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Die
Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen und automatischen
Aufzug bzw. Federaufzug für
die Antriebs- oder Uhrfeder eines mechanischen Uhrwerks einer Armbanduhr
(Automatikuhr) gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf eine Armbanduhr mit einem solchen Aufzug
gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 18.
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Armbanduhren
mit mechanischem Uhrwerk und mit einem automatischen Aufzug, der
das Aufziehen der Antriebs- oder Uhrwerksfeder beim Bewegen der
Armbanduhr bewirkt, sind bekannt. Der Aufzug besteht bei derartigen
Uhren in der Regel aus einer an der Rückseite des Uhrwerks um eine
zentrale Uhrwerksachse schwenkbaren. Unwucht oder Exzentermasse,
deren Schwenkbewegung über
eine Getriebeanordnung in eine das Aufziehen der Uhrwerksfeder bewirkenden
Drehbewegung umgewandelt wird. Derartige Armbanduhren sind in verschiedenen
Ausführungen,
auch mit doppelt wirkenden Getrieben, die die Schwenkbewegung Exzentermasse
sowohl in der einen als auch in der anderen, entgegengesetzten Richtung
für das
Aufziehen des Uhrwerks nutzen, sind z.B. in der
CH 163058 ,
CH 331272 und in der
DE 1 533 123 U1 beschrieben.
Nachteilig ist bei diesen mechanischen Automatikuhren u.a., dass
zur Lagerung der Exzentermasse die als Schwenkgelenk dieser Masse
bildende Welle dient. Bei Stößen, Vibrationen
oder dergleichen Schockbelastungen der Armbanduhr müssen die
hierbei an der Exzentermasse auftretenden Kräfte von dieser Welle aufgenommen werden,
was leicht zu Defekten führt.
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Bekannt
ist weiterhin auch (
FR 704 910 ,
CH 334 713 ), bei mechanischen
Aufzügen
von Armbanduhren als Exzentermasse Kugeln zu verwenden, die in einer
das Uhrwerk umgebenden kreisförmigen
Kugelführung
angeordnet sind und zwar zwischen fingerartigen, in die Kugelführung hineinreichenden
Mitnehmern an einem Schwenkarm, der achsgleich mit der Uhrwerksachse
am Uhrwerk drehbar gelagert ist und dessen Drehbewegung über ein
Getriebe in eine Bewegung zum Aufziehen der Antriebsfeder des Uhrwerks
umgewandelt wird. Nachteilig ist bei diesen bekannten Aufzügen, dass
entweder eine Führung für den Schwenkhebel überhaupt
fehlt (
FR 704 910 ) oder
der Schwenkhebel gabelartig mit sehr dünnen und langen Gabelarmen
ausgebildet ist (
CH 334 713 ),
mit denen er durch einen Spalt, der zwischen einem rückseitigen
Deckel des Uhrwerks und einer Führungsbahn
für die
Kugeln gebildet ist, in die Kugelführung hineinreicht. Durch die
sehr langen Gabelarme besitzt der Schwenkhebel zumindest eine mangelnde
Stabilität.
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Bei
einem weiterhin bekannten Aufzug
DE 1 533 123 U ist die Exzentermasse von einer
einzigen, in einer Kugelführung
angeordneten und dort durch ein gabelartiges Ende eines Schwenkhebels
gehaltenen Kugel gebildet. Um eine ausreichende Stabilität für den Schwenkhebel
zu erreichen, ist er sehr massiv ausgebildet und nimmt dadurch einen
Großteil des
Volumens ein, sodass sich für
das Uhrwerk insgesamt eine erhebliche Baugröße, insbesondere auch eine
relativ hohe Bauhöhe
ergeben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen mechanischen, automatischen Aufzug für eine Armbanduhr (Automatikuhr)
aufzuzeigen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet, sich durch
eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet und eine reduzierte Baugröße der betreffenden
Uhr bzw. des betreffenden Uhrengehäuses ermöglicht. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist ein Aufzug entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Eine Armbanduhr (Automatikuhr) mit einem derartigen Aufzug ist Gegenstand
des Patentanspruches 18.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im
Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es
zeigen:
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1 in
vereinfachter Darstellung die Rückseite
einer Armbanduhr bei geöffnetem
Deckel, zusammen mit den wesentlichen Funktionselementen eines Kugelaufzugs;
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2 und 3 Schnitte
entsprechend den Linien I-I bzw. II-II der 1;
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4 das
Uhrengehäuse
in Rückansicht und
perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten;
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5 ein
Detail der 4;
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6 in
Einzeldarstellung einen Schwenkhebel des Aufzugs der Armbanduhr
der 1;
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7 in
Einzeldarstellung eines der beiden Dämpfungselemente am Schwenkhebel.
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In
den Figuren ist 1 eine Armbanduhr mit dem üblichen
Gehäuse 2 und
den am Gehäuse
vorgesehenen Anschlüssen 3 für ein nicht
dargestelltes Armband. Im Gehäuse 2 ist
das mechanische Uhrwerk 4 aufgenommen, und zwar bei der
dargestellten Ausführungsform
asymmetrisch, d. h. in der Weise, dass die Achse der Zeigerwellen
des Uhrwerks gegenüber
der Mittelachse des Gehäuses 2 radial
versetzt ist.
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An
der Rückseite
des Uhrwerks 4 ist der automatische, mechanische Aufzug 5 vorgesehen,
der beim Bewegen der Armbanduhr 1 das Aufziehen der Feder
des Uhrwerks 4 bewirkt, und zwar über ein mit dem nicht dargestellten
Federgehäuse verbundenes Klinkenrad 6,
welches beispielsweise auf dem Federgehäuse befestigt ist und um eine
Achse 6.1 parallel zur Uhrwerksachse bzw. zur Achse der
Zeigerwellen des Uhrwerks 4 drehbar ist.
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Der
Aufzug 5 umfasst zusätzlich
zum Klinkenrad 6 u.a. einen Schwenkhebel 7, der
aus einem geeigneten metallischen Flachmaterial hergestellt ist, und
zwar mit zwei kreisbogenförmigen
Hebelabschnitten 7.1 und 7.2, die um eine gemeinsame
Achse gekrümmt
sind und aneinander anschließen,
sowie aus einem sich in etwa radial zu dieser Krümmungsachse erstreckenden,
bei der dargestellten Ausführungsform
mehrfach abgewinkelten Hebelabschnitt 7.3 besteht, der
an der Krümmungsachse
der Hebelabschnitte 7.1 und 7.2 endet. Die Hebelabschnitte 7.1–7.3 schließen derart
aneinander an, dass der Abschnitt 7.2 zwischen den Abschnitten 7.1 und 7.3 vorgesehen
ist. Der Abschnitt 7.1 ist an seiner dem Abschnitt 7.3 abgewandten
außen
liegenden und konvex gekrümmten
Seite mit zwei Vorsprüngen 8 und 9 versehen,
von denen der Vorsprung 8 sich am freien Ende des Abschnittes 7.1 und
der Vorsprung 9 am Übergang
des Abschnittes 7.1 zum Abschnitt 7.2 befinden.
Wie weiterhin dargestellt, besitzen die Abschnitte 7.2 und 7.3 eine
geringere Breite als der Abschnitt 7.1.
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Mit
dem freien Ende des Abschnittes 7.3 ist der Hebel 7 an
einer Scheibe 10 befestigt, die ihrerseits kugelgelagert
auf einem Zapfen 11 um eine Achse parallel zur Uhrwerksachse
bzw. parallel zu der Achse der Zeigerwellen an einer Platine 12 drehbar
ist, und zwar für
eine hin- oder hergehende Dreh- bzw. Schwenkbewegung, wie dies in
der 1 mit dem Doppelpfeil A angeordnet ist. Mit der
Scheibe 10 ist auch der Hebel 7 um die Achse des
Zapfens 11 schwenkbar. Die Achse des Zapfens 11 ist
dabei die Krümmungsachse
der kreisbogenförmig
gekrümmten
Abschnitte 7.1 und 7.2.
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An
der Scheibe 10 sind weiterhin zwei Klinkenhebel 13 und 14 angelenkt,
und zwar der Klinkenhebel 13 mit dem Gelenk 15 und
der Klinkenhebel 14 mit dem Gelenk 16. Die Gelenkachse
beider Gelenke ist parallel zur Achse der Welle 11 orientiert.
Weiterhin befinden sich die Klinkenhebel 13 und 14 und
deren Gelenke 15 und 16 auf verschiedenen Seiten
einer gedachten Verbindungslinie zwischen der Achse 6.1 des
Klinkenrades 6 und der Achse des Zapfens 11. Beide
Klinkenhebel 13 und 14 stehen mit ihren freien,
als Klinke ausgebildeten Enden unter Wirkung nicht dargestellter
Federmittel mit dem Klinkenrad 6 bzw. dessen Zähnen in
Eingriff, so dass beim Schwenken des Hebels 7 um die Achse
des Zapfens 11 das Klinkenrad 6 über die
beiden Hebel 13 und 14 gedreht werden und damit
ein Aufziehen der Feder des Uhrwerks erfolgt. Durch die Verwendung
von zwei Klinkenhebeln 13 und 14 sowie durch die
beschriebene Anordnung der Klinkenhebel 13 und 14 und
der Gelenke 15 und 16 ist erreicht, dass in jeder Phase
der Schwenkbewegung des Hebels 7, d. h. sowohl beim Schwenken
des Hebels 7 im Uhrzeigersinn, als auch beim Schwenken
des Hebels 7 in entgegengesetzter Richtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn
eine das Aufziehen der Feder des Uhrwerks 4 bewirkende
Drehbewegung des Klinkenrades 6 erfolgt.
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Im
Gehäuse 2 ist
eine kreisbogenförmige Führung 17 gebildet,
in der mehrere Kugeln 18, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform
insgesamt fünf
Kugeln 18 aufgenommen sind. Die Kugelführung 17 ist um die
Achse der Welle 11 kreisbogenförmig gekrümmt ausgebildet und besitzt
eine Winkellänge, die
etwas größer ist
als die Länge
bzw. Winkellänge der
von den unmittelbar aneinander anschließenden Kugeln 18 gebildeten
Kugelanordnung. Die Kugeln 18 bzw. die von diesen gebildete
Kugelanordnung ist zwischen den Vorsprüngen 7 und 8 des
Hebels 7 aufgenommen, d. h. der Abstand, den die einander
zugewandten und die Anlagefläche
für die
Kugeln 18 bildenden Flächen 8.1 bzw. 9.1 der
Vorsprünge 8 und 9 voneinander
aufweisen ist nur geringfügig
größer als
die Länge
der von den Kugeln 18 gebildeten Kugelanordnung. Die Kugeln 18 bilden
eine ausreichend große
Masse, die beim Schwenken der Armbanduhr 1 sich entlang
der Kugelführung 7 hin-
und herbewegt und damit das Schwenken des Hebels 7 um die
Achse des Zapfens 11 zum Aufziehen des Uhrwerks bewirkt.
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Die
Kugelführung 17 erstreckt
sich weiterhin nur über
einen Winkelbereich, der deutlich kleiner ist als der halbe Umfang
des bei der dargestellten Ausführungsform
an seiner Außenfläche im wesentlichen kreiszylinderförmigen Gehäuses 2.
Auch der Bewegungshub der von den Kugeln 18 gebildeten
Kugelanordnung ist dementsprechend begrenzt und entspricht bei der
dargestellten Ausführungsform
etwa dem Durchmesser einer Kugel 18. Um dennoch ein Aufziehen
der Uhrfeder des Uhrwerks 4 mit ausreichender Gangreserve
zu erreichen, wird durch die Verwendung von zwei Klinkenhebeln 13 und 14 jede Phase
der Schwenkbewegung des Hebels 7 für das Aufziehen der Uhrfeder
bzw. für
das Drehen des Klinkenrades 6 und damit des Federgehäuses genutzt.
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Wie
insbesondere auch die 2 und 3 zeigen,
ist die Kugelführung 17 als
kreisbogenförmige
Nut 19 in einem verstärkten
Randbereich des Gehäuses 2 ausgebildet
und an der Rückseite
des Gehäuses 2 durch
einen Deckel 20 verschlossen, der durch eine Öffnung 21 die
Kugelführung 17 auf
ihrem von den Kugeln 18 eingenommenen Teillänge zwar optisch
freigibt, die Kugeln 18 aber in der Kugelführung 17 sichert.
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Der
Hebel 7 reicht durch einen Schlitz 22 mit seinen
Vorsprüngen 8 und 9 in
die Kugelführung 17 bzw.
in die diese Kugelführung
bildende, im Querschnitt rechteckförmige Nut 19 hinein
und ist auch mit seinem Abschnitt 7.1 teilweise in diesem
Schlitz 22 aufgenommen (3). Die
Ausbildung ist dabei so getroffen, dass eine Führung für den Hebel 7 nur räumlich begrenzt
im Bereich der Vorsprünge 8 und 9 besteht,
der Hebel 7 bzw. der Abschnitt 7.1 ansonsten mit
Abstand im Schlitz 22 aufgenommen ist, so dass nur eine
vernachlässigbare
Reibung zwischen dem Hebel 7 und dem Gehäuse 2 besteht,
der Hebel 7 aber bei auf das Gehäuse 2 ausgeübten Schockbelastungen
zuverlässig
geführt
und insbesondere auch gegen ein unerwünschtes Verformen bei derartigen
Belastungen gesichert ist.
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Die
beiden Vorsprünge 8 und 9 sind
jeweils an ihren der Anlagefläche 8.1 bzw. 9.1 für die Kugeln 18 abgewandten
Seite mit einer zapfenartigen Verlängerung 8.2 bzw. 9.2 versehen,
auf der jeweils eine Pufferfeder 23 angeordnet ist, die
einen gedämpften Anschlag
für den
Hebel 7 am Ende jeder Bewegungsphase bildet. Die Druckfedern 23 sind
Teil der die Schwenkbewegung des Hebels 7 beim Schwenken
der Armbanduhr 1 bewirkenden Exzentermasse.
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Die
besonderen Vorteile des Aufzuges 5 bestehen zum einen darin,
dass die die Aufzugs- oder Exzentermasse
bildenden Kugeln 18 in der am Gehäuse 2 ausgebildeten
Kugelführung 17 geführt sind, also
Stoß-
oder Schockeinwirkungen auf die Armbanduhr 1 bereits von
der Kugelführung 17 aufgenommen
werden, die Scheibe 10 und deren Gelenke also von derartigen
Stoß-
und Schockbelastungen entlastet sind, zumal auch der Hebel 7 in
dem Schlitz 22 aufgenommen ist.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass durch die relativ
kurze Länge
der Kugelführung 17 und
damit durch den relativ kleinen Bewegungshub des Hebels 7 beim
Schwenken schon geringfügige
Bewegungen der Armbanduhr 1 ausreichend sind, um ein wirksames
Aufziehen der Uhrwerksfeder zu erreichen. Wesentlich hierbei ist
aber auch, dass jede Phase der Schwenkbewegung des Hebels 7 für dieses
Aufziehen genutzt wird.
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Durch
die im Vergleich zum Abstand, den die Gelenke 15 und 16 von
der Achse des Drehzapfens 11 aufweisen, sehr viel größere, wirksamen
Länge des
Hebels 7, die (Länge)
sich u.a. auch durch die asymmetrische Anordnung des Uhrwerks 4 im
Gehäuse 2 ergibt,
bei der die Achse der Zeigerwellen des Uhrwerks 4 radial
zur Achse des Zapfens 11 in Richtung der Kugelführung 17 versetzt
ist, wird für den
Aufzug 5 eine hohe Hebelübersetzung erreicht, die wenigstens
im Bereich von 7:1 liegt, so dass bereits etwa eine Masse von 4
g für ein
wirksames Aufziehen der Uhrfeder ausreicht. Diese Gesamtexzentermasse
lässt sich
problemlos bei Verwendung von fünf
Kugeln mit jeweils einer Masse von 0,8 g erreichen.
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Eine
Besonderheit der Erfindung besteht auch darin, dass die Kugeln 18 in
der Kugelführung 17 unmittelbar
aneinander anschließen,
d. h. nicht durch zwischen Stege des Hebels 7 voneinander
getrennt sind.
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Die
Kugeln 18 bestehen aus einem Werkstoff mit einem möglichst
hohen spezifischen Gewicht und ausreichender Härte. Ein besonders geeigneter Werkstoff
ist hierfür
Iridium mit einem spezifischen Gewicht von 22,4 g/cm3,
aber auch andere Werkstoffe, beispielsweise Stahl sind verwendbar.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,
ohne dass dadurch der der Erfindung zu Grunde liegende Erfindungsgedanke
verlassen wird. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die
Kugelführung 17 am
Gehäuse 2 ausgebildet ist.
Bei entsprechender Gestaltung des Uhrwerks 4 kann diese
Kugelführung
selbstverständlich
auch im Uhrwerk bzw. in einer Platine dieses Uhrwerks ausgeführt sein.
Weiterhin besteht grundsätzlich
auch die Möglichkeit,
die Uhr so auszubilden, dass das Uhrwerk symmetrisch im Gehäuse aufgenommen
ist, wobei sich dann allerdings wegen des für die Kugelführung benötigten Platzes
eine Vergrößerung des Uhrengehäuses in
Kaufgenommen werden muss.
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Um
Reibungsverluste möglichst
klein zu halten, besteht weiterhin die Möglichkeit, die beweglichen
Teile des Aufzuges 5 mit einer speziellen, die Oberflächenhärte erhöhenden und
die Reibung reduzierenden Beschichtung zu versehen oder einer geeigneten
Oberflächenbehandlung
zu unterziehen.
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- 1
- Armbanduhr
- 2
- Uhrengehäuse
- 3
- Anschluss
für Armband
- 4
- Uhrwerk
- 5
- mechanischer
Aufzug
- 6
- Klinkenrad
- 6.1
- Welle
des Klinkenrades
- 7
- Hebel
- 7.1,7.2,7.3
- Hebelabschnitt
- 8,9
- Vorsprung
- 8.1,9.1
- Anlagefläche
- 8.2,9.2
- Fortsatz
- 10
- Scheibe
- 11
- Welle
oder Drehzapfen
- 12
- Platine
- 13,14
- Klinkenhebel
- 15,16
- Klinkenhebelgelenk
- 17
- Kugelführung
- 18
- Kugel
- 19
- Nut
- 20
- Deckel
- 21
- Öffnung
- 22
- Schlitz
- 23
- Druck-
oder Dämpfungsfeder
- A
- Schwenkbewegung
des Hebels 7