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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung eines rotatorisch oder translatorisch bewegbaren Bauteils einer ein Werk aufweisenden Uhr an einem feststehenden Bauteil der Uhr.
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Zum Lagern von rotatorisch oder translatorisch bewegbaren Bauteilen ist es bekannt Wälzlager oder Gleitlager zu verwenden. Insbesondere bei der Verwendung von Wälzlagern besteht der Nachteil, daß die Lagerung ein verhältnismäßig hohes Gewicht besitzt und bei ruckartigen Bewegungen des bewegbaren Bauteils, wie es bei digitalen Anzeigen der Uhr der Fall ist, Uhrwerksteile stark beansprucht und zu Beschädigungen führt.
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Aus der
WO 88/09962 A1 und der
DE 889 279 B ist eine Lagerung eines rotatorisch bewegbaren Bauteils einer ein Werk aufweisenden Uhr an einem feststehenden Bauteil der Uhr bekannt, wobei das bewegbare Bauteil sich entlang seines Bewegungsweges erstreckende Ränder konstanten Querschnitts aufweist, in die mehrere in Abständen zueinander angeordnete Lagerrollen mit radial umlaufenden Nuten an ihren radial umlaufenden Umfängen führend eingreifen. Rechtwinklig zum Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils erstrecken sich Achsen, um die die Lagerrollen frei drehbar gelagert sind.
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Aus der
WO 2010/078771 A1 ist eine Lagerung eines rotatorisch bewegbaren Bauteils einer ein Werk aufweisenden Uhr an einem feststehenden Bauteil der Uhr bekannt, wobei das feststehende Bauteil entlang des Bewegungsweges des bewegbaren Bauteils sich erstreckende Ränder konstanten Querschnitts aufweist. Mehrere Lagerrollen sind in Abständen zueinander angeordnet. Zum Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils erstrecken sich rechtwinklig Achsen, um die die Lagerrollen frei drehbar im bewegbaren Bauteil gelagert sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Bauraumbedarf ein geringes Gewicht aufweist und bei der die Montage einfach und der Justieraufwand gering ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Lösung dadurch gelöst, daß das bewegbare Bauteil ein oder mehrere sich entlang seines Bewegungsweges erstreckende Ränder konstanten Querschnitts aufweist, in die mehrere in Abständen zueinander angeordnete Lagerrollen mit radial umlaufenden Nuten an ihren radial umlaufenden Umfängen führend eingreifen, mit zum Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils rechtwinklig sich erstreckenden Achsen, um die die Lagerrollen frei drehbar gelagert sind, mit sich axial an die Achsen anschließenden exzentrischen Lageransätzen, die unter Reibwiderstand drehbar einstellbar in entsprechenden Lagerausnehmungen des feststehenden Bauteils der Uhr gelagert sind.
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In einer zweiten Lösung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das feststehende Bauteil einen oder mehrere sich entlang des Bewegungsweges des bewegbaren Bauteils sich erstreckende Ränder konstanten Querschnitts aufweist, in die mehrere in Abständen zueinander angeordnete Lagerrollen mit radial umlaufenden Nuten an ihren radial umlaufenden Umfängen führend eingreifen, mit zum Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils rechtwinklig sich erstreckenden Achsen, um die die Lagerrollen frei drehbar gelagert sind, mit sich axial an die Achsen anschließenden exzentrischen Lageransätzen, die unter Reibwiderstand drehbar einstellbar in entsprechenden Lagerausnehmungen des bewegbaren Bauteils der Uhr gelagert sind.
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Durch diese Lösungen wird eine Lagerung mit geringem Gewicht und geringem Bauraumbedarf erzielt. Darüber hinaus ist auch die Lagerreibung gering, so daß auch das durch die Lagerreibung erzeugte Bremsmoment gering ist.
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Bei der Montage werden zunächst die Lageransätze so verdreht, daß sich die Achsen und mit ihnen die Lagerrollen in einer von der Endstellung beabstandeten Position befinden. Nun kann das Bauteil, in das die Nuten der Lagerrollen eingreifen sollen, ohne Behinderung durch die Lagerrollen so eingesetzt werden, daß es sich in derselben Ebene, wie die Lagerrollen befindet. Durch Verdrehen der Lageransätze werden nun die Lagerrollen zu dem zu lagernden Bauteil hin bewegt, bis sich die Lagerrollen in einer optimalen Position zu dem zu lagernden Bauteil befinden und die Nuten der Lagerrollen in den Rand oder die Ränder dieses Bauteils eingreifen.
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Die erfindungsgemäßen Lagerungen benötigen nur einen geringen Bauraum und sind verschleißfest.
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Durch die Nuten der Lagerrollen erfolgt eine höhenspielarme Führung des bewegbaren Bauteils.
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Weist der Querschnitt der Nuten der Lagerrollen eine V-Form auf, so wird eine besonders höhenspielarme Führung des bewegbaren Bauteils erreicht.
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Zu einer rotatorischen Lagerung kann das feststehende Bauteil einen kreisförmigen, radial umlaufenden äußeren Rand aufweisen, in den die Lagerrollen mit ihren Nuten eingreifen.
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Das translatorisch bewegbare Bauteil kann ein sich längserstreckender Hebel sein, in dessen beide Längsränder die Lagerrollen mit ihren Nuten eingreifen und translatorisch lagern.
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Eine weitere Verbesserung der höhenspielarmen Führung des bewegbaren Bauteils wird dadurch erreicht, daß der sich entlang seines Bewegungsweges erstreckende Rand oder die Ränder einen V-artigen Querschnitt aufweisen.
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Das bewegbare Bauteil kann zwei zueinander planparallele Oberflächen aufweisen.
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Ist dabei das feststehende Bauteil eine Platine des Werkes der Uhr und erstreckt sich parallel in einem Abstand zu den planparallelen Oberflächen des bewegbaren Bauteils, so erfolgt eine Doppelfunktion der Platine und es wird ein bauraumsparender Aufbau erreicht.
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Zur drehbaren Einstellung der mit den Achsen verbundenen Lageransätze können die Lageransätze eine Drehmitnahmekontur aufweisen, in die ein Werkzeug zum Drehen der Lageransätze eingreifbar ist.
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In einfacher Weise ist die Drehmitnahmekontur ein sich quer zur Achse erstreckender Schlitz in der freien Stirnseite des Lageransatzes, in den ein Schraubendreher einführbar ist.
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Das rotatorisch bewegbare Bauteil kann ein Zahnring sein, der mittels der Lagerrollen an dem kreisrund umlaufenden Rand des feststehenden Bauteils drehbar gelagert ist, wobei konzentrisch mit dem Zahnring eine Zahlen- und/oder Ziffernscheibe einer digitalen Anzeige der Uhr verbunden sein kann.
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In einfacher Weise und leicht montierbar kann dabei der Zahnring mittels einer Schraubenverbindung mit der Zahlen- und/oder Ziffernscheibe verbunden sein.
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Ein besonders geringer Bauraum wird benötigt, wenn der Zahnring und die Zahlen- und/oder Ziffernscheibe in einem Abstand parallel zueinander und die Lagerrollen sowie das feststehende Bauteil in dem Abstand zwischen Zahnring und Zahlen- und/oder Ziffernscheibe angeordnet sind.
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Dabei kann die Zahlen- und/oder Ziffernscheibe eine Stundenscheibe der digitalen Anzeige der Uhr sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Draufsicht auf eine Einheit einer Uhr aus Zahnring, Stundenscheibe und deren rotatorischer Lagerung am Zahnring
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2 einen ersten Ausschnitt der Einheit nach 1 im Querschnitt
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3 einen zweiten Ausschnitt der Einheit nach 1 im Querschnitt
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4 einen dritten Ausschnitt der Einheit nach 1 im Querschnitt
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5 eine Draufsicht auf einen translatorisch gelagerten Hebel einer Uhr.
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Die in den 1 bis 4 dargestellte Einheit weist einen Zahnring 1 mit einer Innenverzahnung 2 auf, der an seinem äußeren Umfang gleichmäßig verteilt sechs radial hervorstehende Flanschabschnitte 3 aufweist. In jedem Flanschabschnitt 3 ist ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Langloch 4 ausgebildet.
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Die Flanschabschnitte 3 weisen eine größere Dicke als der Zahnring 1 auf, so daß sie nach einer Seite axial von dem Zahnring 1 hervorstehen.
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Auf der hervorstehenden Stirnseite der Flanschabschnitte 3 liegt eine ringförmige Stundenscheibe 5 auf, deren Außendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser an den Flanschabschnitten 3 und deren Innendurchmesser kleiner ist, als der Durchmesser der Innenverzahnung 2 des Zahnrings 1. Durch das Hervorstehen der Flanschabschabschnitte 3 ist zwischen dem Zahnring 1 und der Stundenziffernscheibe 5 ein Ringspalt 12 gebildet.
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Mit den Mittelbereichen der Langlöcher 4 überdeckend und einen Durchmesser entsprechend der Breite der Langlöcher 4 aufweisend sind in der Stundenscheibe 5 stufenartige Durchgangslöcher 6 ausgebildet, deren große Stufe sich auf der den Flanschabschnitten 3 abgewandten Seite der Stundenscheibe 5 befinden.
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In die Durchgangslöcher 6 sind Buchsen 7 mit einem Innengewinde eingesetzt, die bis in die Langlöcher 4 ragen und an ihren den Flanschabschnitten 3 abgewandten Enden radial nach außen ragende Flansche 8 aufweisen, die in die großen Stufen der Durchgangslöcher 6 eingesetzt sind.
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Von der der Stundenscheibe 5 abgewandten Seite her sind Schrauben 9 durch die Durchgangslöcher 6 geführt und in die Innengewinde der Buchsen 7 eingeschraubt, bis die Schraubenköpfe 10 der Schrauben fest an der der Stundenscheibe 5 abgewandten Seite der Flanschabschnitte 3 aufliegen, so daß Zahnring 1 und Stundenscheibe 5 fest miteinander verbunden sind.
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Koaxial zum Zahnring 1 ist eine Stundenplatine 11 des Werks der Uhr feststehend angeordnet, die durch das Innere der Stundenscheibe 5 ragt und an ihrem freien Ende einen radial hervorstehenden Ringflansch 13 aufweist, der in den Ringspalt 12 hineinragt. Der radial umlaufende Rand 14 des Ringflanschs 13 weist einen V-artigen Querschnitt auf.
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Auf einem konzentrischen Teilkreis des Zahnrings 1 gleichmäßig verteilt sind drei als Bohrungen ausgebildete Lagerausnehmungen 15 angeordnet, in die Lageransätze 16 eingesetzt sind, die unter Überwindung eines Reibwiderstandes in den Lagerausnehmungen 15 drehbar einstellbar sind.
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An den Lageransätzen 16 sind Achsbolzen 18 angeordnet, deren Achsen 19 zu den Längsachsen 17 der Lageransätze 16 sich exzentrisch erstrecken und die in den Ringspalt 12 ragen.
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Auf den Achsbolzen 18 sind Lagerrollen 20 frei drehbar gelagert, die am Außenumfang radial umlaufende Nuten 21 aufweisen, deren Querschnitt eine V-Form entsprechend dem V-artigen Querschnitt des Ringflanschs 13 besitzt.
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Zum Verdrehen der Lageransätze 16 besitzen diese an ihrer freien Stirnfläche eine kleeblattartige Vertiefung 22, in die ein entsprechendes Werkzeug einführbar ist. Durch das nicht dargestellte Werkzeug können die Lageransätze 16 um ihre Längsachse 17 verdreht werden.
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Aufgrund der Exzentrizität der Achsen 19 der Achsbolzen 18 zu den Längsachsen 17 der Lageransätze 16 sind die Lagerrollen 20 zwischen einer von dem umlaufenden Rand 14 des Ringflanschs 13 beabstandeten Lage (3) und einer mit ihren umlaufenden Nuten 21 den umlaufenden Rand 14 des Ringflanschs 13 aufnehmenden Lage (4) verstellbar, in der die Einheit aus Stundenscheibe 5 und Zahnring 1 an dem Ringflansch 13 drehbar gelagert ist.
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Bei dem Zusammenbau wird zunächst die Stundenplatine 11 mit ihrem Ringflansch 13 auf die Stundenscheibe 5 aufgelegt, bevor der Zahnring 1 mit den Flanschabschnitten 3 auf die Stundenscheibe 5 aufgelegt und mit dieser verschraubt wird. Die Lagerrollen 20 müssen sich dabei in der von dem umlaufenden Rand 14 des Ringflanschs 13 beabstandeten Lage befinden.
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Nach dem Verschrauben von Zahnring 1 und Stundenscheibe 5 müssen alle drei Lageransätze 16 nacheinander in gleichmäßigen Schritten gedreht und mit ihnen die Lagerrollen 20 in Richtung zu dem Ringflansch 13 hin bewegt werden, bis nur noch ein minimales Spiel zwischen den Nuten 21 und dem Rand 14 vorhanden ist. Nun ist die Einheit aus Stundenscheibe 5 und Zahnring 1 an dem Ringflansch 13 drehbar gelagert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 ist ein bogenförmiger Hebel 23 entlang einer Bogenbahn 24 translatorisch bewegbar gelagert.
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Dabei sind die Ränder 14‘ an den radial äußeren Endbereiche 25 und 26 sowie an dem radial inneren Mittelbereich 27 entsprechend dem Rand 14 in den 1 bis 4 ausgebildet.
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In den Endbereichen 25 und 26 sowie dem Mittelbereich 27 greifen den Lagerrollen 20 entsprechende Lagerrollen 20‘ in die Ränder 14‘ ein und lagern den Hebel 23 translatorisch bewegbar.
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Die Lagerrollen 20‘ sind entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 auf Achsbolzen drehbar gelagert, die mit Lageransätzen versehen sind. Die Achsen der Achsbolzen erstrecken sich exzentrisch zu den Längsachsen der Lageransätze.
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Die Lageransätze sind in Lagerausnehmungen in einer feststehenden Werkplatte 28 derart drehbar gelagert, daß sie unter Überwindung eines Reibwiderstandes in den Lagerausnehmungen 15 drehbar einstellbar sind.
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Bei der Montage werden entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 durch Verdrehen der Lageransätze zunächst die die Lagerrollen 20‘ auf Abstand zu dem Rändern 14‘ eingestellt um dem Hebel 23 auf die Werkplatte 28 aufzulegen. Danach werden die Lageransätze so verdreht, daß die Lagerrollen 20‘ zu dem Hebel 23 bewegt werden, bis nur noch ein minimales Spiel zwischen den Nuten der Lagerrollen und den Rändern 14‘ vorhanden ist. Nun ist der Hebel 23 translatorisch bewegbar und mit Spiel an der Werkplatte 28 gelagert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnring
- 2
- Innenverzahnung
- 3
- Flanschabschnitte
- 4
- Langloch
- 5
- Stundenscheibe
- 6
- Durchgangslöcher
- 7
- Buchsen
- 8
- Flansche
- 9
- Schrauben
- 10
- Schraubenköpfe
- 11
- Stundenplatine
- 12
- Ringspalt
- 13
- Ringflansch
- 14
- Rand
- 14‘
- Ränder
- 15
- Lagerausnehmungen
- 16
- Lageransätze
- 17
- Längsachse
- 18
- Achsbolzen
- 19
- Achsen
- 20
- Lagerrollen
- 20‘
- Lagerrollen
- 21
- Nuten
- 22
- Vertiefung
- 23
- Hebel
- 24
- Bogenbahn
- 25
- Endbereich
- 26
- Endbereich
- 27
- Mittelbereich
- 28
- Werkplatte
