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Schnappeinrichtung zum selbsttätigen Arretieren des Aufziehgewichtes
selbsttätig aufziehba.rer Uhrwerke Es gibt schon Uhrwerke mit automatischem Aufzug,
die Vorrichtungen zum Vermeiden des überspannens der Triebfeder aufweisen.
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Die meisten dieser bekannten Vorrichtungen bestehen in Federräumen,
mittels der die Triebfeder im Federhaus wie mit einer Rutschkupplung gehalten wird,
deren Reibung die Federspannung begrenzt. Ihre Wirkung hängt aber stark von äußeren
Einflüssen ab, so daß die Triebfeder oft nur ungenügend gespannt wird.
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Bekannt sind auch schon Arretiervorrichtungen, bei denen bei Überwiegen
der Kraft der Triebfeder über diejenige einer Gegenfeder ein Arretierglied in das
Aufziehgewicht einschnappt. Diese Gegenfedern werden dauernd durch die Triebfeder
belastet und erlahmen infolgedessen mit der Zeit.
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Bekannt sind ferner Schnappvorrichtungen, bei denen eine Steuerscheibe
od. dgl. von einem aus dem Federhaus und der Federhauswelle getriebenen Differentialgetriebe
betätigt. wird und auf ein Kippglied wirkt, das mit einem Arretierglied für das
Aufziehgewicht eine Schleppkupplung bildet. Bei den bekannten Lösungen dieser Art
ist das Kippglied eine stabförmige Feder, die von der Steuerscheibe deformiert wird
und mit dem Arretierglied dauernd kinematisch verbunden ist. Die Steuerscheibe deformiert
die Feder so weit, daß sie das Arretierglied durch sich selbst freigibt. Während
der Deformation wird diese Stabfeder in den beiden Drehrichtungen des Differentialgetriebes
durch die Steuerscheibe von entgegengesetzten Seiten an einen Anschlag des Arretiergliedes
angedrückt, von dem sie bei Erreichen der gewünschten Deformation abgleitet, wobei
sie das auch während des Spannens der Kippfeder mit dieser verbundene Arretierglied
im einen oder andern Sinne verschwenkt. Es hat sich bei dieser Einrichtung gezeigt,
daß die Abstützzeit der Feder auf dem kleinen Anschlag nicht konstant gehalten werden
kann, z. B. wegen der durch Temperaturunterschiede bedingten Verlängerung oder Verkürzung
der langen Stabfeder. Temperaturunterschiede ergeben eine verhältnismäßig große
Längenänderung der langen und dünnen Feder, während sich der Durchmesser des gleichachsig
zum Drehzapfen des Arretiergliedes liegenden Anschlages durch radiale Dehnung zwar
weniger, aber in zur Federdehnung entgegengesetzter Richtung ändert, so daß bei
Dehnung die Abstützzeit vergrößert und bei Verkürzung verkleinert wird. Da aber
andrerseits die das Kippglied bildende Feder mittels eines Stiftes mit dem Arretierglied
dauernd kinematisch verbunden ist, wird letzteres durch die Feder verschwenkt, sobald
diese vom Anschlag abgleitet. Je nach der Abstützzeit wird also das Arretierglied
früher oder später verschwenkt, so daß die Spannungsbegrenzung der Triebfeder nicht
konstant gehalten werden kann. Außerdem fördert der Wechsel in der Deformationsrichtung
die Erlahmung der Feder und damit auch wieder die Veränderung der Abstützzeit der
dauernd mit dem Arretierglied kinematisch verbundenen Feder, so daß zwar die Spannungsbegrenzung
genauer als bei Reibungs- und Gegenfedern, aber doch nicht so genau wie erwünscht
erhalten werden kann. Die Abstützzeit kann auch schon durch gewisse Erschütterungen
verkürzt werden, da das Ende der sehr langen Feder leicht vom sehr kleinen Anschlag
abgleitet. Jede Unzulänglichkeit in der Abstützung zwischen Federende und Anschlag
wirkt sich aber wegen der dauernden kinematischen Verbindung zwischen Kippglied
und Arretierglied sofort auf das letztere aus. Auch ist die Montage nicht leicht.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch behoben, daß das Kippglied
und das Arretierglied völlig getrennt sind und nur während eines kurzen Teiles der
Kippbewegung in Wirkung miteinander treten. Das Kippglied wird nun völlig unabhängig
vom Arretierglied zum Kippen gebracht. Es muß einen großen Teil seines Kippweges
zurücklegen, bevor es überhaupt mit dem Arretierglied in Berührung kommt. Man ist
also für die Spannungsbegrenzung der Triebfeder nicht mehr von einer Abstützzeit
zwischen
Arretierglied und Kippglied abhängig. Letzteres kann außerdem
in seiner Form sehr genau als starre Scheibe ausgebildet werden. Infolge der kinematischen
Trennung der beiden Glieder haben Formänderungen durch Temperaturschwankungen keinen
Einfluß auf die Spannungsbegrenzung. Es kann nun eine so konstante Federspannung
aufrechterhalten werden, daß die Zugkraft der Uhr während ihres Tragens mit der
konstanten Zugkraft der Gewichtsuhr verglichen werden kann.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Fig.l ist ein schematischer Grundriß des Uhrwerkes, von welchem nur
die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt sind; Fig.2
ist ein Schnitt nach der gebrochenen Linie I-II-III-IV-V-VI der Fig. 1, und Fig.3
zeigt das Drehmoment der Triebfeder in Abhängigkeit von den Federumgängen.
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Das Differentialgetriebe zum Betätigen der Schnappeinrichtung hat
ein fest mit einer auf einem Stift 16 der Werkplatte 17 lose wegnehmbar aufgesteckten
Büchse 1 verbundenes Übertragungsrad 2 mit einer Stirnzahnung 3 und einer Kronzahnung
4. Lose drehbar auf der Büchse 1 ist ein Sonnenrad 5 mit verlängerter Nabe 6 gelagert,
das mit einem Planetenrad 7 kämmt, welches drehbar auf einem zweiten Übertragungsrad
8 gelagert ist und außerdem mit der Kronzahnung 4 des Rades 2 im Eingriff steht.
Das Rad 8 ist lose drehbar auf der verlängerten Nabe 6 des Sonnenrades 5 angeordnet.
Von der Nabe 6 wird ein Abtriebrad 9 mitgenommen, das mit einem mit einer Nase 18
versehenen Steuerrad 10 im Eingriff steht, welches im Zentrum des Uhrwerkes mittels
einer Büchse 39 auf der Nabe 40 eines Zahnrades 41 gelagert ist und gleichzeitig
als Anzeigescheibe für den Spannungszustand der im Federhaus 11 untergebrachten
Triebfeder verwendet werden kann.
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Die Stirnzahnung 3 des Übertragungsrades 2 steht im Eingriff mit einem
Ritzel 12 des Federhauses 11 und das Übertragungsrad 8 mit einem Ritzel 13 der Federhauswelle
14. Beim Ablauf der Triebfeder und ruhendem Aufzug stehen Ritzel 13 und. Rad 8 still,
und das Federhaus 11 dreht das Steuerrad 10 mit Hilfe des Differentialgetriebes
im Uhrzeigersinn der Fig. 1. Beim Aufziehen der. Triebfeder durch das im Zentrum
des Uhrwerkes drehbar gelagerte Aufziehgewicht 15 mittels nicht dargestellter und
beschriebener NZittel überwiegt der Antrieb des Differentialgetriebes durch das
Ritzel13 denjenigen durch das Ritzel 12, und die Federhauswelle 14 treibt das Steuerrad
10 mittels des Differentialgetriebes im Gegenuhrzeigersinn der Fig.1 an. Dieser
Ablaufzähler kann grundsätzlich durch einen anderen ersetzt werden und bildet keinen
Teil des Erfindungsgegenstandes.
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Nahe der Federhauswelle 14 ist mittels des Stifts 19 auf der Werkplatte
17 das starre, scheibenförmige, gekröpfte Kippglied 20 verschwenkbar gelagert. Dies
Kippglied 20 ist an seinem dem Steuerrad 10 zugekehrten Ende als Gabel mit zwei
Zinken 21, 210 ausgebildet, zwischen denen sich auf weiter unten beschriebene Weise
die Nase 18 hin- und herbewegt-und abwechselnd mit der einen oder der anderen Zinke
zum Verschwenken dess Kippgliedes 20 in Berührung kommt. Auf der den Zinken 21,
210 abgekehrten Seite hat das Kippglied eine Einbuchtung 22, in welcher sich das
Ende einer bügelförmigen, vorzugsweise vorgespannten Feder 23 abstützt, die . mit
ihrem andern Ende bei 24 schwenkbar auf der Werkplatte.17 montiert ist, so daß sie
bei V erschwenken des Gliedes 20 ebenfalls schwenken kann. Die Feder 23 dient dem
plötzlichen Kippen des Kippgliedes 20, sobald die Nase 18 das Glied 20 über eine
seiner Zinken 21, 210 in eine weiter unten erläuterte Kipplage gebracht hat. Das
Kippglied 20 hat ferner eine Ausnehmung 25, in welche die Nase 26 eines scheibenförmigen,
mittels der Schraube 27 schwenkbar auf der Werkplatte 17 gelagerten Arretiergliedes
28 hineinragt. Das Glied 28 hat einen S-förmigen, federnden Arm 29, an dessen freiem
Ende ein durch eine Öffnung 42 der Werkplatte hindurchgehender Arretierstift 30
befestigt ist, der auf weiter unten beschriebenen Weise zum Arretieren des Aufziehgewichtes
15 in eine der Ausnehmungen 31 desselben eingreifen kann.
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Ausnehmung 25 und Nase 26 bilden zusammen eine Schleppkupplung, die
erst nach Überschreiten. der Kipplage des Kippgliedes 20 zum Betätigen des Arretiergliedes
28 zur Wirkung kommt. Vorher berühren sich Nase 26 und Warndung der Ausn.ehmung
25 nicht, und damit sich in diesem Zustande der Nichtberührung das Arretierglied
28 nicht ungewollt verschwenken kann, wird es durch eine schwache, an ihm anliegende
Feder 32 gehalten, die bei 33. an der Werkplatte 17 befestigt ist.
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Das Differentialgetriebe und die Teile 20 und 28 sind durch den Zifferblattbefestigungsring
34, -der mittels der Schrauben 35 und 27_ an .der Werkplatte 17 befestigt ist, axial
gesichert, - - : .
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Die dargestellte und beschriebene Vörrich"tung arbeitet wie folgt:
In der Stellung der Teile gemäß- Fig._1 -ist der Arretierstift 30 außer Eingriff
mit- dem Aufziehgewicht 15. Dieses schwingt daher, spannt die Triebfeder und treibt
das Steuerrad 10 mit der Nase 18 mittels der Federhauswelle und des Differentialgetriebes
im Gegenuhrzeigersinn der Fig. 1 an. Die Nase 18 steht im Eingriff mit der Gabelzinke
21 des Kippgliedes 20 und verschwenkt dieses im Uhrzeigersinn der Fig. 1. Die Wirkungslinie
36 der von der Feder 23 auf das Glied 20 ausgeübten Kraft verläuft noch auf der
vom Arretierglied 28 abgekehrten Seite der Drehachse des - Kippgliedes 20, übt also
ein Moment im Gegenuhrzeigersinn auf- das Glied 20 aus, so daß dieses noch von der
Zinke 21 -langsam verschwenkt wird und keine Berührung zwischen- der Wandung der
Ausnehmung 25 und der Nase 26 des Arretiergliedes 28 besteht, welches durch die
Sicherungsfeder 32 an einer ungewollten Schwenkung gehindert -wird. Bei. weiterem
Drehen des Kippgliedes 20 im Uhrzeigersinn unter der Wirkung der Nase 18 kommt der-
Moment, -wo die Wirkungslinie 36 die Drehachse des Gliedes 20 überschreitet und
zwischen diese und das Arretierglied 28 zu liegen kommt. Die Feder 23 übt nun ein
Kippmoment im Uhrzeigersinn auf das Glied20 aus- und wirft dieses sehr rasch in
diesem Sinne herum, so daß die Zinke 21 die Nase 18 verläßt und der Wandungsteil
37 .der Ausnehmung 25 auf die Nase 26 stößt und das Arretierglied 28 plötzlich im
Gegenuhrzeigersinn der Fig. 1 verschwenkt. Unter der Wirkung der Feder 23- wird
der Arretierstift 30 gegen die Innenfläche 38 des Aufziehgewichtes 15 gedrückt,
und sofern sich nicht gerade eine Ausnehmung 31 im Bereiche des Stiftes 30 befindet,
gleitet die Fläche 38 zuerst noch längs des Stiftes 30, bis dieser unter der Wirkung
der Feder 23 in eine Ausnehmung 31 einspringen und dadurch das Aufziehgewicht 15
stillsetzen kann, so@ daß nun das Steuerrad 10 zuerst stillsteht und hierauf durch
den Ablauf der Triebfeder sich unter der Wirkung- des Differentialgetriebes,
im
Uhrzeigersinn der Fig. 1 zu drehen beginnt. Das Auftreffen des Stiftes 30 auf die
Fläche 38 wird durch die federnde Wirkung des Armes 29 gedämpft. Der Stift 30 wird
durch die Feder 32 in Arretierlage gehalten. Äußere, also andere als durch das Kippglied
20 verursachte Einflüsse können den Stift 30 nicht aus seiner Sperrlage herausschnappen
lassen. Der von der Öffnung 42 begrenzte Weg des Stiftes 30 ist so bemessen, daß,
wenn z. B. das Glied 28 von Hand im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, dieses das Kippglied
20 nicht bis zur Kipplage aus seiner Arretierstellung herausschwenken kann, so daß
das Glied 28 beim Loslassen von der Feder 23 sofort wieder in die Arretierlage zurückverschwenkt
wird. In Arretierlage braucht der Stift 30 nicht unbedingt auf dem Grund einer Ausnehmung
31 aufzuliegen. Er kann sich an die Wandung der Öffnung 42 anlegen, wenn er sich
in der Ausnehmung 31 befindet.
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Nach einer vorgeschriebenen Entspannungsbewegung der Triebfeder stößt
die sich im Uhrzeigersinn bewegende Nase 18 gegen die Zinke 210 des Kippgliedes
20 und verschwenkt dieses langsam im Gegenuhrzeigersinn der Fig. 1, da die Wirkungslinie
36 der Feder 23 vorerst zwischen Arretierglied 28 und Drehachse des Gliedes 20 liegt,
das Drehmoment der Feder 23 also der Antriebswirkung der Nase 18 entgegenwirkt.
Der Wandungsteil 37 der Ausnehmung 25 verläßt die Nase 26, und das Arretierglied
wird nur noch durch die Sicherheitsfeder 32 in Lage gehalten. Bei weiterem Drehen
des Kippgliedes 20 im Gegenuhrzeigersinn unter der Wirkung der Nase 18 kommt durch
entsprechende Wahl der Entspannungsdrehung der Triebfeder der Moment, wo die Wirkungslinie
36 die Drehachse des Gliedes 20 überschreitet und auf die vom Arretierglied 28 abgekehrte
Seite dieser Drehachse zu liegen kommt. Die Feder 23 übt nun ein Kippmoment im Gegenuhrzeigersinn
auf das Glied 20 aus und wirft dieses in diesem Sinne herum, so daß die Zinke 210
die Nase verläßt und der Wandungsteil 43 der Ausnehmung 25 auf die Nase 26 stößt
und das Arretierglied 28, dessen Stift 30 bis jetzt in einer Ausnehmung 31 des Aufziehgewichtes
15 lag, plötzlich im Uhrzeigersinn der Fig. 1 verschwenkt, bis er an die Wandung
der Öffnung 42 anstößt. Der Stift 30, der auch in dieser Lage durch die Feder 23
gehalten wird, gibt das Gewicht 15 frei, und unter den nun einsetzenden Schwingungen.
desselben dreht das Differentialgetriebe das Steuerrad 10 mit der Nase 18 im Gegenuhrzeigersinn.
Auch aus dieser Ruhelage kann das Arretierglied 28 nicht durch äußere, also andere
als durch das Kippglied 20 bewirkte Einflüsse, also z. B. durch Drehung von Hand
im Gegenuhrzeigersinn in die Sperrlage hinübergeschnappt werden, da bei einer solchen
Gegenuhrzeigerschwenkung der Stift 30 an der Wandung der Öffnung 42 oder am Aufziehgewicht
15 anschlagen würde, bevor das Arretierglied 28 das Kippglied 20 bis zur Kipplage
aus seiner Ruhestellung heraus verschwenkt hat. Beim Loslassen würde die Feder 23
also das Glied 28 wieder im Uhrzeigersinn in die Ruhelage zurückführen. Nach einiger
Zeit stößt die Nase 18 bei ihrer Gegenuhrzeigerbewegung auf die Zinke 21 und verschwenkt
das Kippglied 20 im Uhrzeigersinn, so daß der Wandungsteil 43 der Ausnehmung 25
die Nase 26 verläßt, während das Arretierglied 28 von der Feder 32 in Außereingriffslage
mit dem Gewicht gehalten wird, wodurch die Stellung der Teile gemäß Fig. 1 wieder
erreicht ist und der beschriebene Zyklus von neuem beginnt. Die Nase 18 kann sich
in der Arretierendlage des Gliedes 20 für Handaufzug an der Zinke 21 und in der
Aufziehendlage des Gliedes 20 beim Ablauf des abgelegten Uhrwerkes an der Zinke
210 vorbeibewegen.
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Wie aus obigem ersichtlich, sind Spannungs- und Entspannungsdrehung
der Triebfeder durch die beiden immer gleichbleibenden Kipplagen des Kippgliedes
20 genau bestimmt, wo die Wirkungslinie 36 je nach der Drehrichtung auf die eine
oder andere Seite der Drehachse des Kippgliedes 20 übertritt. Da das Glied 20 eine
starre Scheibe ist und auch der Abstand zwischen den beiden Zinken 21 und 210 während
der Lebensdauer der Uhr keine Änderungen erfährt, so können diese Kipplagen und
damit Spannungs- und Entspannungsdrehung der Triebfeder keine ungewollten Änderungen
erfahren. Außerdem bleibt der Eingriff zwischen Nase 18 und Zinken 21, 210 sowie
zwischen Wandung der Ausnehmung 25 und Nase 26 immer einwandfrei gewährleistet.
Wählt man z. B. die beiden Kipplagen des Kippgliedes 20 so, daß nach Entspannung
der Triebfeder bis zum etwa 4,7. Umgang das Aufziehgewicht freigegeben und nach
dem Aufziehen bis zum 5. Umgang wieder arretiert wird, so erkennt man aus dem Diagramm
der Fig.3, daß die Triebfeder sich beim Tragen der Uhr dauernd in einem Zustande
beinahe konstanten Drehmomentes befindet. Dadurch ist jede unnütze Energieerzeugung
vermieden. Die Triebfeder und die kraftübertragenden Räder werden geschont, die
Lebensdauer des automatischen Aufzuges erfährt also eine wesentliche Erhöhung. Die
übliche Gangreserve von 45 Stunden kann mit größter Genauigkeit eingehalten werden.
Dies alles ist möglich bei einfachsten Bauteilen, die mit großer Genauigkeit hergestellt
werden können.
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Beim Aufziehen des Werkes von Hand ist die Triebfeder ganz aufgezogen,
lange bevor die Nase 18 bei ihrer Drehung im Gegenuhrzeigersinn etwa am Rad 9 anstoßen
könnte. Ebenso hat sich bei abgelegter Uhr die Triebfeder schon lange ganz entspannt,
bevor die Nase 18 bei ihrer Drehung im Uhrzeigersinn am Rad 9 anstoßen könnte.
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An Stelle der bügelförmigen Blattfeder 23 kann eine an ihrem einen
Ende schwenkbar gelagerte, vorzugsweise vorgespannte Schraubenfeder oder eine anders
geformte Feder treten. Man könnte die Ausnehmung 25 auch am Arretierglied 28 und
die Nase 26 am Kippglied 20 vorsehen. Die Schleppkupplung könnte auch aus einem
Schlitz im einen der Glieder 20, 28 und aus einem in diesen Schlitz hineinragenden
Stift des andern Gliedes bestehen. An Stelle der Feder 23 kann für das Arretierglied
28 ein anderes Haltemittel vorgesehen werden. Die Zinken 21, 210 könnten am Steuerrad
10 und die Nase 18 am Kippglied 20
vorgesehen sein.