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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlagwerk für eine Uhr, insbesondere für eine mechanische Uhr. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Uhr, insbesondere eine mechanische Uhr, mit einem derartigen Schlagwerk. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein mechanisches Betätigungswerk einer mechanischen Zeitsteuerungsvorrichtung für eine Aktuatorvorrichtung.
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Unter mechanischen Uhren sind Uhren zu verstehen, welche ohne einen elektrischen Antrieb und/oder eine elektrische Steuerung auskommen. Derartige mechanische Uhren sind seit langem bekannt und können als Armbanduhren, Wanduhren (auch Regulatoren genannt), Tischuhren, Kaminuhren oder Standuhren ausgebildet sein. Ein Uhrwerk, das für derartige mechanische Uhren verwendet werden kann, ist beispielsweise in der
DE 20 2012 002 284 U1 beschrieben.
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Neben einem Zifferblatt zum Anzeigen der Uhrzeit mit Zeigern verfügen insbesondere Wand-, Tisch-, Kamin- und Standuhren häufig über eine Schlagvorrichtung, mit welcher in bestimmten Abständen ein akustisches Signal erzeugt werden kann, um auf eine bestimmte Uhrzeit hinzuweisen. Je nach Ausgestaltung der betreffenden Uhr können akustische Signale jede Viertelstunde, jede halbe Stunde oder jede Stunde abgegeben werden. Die Schlagvorrichtung kann beispielsweise über eine Anzahl von Resonanzkörpern verfügen, auf welche eine Anzahl von Hämmern schlägt. Die Hämmer werden wiederum mittels einer Spielwalze betätigt, die beispielsweise über mit den Hämmern zusammenwirkende Nocken verfügen kann. Dabei ist es möglich und üblich, nicht nur einen bestimmten Ton zu erzeugen, sondern eine Tonabfolge, so dass auch Melodien in einem bestimmten zeitlichen Abstand abgespielt werden können.
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Mechanische Uhren weisen eine mechanische Antriebseinrichtung zum Antreiben des Schlagwerks auf, die üblicherweise losgelöst und unabhängig von der Antriebseinrichtung ist, mit welcher die Zeiger der Uhr angetrieben werden. Das Werk, welches die Zeiger der Uhr antreibt, wird häufig auch als Gehwerk bezeichnet. Das Schlagwerk ist über eine Kopplungseinrichtung mit dem Gehwerk derart verbunden, dass das Schlagwerk mit der Kopplungseinrichtung in den gewünschten Zeitintervallen ausgelöst wird.
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Sowohl die Antriebseinrichtung des Gehwerks als auch diejenige des Schlagwerks weisen beispielsweise eine aufziehbare Feder oder ein Gewicht auf. Die Antriebseinrichtung des Schlagwerks ist mit einer Antriebswelle verbunden, welche über ein Antriebszahnrad eine Spielwalzenwelle, mit welcher die Spielwalze angetrieben wird, in Drehung versetzt. Insbesondere dann, wenn die Antriebseinrichtung eine aufziehbare Feder aufweist, kann sich die Federkonstante dieser Feder je nachdem, wie stark sie aufgezogen und vorgespannt ist, ändern. Hieraus folgt, dass sich die Geschwindigkeit, mit welcher die Spielwalze gedreht wird, im Betrieb verändern kann. Die Melodie wird folglich je nach Zustand der Feder langsamer oder schneller abgespielt, was unerwünscht ist. Aber auch dann, wenn die Antriebseinrichtung über Gewichte verfügt, die einer gleichbleibenden Gewichtskraft ausgesetzt sind, ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Spielwalzenwelle üblicherweise so ausgeführt, dass die Spielwalzenwelle mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, welche zu schnell für die meisten Melodien sind.
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Es ist daher bekannt, die maximale Geschwindigkeit, mit welcher die Spielwalzenwelle gedreht wird, zu begrenzen. Hierzu wird ein Flügelrad verwendet, welches auch als Windfang bezeichnet wird. Dieses Flügelrad ist üblicherweise über eine Übersetzungseinrichtung mit der Spielwalzenwelle verbunden. Die geschwindigkeitsbegrenzende Wirkung wird darüber erreicht, dass das Flügelrad sehr schnell gedreht wird, wodurch abbremsende Luftverwirbelungen erzeugt werden, welche eine Vergleichmäßigung und/oder eine Begrenzung der Drehgeschwindigkeit der Spielwalzenwelle bewirken. Die Bremskraft bewirkt folglich eine Begrenzung der Drehgeschwindigkeit der Spielwalzenwelle nach oben. Je stärker die Bremskraft, desto stärker wird die Drehgeschwindigkeit begrenzt und desto langsamer wird die Melodie abgespielt. Schlagwerke mit einer geschwindigkeitssteuernden oder geschwindigkeitsreduzierenden Wirkung sind in der
US 2012/0207001 A1 , der
US 2054765 A , der
FR 2768242 A1 , der
US 2017/0176938 A1 , der
US 2012/0147715 A1 , der
DE 60 2006 000 697 T2 und der
US 2006/0187763 A1 offenbart.
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Damit sich das Flügelrad zum Erzeugen einer ausreichenden Bremskraft schnell genug drehen kann, muss die Übersetzungseinrichtung sehr hohe Übersetzungsverhältnisse bereitstellen, wozu ein entsprechender mechanischer Aufwand notwendig ist, wodurch das Schlagwerk komplex, groß und schwer wird. Wie erwähnt, wird das Schlagwerk über die mit dem Gehwerk zusammenwirkende Kopplungseinrichtung in den gewünschten Zeitintervallen ausgelöst. Erst dann wird das Flügelrad beschleunigt, so dass sich die Bremswirkung erst nach einer gewissen Zeit voll entfalten kann. Hierdurch kann es dazu kommen, dass die Melodie zunächst relativ schnell und erst später mit dem gewünschten Tempo abgespielt wird, was ebenfalls unerwünscht ist.
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Alternativ zum Flügelrad können auch Fliehkraftbremsen eingesetzt werden. Wie auch beim Flügelrad müssen Fliehkraftbremsen auf eine bestimmte Drehzahl beschleunigt werden, um eine ausreichende Bremskraft zu erzeugen und um die Drehgeschwindigkeit der Spielwalzenwelle begrenzen zu können. Sowohl das Flügelrad als auch die Fliehkraftbremse weisen eine gewisse Masse auf, die erst auf die notwendige Mindestdrehzahl beschleunigt werden muss. Die hierzu notwendige Energie verkürzt die Zeit, nach welcher das Schlagwerk wieder aufgezogen werden muss. Zudem ist die Fliehkraftbremse einem Verschleiß ausgesetzt, der zu entsprechenden Verschmutzungen führt. Das Schlagwerk muss daher in bestimmten Abständen gewartet und gereinigt werden.
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Derartige Situationen treten nicht nur bei Schlagwerken, sondern auch bei mechanischen Betätigungswerken auf, die wie die Schlagwerke aufgebaut sind.
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Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schlagwerk für eine Uhr, insbesondere für eine mechanische Uhr, sowie ein mechanisches Betätigungswerk einer mechanischen Zeitsteuerungsvorrichtung für eine Aktuatorvorrichtung anzugeben, mit welchem es mit einfachen, kostengünstigen und verschleißfreien Mitteln möglich ist, die Drehgeschwindigkeit der Spielwalze unmittelbar nach Auslösen des Schlagwerks auf einen wählbaren Wert zu vergleichmäßigen. Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Uhr, insbesondere eine mechanische Uhr mit einem derartigen Schlagwerk zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 6 und 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Schlagwerk für eine Uhr, insbesondere für eine mechanische Uhr, umfassend eine Antriebswelle, mit welcher eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Schlagwerks zusammenwirkt, wobei ein Antriebszahnrad drehfest an der Antriebswelle befestigt ist, eine Spielwalzenwelle, an welcher ein erstes Spielwalzenzahnrad und zumindest eine Spielwalze zum Betätigen einer Schlagvorrichtung drehfest befestigt sind, wobei das erste Spielwalzenzahnrad in kämmendem Eingriff mit dem Antriebszahnrad steht, und eine mit der Spielwalzenwelle zusammenwirkende Wirbelstrombremse, mit welcher die Drehgeschwindigkeit der Spielwalzenwelle veränderbar ist.
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Die mit der Wirbelstrombremse erzeugt Bremskraft kann so gewählt werden, dass sie deutlich größer ist als diejenige, welche mittels eines Flügelrad bereitgestellt werden kann. Daher ist es nicht notwendig, wenn auch nicht ausgeschlossen, eine Übersetzungseinrichtung vorzusehen, um eine zum Bereitstellen der gewünschten Bremskraft notwendige Drehzahl, die beispielsweise bei Flügelrädern und Fliehkraftbremsen benötigt werden, zu erreichen. Somit kann das Schlagwerk insgesamt weniger komplex, kleiner und leichter ausgeführt werden. Darüber hinaus ist eine Wirbelstrombremse keinem Verschleiß ausgesetzt, so dass verschleißbedingte Wartungsarbeiten bezüglich der Wirbelstrombremse entfallen können. Verschleißbedingte Verschmutzungen, die bei Fliehkraftbremsen auftreten, treten bei der Verwendung von Wirbelstrombremsen nicht auf, so dass der Reinigungsaufwand im Vergleich zu Fliehkraftbremsen verringert wird. Anzumerken ist, dass es sich um ein mechanisches Schlagwerk handelt, so dass die Antriebseinrichtung eine Feder oder ein Gewicht oder ähnliche Energiespeicher aufweist, nicht aber über elektrische Antriebe verfügt.
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Erfindungsgemäß umfasst die Wirbelstrombremse eine elektrisch leitende Scheibe und einen Magnet, der so angeordnet ist, dass das von ihm erzeugte Magnetfeld auf die Scheibe einwirken kann, wobei die Scheibe auf der Spielwalzenwelle oder auf einer der Übersetzungswellen angeordnet ist. Da mit steigender elektrischer Leitfähigkeit der Scheibe die Bremskraft bei ansonsten gleich aufgebauter Wirbelstrombremse steigt, bietet es sich an, die Scheibe aus einem Material mit besonders hoher elektrischer Leitfähigkeit zu fertigen, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Eine besonders leichte Scheibe mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit lässt sich mit Kohlefasern herstellen. Eine leichte Scheibe hat den Vorteil, dass die zur Beschleunigung benötigte Energie gering ist und daher entsprechend mehr Energie zum Betätigen der Schlagvorrichtung zur Verfügung steht. Die Bremskraft einer Wirbelstrombremse ist ebenfalls abhängig von der Drehzahl der Scheibe. Im Stillstand tritt keine Bremswirkung und bei niedrigen Drehzahlen nur eine geringe Bremskraft auf. Dennoch kann die Scheibe im Vergleich zu einem Flügelrad leichter ausgeführt werden, so dass sie schneller beschleunigt werden kann. Folglich tritt die Bremswirkung schneller ein, so dass die Melodie bereits von Anfang an mit dem reduzierten Tempo abgespielt werden kann.
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Neben der Scheibe muss ein Magnet, insbesondere ein Dauer- oder Permanentmagnet, vorgesehen werden, weitere Komponenten sind nicht notwendig, um die Wirbelstrombremse bereitzustellen. Die Scheibe und der Magnet sind nah aneinander angeordnet, ohne dass jedoch ein mechanischer Kontakt vorliegt. Infolgedessen kommt es zu keinem Verschleiß der Scheibe und/oder des Magnets. Verschleißbedingte Verschmutzungen werden vermieden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Scheibe mit einem Reibschlussmittel an der Spielwalzenwelle oder an einer der der Übersetzungswellen befestigt ist. Bei üblicherweise vorliegenden Belastungen ist die Scheibe drehfest mit der Spielwalzenwelle oder mit der betreffenden Übersetzungswelle verbunden. Wenn jedoch das zwischen der betreffenden Welle und der Scheibe wirkende Drehmoment zu groß wird, rutscht die betreffende Welle gegenüber dem verwendeten Reibschlussmittel durch. Das Reibschlussmittel hat folglich die Funktion einer Rutschkupplung und wirkt daher als eine Art Schutzmechanismus, um Fehlfunktionen zu vermeiden. Insbesondere wird vermieden, dass bei einer zu starken Bremskraft das gesamte Schlagwerk stillsteht.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Scheibe mittels einer Friktionsbuchse an der Spielwalzenwelle oder an einer der der Übersetzungswellen befestigt sein. Die Friktionsbuchse liegt als ein komplettes Bauteil vor, welches kostengünstig zu beziehen ist. Die Friktionsbuchse stellt den gewünschten Reibschluss bereit, so dass dieser mit einem geringen konstruktiven Aufwand realisiert werden kann.
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Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform ist ein zweites Spielwalzenzahnrad drehfest an der Spielwalzenwelle befestigt, welches mit einer Übersetzungseinrichtung zusammenwirkt, die eine Anzahl von Übersetzungswellen umfasst. Die Anzahl der Übersetzungswellen kann entsprechend dem benötigten Übersetzungsverhältnis gewählt werden. Wie oben erwähnt, kann zwar die Wirbelstrombremse so ausgeführt werden, dass die von ihr bereitgestellte Bremskraft so groß ist, dass auf eine Übersetzungseinrichtung verzichtet werden kann. Je nach Ausbildung der Wirbelstrombremse ist die von ihr bereitgestellte Bremskraft drehzahlabhängig, wobei die Bremskraft mit ansteigender Drehzahl steigt. Insofern ermöglicht die Übersetzungseinrichtung den Einsatz einer kleiner dimensionierten Wirbelstrombremse, was sich wiederum positiv auf den benötigten Bauraum und das Gewicht des Schlagwerks auswirkt. Insbesondere dann, wenn die Wirbelstrombremse als Ersatz für ein Flügelrad eingesetzt werden soll, ist eine derartige Übersetzungseinrichtung ohnehin vorhanden und kann daher entsprechend vorteilhaft genutzt werden.
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Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Position des Magnets in Bezug auf die Scheibe mittels einer Verstelleinrichtung verstellbar ist. Die von der Wirbelstrombremse bereitgestellte Bremskraft ist abhängig von der relativen Anordnung des Magnets zur Scheibe und insbesondere vom Abstand zwischen dem Magnet und der Scheibe. Die Bremskraft lässt mit zunehmendem Abstand nach. Aber auch der Abstand des Magnets von der Drehachse der Scheibe hat einen Einfluss auf die Bremskraft. Mittels der Verstelleinrichtung kann daher die Geschwindigkeit, mit welcher die Melodie abgespielt wird, mit konstruktiv einfachen Mitteln verändert werden. Zudem lassen sich werkseitig fertigungsbedingte Toleranzen in den Übersetzungsverhältnissen mittels der Verstelleinrichtung auf einfache Weise ausgleichen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die von einem Schlagwerk desselben Typs erzeugte Melodie immer mit demselben Tempo abgespielt wird.
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Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verstelleinrichtung eine mit dem Magnet zusammenwirkende Stellschraube. Die Stellschraube stellt ein konstruktiv sehr einfaches Mittel dar, um den Abstand zwischen dem Magnet und der Scheibe und damit die von der Wirbelstrombremse bereitgestellte Bremskraft zu verändern. Weiterhin kann die Stellschraube so ausgeführt werden, dass ein Benutzer beispielsweise mittels eines Schraubenziehers selbst den Abstand des Magnets zur Scheibe ändern und das Tempo, mit dem die Melodie abgespielt wird, beeinflussen kann.
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Eine Ausbildung der Erfindung betrifft eine Uhr, insbesondere für eine mechanische Uhr, umfassend mindestens ein Schlagwerk nach einem der vorherigen Ausführungsformen. Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vorschlagsgemäßen Uhr erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorliegende Schlagwerk erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass mittels einer Wirbelstrombremse keine Übersetzungseinrichtungen benötigt werden, da die Wirbelstrombremse auch ohne Übersetzungseinrichtungen ausreichend große Bremskräfte bereitstellen kann. Darüber hinaus unterliegen Wirbelstrombremsen keinem Verschleiß, so dass verschleißbedingte Wartungen der Wirbelstrombremsen nicht notwendig sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein mechanisches Betätigungswerk einer mechanischen Zeitsteuerungsvorrichtung für eine Aktuatorvorrichtung, umfassend eine Antriebswelle, mit welcher eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Betätigungswerks zusammenwirkt, wobei ein Antriebszahnrad drehfest an der Antriebswelle befestigt ist, eine Abtriebswelle, an welcher zumindest ein Abtriebswellenzahnrad drehfest befestigt ist und welche zum Betätigen einer Aktuatorvorrichtung mit der Aktuatorvorrichtung in Wirkverbindung bringbar ist, wobei das Abtriebswellenzahnrad in kämmendem Eingriff mit dem Antriebszahnrad steht, und eine mit der Abtriebswelle zusammenwirkende Wirbelstrombremse, mit welcher die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle veränderbar ist. Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen mechanischen Betätigungswerk erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorliegende Schlagwerk erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass mittels einer Wirbelstrombremse keine Übersetzungseinrichtungen benötigt werden, da die Wirbelstrombremse auch ohne Übersetzungseinrichtungen ausreichend große Bremskräfte bereitstellen kann, die auch sehr schnell verfügbar sind. Aktuatoreinrichtungen können prinzipiell alle Aktuatoreinrichtungen sein, die auf rein mechanische Weise in regelmäßigen Abständen aktiviert werden sollen, beispielsweise Pelletzuführvorrichtungen oder Grillspießwender.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine prinzipielle Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer mechanischen Uhr mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk, und
- 2 eine prinzipielle Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Zeitsteuerungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen mechanischen Betätigungswerk.
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In 1 ist eine mechanische Uhr 10 anhand einer prinzipiellen Darstellung gezeigt, welche ein erfindungsgemäßes Schlagwerk 12 aufweist. Das Schlagwerk 12 umfasst eine erste Lagerplatte 14 und eine zweite Lagerplatte 16, welche mit nicht dargestellten Montagezapfen miteinander verbunden sind. In den beiden Lagerplatten 14, 16 ist eine Antriebswelle 18 drehbar gelagert, wobei die genaue Lagerung nicht dargestellt und für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung auch nicht erheblich ist. An dieser Stelle soll nur darauf hingewiesen werden, dass zur Lagerung Gleitlager oder Kugellager eingesetzt werden können. Mit der Antriebswelle 18 wirkt eine Antriebseinrichtung 20 zusammen, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Seiltrommel 22 umfasst, auf welche ein mit einem Gewicht 24 verbundenes Seil 26 aufgerollt ist. Aufgrund der auf das Gewicht 24 wirkenden Gewichtskraft wird das Seil 26 allmählich von der Seiltrommel 22 abgewickelt, wodurch sich die Seiltrommel 22 dreht. Da die Seiltrommel 22 drehfest mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, wird diese Drehbewegung auf die Antriebswelle 18 übertragen. Die zum Antrieb des Schlagwerks 12 benötigte Energie wird in diesem Fall von der potentiellen Energie des Gewichts bereitgestellt. Ist das Seil 26 vollständig von der Seiltrommel 22 abgeholt, muss ein Benutzer das Seil 26 wieder auf die Seiltrommel 22 aufrollen.
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Weiterhin ist ein Antriebszahnrad 28 drehfest mit der Antriebswelle 18 verbunden. Das Antriebszahnrad 28 steht in kämmendem Eingriff mit einem ersten Spielwalzenzahnrad 30, welches drehfest auf einer Spielwalzenwelle 32 angeordnet ist. Die Spielwalzenwelle 32 ist wie auch die Antriebswelle 18 in der ersten Lagerplatte 14 und der zweiten Lagerplatte 16 drehbar gelagert. Die Spielwalzenwelle 32 ist drehfest mit einer Spielwalze 34 verbunden. Bei der Spielwalze 34 handelt es sich um eine Walze, welche eine Anzahl von nicht dargestellten Nocken oder anderen exzentrischen Abschnitten aufweist. Die Spielwalze 34 wirkt mit einer Schlagvorrichtung 36 zusammen, welche in diesem Fall eine Anzahl von Hämmern 38 umfasst, die auf eine Anzahl von Resonanzkörpern 40 einwirkt. Durch die Drehung der Spielwalze 34 werden die Hämmer 38 betätigt, so dass beim Auftreffen der Hämmer auf die Resonanzkörper 40 eine Tonabfolge und folglich eine Melodie erzeugt wird.
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Das dargestellte Schlagwerk 12 weist eine Übersetzungseinrichtung 42 auf, welche in diesem Fall eine erste Übersetzungswelle 44 und eine zweite Übersetzungswelle 46 umfasst. Die beiden Übersetzungswellen 44, 46 sind auf dieselbe Art und Weise in der ersten Lagerplatte 14 und der zweiten Lagerplatte 16 gelagert wie die Antriebswelle 18 und die Spielwalzenwelle 32. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf der ersten Übersetzungswelle 44 ein erstes linkes Übersetzungszahnrad 48 und ein erstes rechtes Übersetzungszahnrad 50 befestigt, wobei das erste linke Übersetzungszahnrad 48 einen größeren Durchmesser aufweist als das erste rechte Übersetzungszahnrad 50. Das erste rechte Übersetzungszahnrad 50 steht in kämmenden Eingriff mit einem auf der Spielwalzenwelle 32 angeordneten zweiten Spielwalzenzahnrad 52, während das erste linke Übersetzungszahnrad 48 mit einem zweiten Übersetzungszahnrad 54 der zweiten Übersetzungswelle 46 in die kämmendem Eingriff steht. Sämtliche Zahnräder sind drehfest mit den jeweiligen Wellen verbunden.
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Im Bereich der zweiten Übersetzungswelle 46 ist eine Wirbelstrombremse 56 angeordnet. Die Wirbelstrombremse 56 umfasst im dargestellten Beispiel eine Scheibe 58 aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kohlefaser oder einem Metall, welche mit Reibschlussmitteln 60 auf der zweiten Übersetzungswelle 46 befestigt ist. Die Reibschlussmittel 60 sind in der dargestellten Ausführungsform als eine Friktionsbuchse 62 ausgeführt, welche einen Reibschluss zwischen der Scheibe 58 und der zweiten Übersetzungswelle 46 bereitstellt. Überschreitet das zwischen der Scheibe 58 und der zweiten Übersetzungswellen 46 wirkende Drehmoment einen einstellbaren Wert, rutscht die zweite Übersetzungswelle 46 gegenüber der Friktionsbuchse 62 durch.
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Weiterhin weist die Wirbelstrombremse 56 einen Magnet 64 auf, der so angeordnet ist, dass das von ihm erzeugte Magnetfeld mit der Scheibe 58 zusammenwirken kann. Folglich ist der Magnet 64 in unmittelbarer Nähe der Scheibe 58 angeordnet, ohne jedoch in mechanischem Kontakt mit der Scheibe 58 zu stehen. Die Wirbelstrombremse 56 weist eine Verstelleinrichtung 66 auf, mit welcher der Abstand zwischen dem Magnet 64 und der Scheibe 58 verändert werden kann. Im dargestellten Beispiel umfasst die Verstelleinrichtung 66 eine mit dem Magnet 64 verbundene und in ein die erste Lagerplatte 14 durchdringendes, nicht dargestelltes Gewinde eingeschraubte Stellschraube 68, mit welcher der Magnet 64 durch Drehen der Stellschraube 68 in die mit dem Pfeil P gekennzeichneten Richtungen zur Scheibe 58 hin und von der Scheibe 58 weg bewegt werden kann. Da die von der Wirbelstrombremse 56 bereitgestellte Bremskraft abhängig ist vom Abstand zwischen der Scheibe 58 und dem Magnet 64, kann die Bremskraft durch Drehen der Stellschraube 68 verändert werden. Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform der Verstelleinrichtung 66, mit welcher der Magnet 64 zur zweiten Übersetzungswelle 46 hin und von dieser weg bewegt werden kann, wodurch die Bremskraft ebenfalls verändert werden kann. Ein Schwenken des Magnets 64 in Bezug auf die Scheibe 58 ist auch denkbar. Hierdurch kann der Überlappungsbereich zwischen dem Magnet 64 und der Scheibe 58 verändert werden, wodurch die Bremskraft verändert wird.
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Das Schlagwerk 12 wird auf folgende Weise betrieben: Wie erwähnt, wird das Seil 26, an welchem das Gewicht 24 befestigt ist, aufgrund der auf das Gewicht 24 wirkenden Schwerkraft von der Seiltrommel 22 abgerollt, wodurch sich die Seiltrommel 22 um die eigene Achse dreht. Da die Seiltrommel 22 drehfest mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, wird auch die Antriebswelle 18 gedreht. Diese Drehung wird mittels des Antriebszahnrads 28 auf das erste Spielwalzenzahnrad 30 und die Spielwalzenwelle 32 übertragen, wodurch die Spielwalze 34 in Drehung versetzt wird. Die sich drehende Spielwalze 34 betätigt die Hämmer 38 der Schlagvorrichtung 36, so dass eine Melodie abgespielt wird.
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Die Drehung der Spielwalzenwelle 32 wird von dem zweiten Spielwalzenzahnrad 52 auf die erste Übersetzungswelle 44 und weiter auf die zweite Übersetzungswelle 46 übertragen. Die Scheibe 58 wird daher mit dem entsprechenden Übersetzungsverhältnis relativ zum ortsfesten Magnet 64 gedreht, wodurch innerhalb der Scheibe 58 abbremsende Wirbelströme entstehen. Wie bereits erwähnt, ist die Scheibe 58 mittels der Friktionsbuchse 62 mit der zweiten Übersetzungswelle 46 verbunden. Solange die infolge der Wirbelströme erzeugte Bremskraft ein bestimmtes Maß nicht überschreitet und folglich auch das zwischen der mit der Scheibe 58 verbundenen Friktionsbuchse 62 und der zweite Übersetzungswelle 46 wirkende Drehmoment unterhalb eines wählbaren Grenzwertes bleibt, wird die Drehgeschwindigkeit der zweiten Übersetzungswelle 46 auf einen bestimmten maximalen Wert begrenzt. Aufgrund der mechanischen Kopplung der ersten Übersetzungswelle 44 über die zweite Übersetzungswelle 46 mit der Spielwalzenwelle 32 wird daher auch die Drehgeschwindigkeit der Spielwalze 34 mit den entsprechenden Übersetzungsverhältnissen begrenzt. Die Spielwalze 34 kann sich daher nur maximal mit einer von der Wirbelstrombremse 56 bestimmten Drehgeschwindigkeit drehen, weshalb die Melodie, welche von der Schlagvorrichtung 36 erzeugt wird, mit dem entsprechenden Tempo abgespielt wird.
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Da die Spielwalzenwelle 32 mechanisch mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, wird auch die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 18 entsprechend begrenzt. Folglich wird die Seiltrommel 22 entsprechend langsamer abgerollt als es ohne die begrenzende Wirkung der Wirbelstrombremse 56 der Fall wäre.
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Wie erwähnt, kann der Abstand des Magnets 64 zur Scheibe 58 mittels der Stellschraube 68 verändert werden. Hierzu kann ein Benutzer die Stellschraube 68 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Schraubenziehers betätigen. Für den Fall, dass der Benutzer den Abstand zwischen dem Magnet 64 und der Scheibe 58 zu gering einstellt und folglich eine so hohe Bremskraft auf die Scheibe 58 wirkt, dass das Drehmoment, welches zwischen der zweiten Übersetzungswelle 46 und der Scheibe 58 wirkt, den gewählten Grenzwert überschreitet, rutscht die zweiten Übersetzungswelle 46 gegenüber der Friktionsbuchse 62 durch. Hiermit wird verhindert, dass aufgrund einer zu starken Bremskraft der Wirbelstrombremse 56 das gesamte Schlagwerk 12 angehalten und überhaupt keine Melodie abgespielt wird.
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Das Schlagwerk 12 kann so ausgeführt werden, dass die Melodie jede Viertelstunde, jede halbe Stunde oder jede Stunde abgespielt wird. Andere Zeitintervalle sind ebenfalls denkbar. Folglich kann das Schlagwerk 12 als ein Viertelstundenschlagwerk, Halbstundenschlagwerk, Stundenschlagwerk, Repetitionsschlagwerk oder als ein Spieluhrwerk ausgebildet sein.
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Das Schlagwerk 12 ist mittels einer Kopplungseinrichtung 70 mit einem Gehwerk 72 verbunden, in diesem Fall über die zweite Übersetzungswelle 46. Das Gehwerk 72 treibt hier nicht dargestellte Zeiger an und verfügt über eine ebenfalls nicht dargestellte eigene Antriebseinrichtung. Die Kopplungseinrichtung 70 blockiert das Schlagwerk 12 die meiste Zeit und wird vom Gehwerk zu den gewünschten Zeitintervallen freigegeben, so dass das Schlagwerk 12 aktiviert wird und die Melodie abspielen kann.
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In 2 ist eine mechanische Zeitsteuerungsvorrichtung 110 anhand einer prinzipiellen Darstellung gezeigt. Die Zeitsteuerungsvorrichtung 110 weist ein mechanisches Betätigungswerk 112 auf, welches einen zum Schlagwerk 12 weitgehend identischen Aufbau aufweist, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Anstelle einer Spielwalzenwelle 32 weist das mechanische Betätigungswerk 112 eine Abtriebswelle 132 auf, auf welcher ein Abtriebswellenzahnrad 130 drehfest angeordnet ist und mit dem Antriebswellenzahnrad 28 in Eingriff steht. Die Abtriebswelle 132 steht in Wirkverbindung mit einer Aktuatoreinrichtung 136. Über ein weiteres Abtriebswellenzahnrad 152 steht die Abtriebswelle 132 in Eingriff mit der Übersetzungseinrichtung 42 und folglich mit der Wirbelstrombremse 56. Das Schlagwerk 12 und das Betätigungswerk 112 arbeiten nach demselben Funktionsprinzip. Die Abtriebswelle 132 kann direkt drehfest mit der Aktuatoreinrichtung 136 verbunden sein oder, wie im Falle der Spielwalze, über Exzenter oder Nocken verfügen, über welche die Aktuatoreinrichtung 136 betätigt wird.
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Die Aktuatoreinrichtung 136 kann prinzipiell jede Aktuatoreinrichtung 136 sein, die auf rein mechanische Weise in regelmäßigen Abständen aktiviert werden soll. Die Aktuatoreinrichtung 136 kann beispielsweise Teil einer eine Pellet-Zuführeinrichtung sein, bei welcher Pellets von einem Vorratsbehälter durch ein geneigtes Rohr in einen niedriger angeordneten Kamin rutschen. Im Rohr kann ein Sperrschieber angeordnet sein, der von der Aktuatoreinrichtung 136 in regelmäßigen Zeitintervallen geöffnet und nach einer bestimmten Zeit wieder geschlossen wird. Hierdurch kann regelmäßig eine bestimmte Menge von Pellets dem Kamin zugeführt werden. Ein anderes Beispiel sind Grillspieße beispielsweise für Hähnchen, die in regelmäßigen Abständen um einen bestimmten Winkel gedreht werden. Auch hierfür kann die vorschlagsgemäße mechanische Zeitsteuerungsvorrichtung 110 eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Uhr
- 12
- Schlagwerk
- 14
- erste Lagerplatte
- 16
- zweite Lagerplatte
- 18
- Antriebswelle
- 20
- Antriebseinrichtung
- 22
- Seiltrommeln
- 24
- Gewicht
- 26
- Seil
- 28
- Antriebszahnrad
- 30
- erstes Spielwalzenzahnrad
- 32
- Spielwalzenwelle
- 34
- Spielwalze
- 36
- Schlagvorrichtung
- 38
- Hammer
- 40
- Resonanzkörper
- 42
- Übersetzungseinrichtung
- 44
- erste Übersetzungswelle
- 46
- zweite Übersetzungswelle
- 48
- erstes linkes Übersetzungszahnrad
- 50
- erstes rechtes Übersetzungszahnrad
- 52
- zweites Spielwalzenzahnrad
- 54
- zweites Übersetzung Zahnrad
- 56
- Wirbelstrombremse
- 58
- Scheibe
- 60
- Reibschlussmittel
- 62
- Friktionsbuchse
- 64
- Magnet
- 66
- Verstelleinrichtung
- 68
- Stellschraube
- 70
- Kopplungseinrichtung
- 72
- Gehwerk
- 110
- mechanische Zeitsteuerungsvorrichtung
- 112
- mechanisches Betätigungswerk
- 130
- erstes Abtriebswellenzahnrad
- 132
- Abtriebswelle
- 136
- Aktuatoreinrichtung
- 152
- zweites Abtriebswellenzahnrad
- P
- Pfeil
