräften das Dämpfungsmittel 4 in den scharfkantigen Ecken gehalten wird. Auch wird der nächste eintauchende Zahn an dieser Stelle wieder benetzt. Die gleichen Verhältnisse gelten auch für den Eingriff Zwischenradtrieb 2a-Sekundenrad 3. Die geräuschdämpfenden Wirkungen beider Getriebepaare senken den Geräuschpegel auf etwa 20 db ab. Zur weiteren Verbesserung des Gesamteffektes entspricht das Zwischenradritzel 2a in seiner Ausführung dem Motorritzel 1. Ein beträchtlicher Vorteil besteht aber im gleichbleibenden Wirkungsgrad des Getriebezuges, da Stoßerscheinungen in den Verzahnungen nicht auftreten.

Claims (2)

1. Geräusch- und verlustarmes Räderwerk für elektromechanische Uhren wie Quarzwecker, Quarzwohnraumuhren usw. mit einem Sekunden- und einem Zwischenrad aus elastischem und einem Motorritzel aus weichelastischem Werkstoff mit im Durchmesser vergrößerter Öffnung des die Verzahnung tragenden Teiles vor dem konzentrischen Nabenloch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Verzahnungen (2 b; 3 b) von Zwischen- und Sekundenrad (2; 3) sich verhalten zu den Dicken ihrer Radscheiben wie etwa 1:3, daß der Zahngrund des Motorritzels (1) bis zu einem schmalen Steg (1 c) durch einen vergrößerten Freiraum vor der Nabe (1 a) entfernt ist und daß der Freiraum mit einem Dämpfungsmittel (4) gefüllt ist.

2. Geräusch- und verlustarmes Räderwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffe Motorritzel (D-Zwischenrad (2) und Zwischen radtrieb (2a)-Sekundenrad (3) mit einem Dämpfungsmittel (4) der Fettqualität versehen sind.