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Schutzvorrichtung gegen das Überspannen der Uhrtriebfeder durch die
Aufziehschwingmasse Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzvorrichtung gegen das
Überspannen der Uhrtriebfeder durch die Aufziehschwingmasse.
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Bei Uhren, die selbsttätig durch eine Schwingmasse aufgezogen werden,
ist es unumgänglich notwendig, eine Schutzvorrichtung gegen das Überspannen der
Uhrtriebfeder vorzusehen.
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Unter den bisher verwendeten Schutzvorrichtungen dieser Art wird die
Schleppfeder offenbar dank ihrer Einfachheit am häufigsten getroffen. Außer dem
Nachteil, daß durch die Verwendung einer solchen Feder ein für die Uhrtriebfeder
wertvoller Platz im Federhaus verlorengeht, weist aber eine solche Feder auch noch
denjenigen auf, daß sie rutschartig arbeitet und daher nicht unschädliche Stöße
auf Uhrwerkteile, wie beispielsweise Zapfen, Lagerstellen, Verzahnungen, austeilt.
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An Stelle einer Schleppfeder sind auch schon Rutschkupplungen verwendet
worden. Diese sind auf einem Getriebeelement des zwischen der Schwingmasse und der
Federwelle angeordneten übertragungsgetriebes angeordnet. Eine zwischen zwei koaxialen
Rädern und%oder Ritzeln angeordnete Rutschkupplung kann aber meistens nicht derart
eingestellt werden, daß sie genau im Augenblick nachgibt, in welchem die Uhrtriebfeder
voll aufgespannt worden ist. Im übrigen haben solche Kupplungen auch noch den Nachteil,
daß die Reibungsverhältnisse sich mit der Zeit aus verschiedenen Gründen verändern,
was die Sicherheit der Arbeitsweise der Uhrtriebfeder stark gefährdet.
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Als weitere Schutzvorrichtungen sind ferner noch solche bekannt, bei
welchen ein Sperrorgan durch ein vom Federhaus und von der Federwelle betätigtes
Schraubengetriebe gesteuert wird und in die Bahn der Schwingmasse eintritt, zum
Zwecke, deren Bewegung anzuhalten, sobald die Spannung der Feder ein bestimmtes
Maß überschritten hat. Diese Schutzvorrichtungen haben aber den Nachteil, daß das
Sperrorgan sehr langsam in die Bahn der Schwingmasse eintritt, so daß diese letzte
nicht augenblicklich angehalten wird. Im Gegenteil sind Bewegungen der Schwingmasse
auch dann immer noch möglich, wenn das Sperrorgan mehr oder weniger die Sperrstellung
erreicht hat. Des weiteren wurde festgestellt, daß zufolge der Reibung zwischen
Sperrorgan und Schwingmasse kleine Späne vom Sperrorgan oder von der Schwingmasse
abgehoben werden, welche dann in das Uhrwerk eindringen und den Gang der Uhr schädlich
beeinflussen.
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Es sind auch schon solche Schutzvorrichtungen bekannt, bei welchen
ein der Übertragung der Bewegung von der Schwingmasse auf die Federhauswelle dienendes,
durch eine vom Federhaus und von der Federwelle betätigtes Schraubengetriebe, z.
B. ein in Form einer Wanderschraube gesteuertes Organ, ausgekuppelt wird. Diese
Schutzvorrichtungen eignen sich aber nur für solche Uhren, bei denen die Federhauswelle
durch die Schwingmasse nur in einem Drehsinn dieser letzten mitgenommen wird. Des
weiteren können diese Schutzvorrichtungen nur bei solchen Uhren verwendet werden,
bei welchen die Übertragung der Drehungen der Schwingmasse über eine mit einem Klinkenrad
zusammenarbeitende Klinke geschieht, und zwar derart, daß die Klinke in der Lage
ist, entsprechend der Spannung der Aufzugfeder die Verzahnung des Klinkenrades fortschreitend
zu verlassen. Sollen solche Schutzvorrichtungen bei Uhren verwendet werden, bei
welchen die Übertragung der Drehungen der Schwingmasse auf die Federhauswelle nur
durch Zahnräder geschieht, so besteht die Gefahr einer raschen Abnutzung der Verzahnung
desjenigen Rades, welches entsprechend der Spannung der Aufzugfeder fortschreitend
außer Eingriff mit seinem Nachbarrad zu gelangen hat.
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Um diese Nachteile bei Uhren, deren Selbstaufzugsvorrichtung zum Zweck,
die Drehungen der Schwingmasse in beiden Richtungen in gleichgerichtete Drehungen
eines Übertragungsrades umzuwandeln, eine Wippe aufweisen, welche in der Lage ist,
je nach dem
Drehsinn der Schwingmasse, zwei Extremallagen einzunehmen,
zu vermeiden, wirkt das durch das genannte Schraubengetriebe gesteuerte Organ mittels
eines Hebels erfindungsgemäß so, daß der Hebel die als übertragungsmittel in Selbstaufzuguhren
bekannte Wippe in ihrer Mittellage hält.
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Eine beispielsweise Ausführungsform ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 1-I in Fig. 2 durch
eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstete Uhr, Fig. 2 eine teilweise
Draufsicht auf diese Uhr, Fig. 3 eine Draufsicht auf einige Einzelheiten der Fig.
2 in einer bestimmten Stellung, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.
3, Fig. 5 eine Draufsicht auf einzelne in Fig. 2 dargestellte Teile, in einer anderen
Stellung, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 ein die
Wirkungsweise der Einrichtung veranschaulichendes Diagramm.
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In den Fig. 1 und 2 ist nur ein Teil der Grundplatte 1, des Federhauses
2, der Federhausbrücke 3 und der Organe der automatischen Aufzugvorrichtung dargestellt.
Der automatische Aufzug der Uhr wird durch die in der geometrischen Mittelachse
der Uhr um einen fest mit dem Uhrgestell verbundenen Bolzen 5 drehbare Schwingmasse
4 bewirkt. Die Schwingungen in beiden Drehsinnen der Schwingmasse 4 werden über
bekannte Organe, welche unter anderem im deutschen Patent 1007 702 näher beschrieben
sind, auf die Welle 6 des Federhauses 2 übertragen. Zu diesen Organen gehören unter
anderem ein mit der Nabe der Schwingmasse 4 fest verbundenes Ritze17, eine auf der
Schwingmasse frei drehbar um deren Nabe gelagerte Wippe 8, zwei auf der Wippe 8
gelagerte Ritzel 9 und 10, welche stets mit dem Ritzel 7 im Eingriff stehen, ein
Verbindungsrad 11, ein Trieb 12 mit Ritzel, welches das erste Trieb des Untersetzungsvorgeleges
bildet, ein zweites Untersetzungstrieb 13, ein Kronrad 14 und ein
auf dem vierkantigen Teil 16 der FederhausweIle 6 mittels einer Schraube
17 befestigtes Sperrad 15. Die Wippe 8 bringt das Ritzel 9 mit dem Verbindungsrad
11 oder das Ritzel 10 mit dem Trieb 12 in Eingriff, je nach dem Drehsinn der Schwingmasse
4.
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Es ergibt sich daraus ohne weiteres, daß die Aufzugeinrichtung das
Sperrad 15, unbekümmert um den Drehsinn der Schwingmasse 4, im Sinne des Pfeiles
a verdreht. Das Sperrad 15 wird an einer entgegengesetzten Drehung durch eine übliche
Rückhalteklinke 18 verhindert. Die im Federhaus 2 untergebrachte und nicht dargestellte
Aufzugfeder ist eine solche von gewöhnlicher Bauart, deren inneres Ende an der Federhauswelle
6 und deren äußeres Ende an der Trommel des Federhauses 2 befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verhinderung einer Überspannung
der Aufzugfeder weist ein frei um den Kragen 20 der Schraube 17 drehbares Malteserkreuz
19 auf, wobei auf dem gewindeten Schraubenbolzen 21 das Sperrorgan 22 aufgeschraubt
ist. Das Malteserkreuz 19 wird, ebenfalls im Sinne des Pfeiles a, durch einen Mitnehmer
23 schrittweise verdreht, welcher Mitnehmer an seinem Außenrand einen kreisförmigen
Teil 24 besitzt, welcher dazu bestimmt ist, das Malteserkreuz 19 zwischen seinen
schrittweisen Verdrehungen in einer bestimmten Winkellage zu halten, und wobei der
Finger 25 des Mitnehmers 23 bei jeder Umdrehung des Mitnehmers 23 das Malteserkreuz
19 um einen Schritt verdreht. Dieser Mitnehmer ist mit einem mit der Verzahnung
des Federhauses 2 im Eingriff stehenden Ritzel 26 verbunden.
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Wird nun durch die Schwingmasse 4 die Aufzugfeder in einem größeren
Maße gespannt, als sie durch den Antrieb des Uhrwerkes entspannt wird, so bewegt
sich das Sperrorgan 22 so weit nach oben, bis seine Oberseite in Berührung mit der
Gabel 30 des Armes 31 der Wippe 8 gelangt. Bewegt sich dann die Schwingmasse
4 von der Stellung in Fig. 2 ausgehend im Uhrzeigersinn weiter, so stößt das Sperrorgan
22 den Arm 31 nach oben. Dank dem Spiel der Wippe 8 auf der Nabe der Schwingmasse
4, demjenigen der Schwingmasse 4 auf dem Drehbolzen 5 und schließlich der Elastizität
des Armes 31 wird durch diese kleine Bewegung des Armes 31 keine Wirkung auf den
Gang des Uhrwerkes ausgeübt. Schließlich ist ohne weiteres einzusehen, daß diese
Bewegung eine sehr geringe sein wird, da die Wahrscheinlichkeit, daß sich die Schwingmasse
nach einer Reihe von aufeinanderfolgenden Schwingbewegungen der Uhr nur im einen
Drehsinn weiterbewegen wird, sehr klein ist. Das erste Mal, wo sich die Masse 4
nun im andern Drehsinn bewegt und dadurch das Ritzel 9 vom Verbindungsrad 11 getrennt
wird, schwingt die Wippe 8 im Gegenuhrzeigersinn um ihre Achse. Während dieser Schwingung
gleitet das gabelförmige Ende des Armes 31, welches bis jetzt auf der oberen Fläche
des Sperrorgans 22 auflag, von dieser ab, und die Wippe gelangt, dank der vorherigen
elastischen Rufbiegung, in die in Fig. 3 dargestellte Stellung, in welcher die Gabel
30 den zylindrischen Außenmantel 29 des Sperrorgans 22 umfängt.
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In dieser Stellung verhindert das Sperrorgan 22 den Arm 31 an einer
weiteren Verdrehung, so daß die Wippe außerstande ist, das Ritzel 10 mit dem Rad
12 in Eingriff zu bringen. Die Wippe 8 ist somit in ihrer Mittelstellung angehalten,
in welcher keines der Ritzel mit dem ihm zugeordneten Rad (Verbindungsrad 11 oder
Trieb 12) im Eingriff steht.
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Die Schwingmasse 4 ist so vollständig von der Federhauswelle losgekuppelt
und kann so frei um ihren Ruhbolzen schwingen, ohne daß dadurch die Aufzugfeder
der Uhr beeinflußt würde. Die Wippe 8 verharrt so lange in dieser Sperrstellung
(Fig. 3 und 4), bis das Sperrorgan 22 sich wieder nach unten bewegt und dadurch
den Arm 31 freigibt.
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Durch den Gang der Uhr verdreht sich das Federhaus im Sinne des Pfeiles
a, wobei es das Ritzel 26 im Gegenuhrzeigersinn mitnimmt. Bei jeder vollen Umdrehung
dieses Ritzels verdreht dessen Finger 25 das Malteserkreuz 19 um einen Schritt und
entfernt so den fest auf dem Malteserkreuz sitzenden Stift 27 von der Nase 28 des
Sperrorgans 22. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, beginnt der Stift 27 erst dann das
Sperrorgan 22 im Uhrzeigersinn zu verdrehen und damit das Sperrorgan 22 auf den
Bolzen 21 der Schraube 17 aufzuschrauben, wenn er die in Fig. 3 gestrichelt angedeutete
Stellung erreicht hat.
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Daraus geht hervor, daß, von der Sperrstellung gemäß Fig. 3 ausgehend,
das Federhaus sich ungefähr um eine volle Umdrehung verdrehen kann, ohne daß die
Federhauswelle durch die Schwingmasse 4 angetrieben würde, so daß die Feder auch
dann nicht maximal gespannt bleibt, wenn der Träger der Uhr diese letzte fortwährend
bewegt.
Findet eine solche Bewegung der Uhr nicht statt, so fährt
der Stift 27 fort, das Sperrorgan 22 auf den Schraubenbolzen 21 aufzuschrauben,
bis es in die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Lage gelangt, in welcher es gegen
die Fläche 32 der Schraube 17 ansteht.
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In dieser Stellung angelangt, kann sich das Sperrorgan 22 gegenüber
der Federhauswelle 6 nicht mehr verdrehen, so daß gleichzeitig auch das Malteserkreuz
19, der Mitnehmer 23 und das Federhaus 2 angehalten werden und die Uhr außer Gang
gesetzt ist.
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Man kann dabei den axialen Weg des Sperrorgans 22 so bemessen, daß
die Aufzugfeder im Innern des Federhauses 2, wenn das Sperrorgan 22 seine untere,
in Fig. 6 dargestellte Lage erreicht hat, nicht vollständig entspannt ist.
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Das Diagramm nach Fig. 7 veranschaulicht die Spannungs- und Entspannungskurve
der Aufzugfeder. Die in Richtung des Pfeiles b schief gemessene Ordinate gibt die
Größe des Drehmomentes der Aufzugfeder an, während die Spannumdrehungen der Federhauswelle
ihrerseits auf der Abszisse aufgetragen sind. Das Diagramm bezieht sich auf eine
Aufzugfeder, welche nach 61/_ Umdrehungen der Federhausweile 6 gespannt ist. Die
Abszisse d entspricht den Spannumdrehungen der Feder (ungefähr 1 Umdrehung), wenn
das Sperrorgan 22 sich in seiner in Fig. 6 dargestellten Lage befindet, während
die Abszisse e (6 Umdrehungen) der Anzahl von Spannumdrehungen der Feder entspricht,
wenn das Sperrorgan 22 sich in seiner in Fig. 4 dargestellten Lage befindet. Die
beschriebene Aufzugfeder arbeitet also zwischen 1 und 6 Spannumdrehungen und verhindert
jedes Prellen oder sonstige schädliche Beeinflussung des Ganges der Uhr.
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Wird die Uhr während relativ langer Zeit keinen Lageänderungen unterworfen
und steht sie so mit der Zeit still, so genügen an sich geringfügige Lageänderungen,
um die Uhr richtig in Gang zu setzen, da, sobald die Aufzugeinrichtung die Welle
6 um einen relativ kleinen Winkel verdreht hat, die Nase 28 den Stift 27 freigibt,
da jetzt der Schraubenbolzen 21 und das Sperrorgan nicht als Schraubengetriebe zusammenarbeiten,
sondern sich das Sperrorgan zusammen mit dem Bolzen 21 dreht. Dadurch können auch
das Malteserkreuz 19 und mit ihm der Mitnehmer 23 und das Federhaus 2 frei umlaufen.
Sobald diese Freigabe erfolgt ist, entwickelt die Aufzugfeder ein genügend großes
Drehmoment (entsprechend der Ordinate f der Fig. 7), um einen richtigen Gang der
Uhr zu gewährleisten. Daraus geht hervor, daß die Uhr ihren richtigen Gang beibehält,
ohne daß in bezug auf die den Aufzug bewirkenden Lageänderungen besondere Rücksicht
genommen werden müßte.
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Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Uhr auch eine Handaufzug
einrichtung besitzen könnte, welche über das übliche Übertragungsrad auf das Kronrad
14 wirkt.
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Es ist weiter selbstverständlich, daß die beschriebene Einrichtung
zur Verhinderung einer übersnannung der Aufzugfeder unwirksam wird, sobald die Uhr
von Hand aufgezogen wird. Beim Handaufzug ist aber die Gefahr des Überziehens praktisch
ausgeschlossen, da der Träger ohne weiteres fühlen wird, wenn die maximale Spannung
der Aufzugfeder erreicht ist.
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Es geht aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles hervor, daß
diese Einrichtung auch bei andern Arten von automatischen Uhren verwendet werden
kann, vorausgesetzt, daß die betreffenden automatischen Aufzugeinrichtungen eine
in zwei Extremalstellungen wirksame Wippe besitzen, wobei die Extremalstellungen
je nach dem Drehsinn der Schwingmasse gewechselt werden und die Wippe einen Arm
besitzt, der bis über die Räder 19 und 22 reicht, welche auch an anderer Stelle
als überhalb des Federhauses angeordnet sein können.
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Inbesondere wäre auch eine Anordnung denkbar, bei der die Wippe nur
ein einziges Ritzel besitzt, welches dazu bestimmt wäre, je nach dem Drehsinn der
Schwingmasse mit dem einen oder andern von zwei Aufzugrädern in Eingriff zu kommen.
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Des weiteren wäre es auch möglich, Sperrorgane anderer Art vorzusehen,
ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu sprengen.
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Was den Zusammenbau der einzelnen Teile der beschriebenen Uhr angeht,
so können diese alle, mit Ausnahme des Ritzels 26, des Mitnehmers 23 und der Brücke
33, eingesetzt werden. Die soweit zusammengebaute Uhr kann dann im Prüfstand geprüft
und ohne Schwierigkeiten eventuell eingestellt werden. Anschließend können der Mitnehmer
23, das Ritzel 26 und die Brücke 33 eingesetzt werden, nachdem vorher die gegenseitige
Stellung des Malteserkreuzes 19 und des Sperrorgans 22 in bezug auf die Spannung
der Antriebsfeder bestimmt worden sind. Ein solcher Zusammenbau ist ohne weiteres
möglich, da alle Teile zugänglich sind, und zwar auch dann noch, wenn bereits die
Schwingmasse 4 eingesetzt ist, wie dies aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht.