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Verfahren und Einrichtung zum Schützen der Triebfeder von Selbstaufzuguhren
gegen übermäßiges Spannen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Schützen der Triebfeder von Selbstaufzuguhren gegen übermäßiges Spannen mittels
einer in den Aufzugkraftfluß eingeschalteten Rutschkupplung.
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Es sind bereits zahlreiche Schutzeinrichtungen für Uhrtriebfedern
gegen übermäßiges Aufziehen bekannt, bei denen im Zuge der Aufziehkraft eine Rutschkupplung
angeordnet ist. Weiter sind zahlreiche Schutzvorrichtungen bekannt, bei denen das
überspannen der Triebfeder durch die überwachung der Anzahl der Federwindungen verhindert
wird. Bei einem Teil dieser Vorrichtungen wird eine Wandermutter verwendet, um die
Federwindungszahl zu überwachen. Die Bewegung der Wandermutter wird dabei einerseits
von dem Federgehäuse und andererseits von der Federgehäusewelle gesteuert.
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Bisher war es also üblich, entweder die Rutschkupplung oder die Aufziehüberwachung
mit davon abhängiger Fesselung der Schwingmasse oder Unterbrechung des von ihr kommenden
Kraftflusses zum Schützen der Triebfeder gegen überbeanspruchung zu verwenden.
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Beide Arten von Schutzeinrichtungen haben jedoch bei der Anwendung
auf Selbstaufzuguhren gewisse Nachteile. Während bei der Aufziehüberwachung mit
Fesselung der Schwingmasse bei Erreichen einer bestimmten Federwindungszahl der
die Aufzugsmasse tragende Hebelarm unter Umständen über Gebühr beansprucht werden
kann, ist das von einer gewöhnlichen Rutschkupplung übertragbare Drehmoment nicht
konstant genug, sondern unter anderem von den Einflüssen der Temperatur, dem Verschleiß
der Kupplungsflächen und der Alterung der Feder abhängig.
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Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Schutzeinrichtungen sieht
das Verfahren zum Schützen der Triebfeder von Selbstaufzuguhren gegen übermäßiges
Spannen mittels einer in den Aufzugkraftfluß eingeschalteten Rutschkupplung gemäß
der Erfindung vor, daß der in der Rutschkupplung wirkende Axialdruck in Abhängigkeit
von der Zahl der Umgänge der gespannten Triebfeder verändert wird. Die Einrichtung
zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist so ausgebildet, daß eine für
Ablaufzähler in Selbstaufzuguhren bekannte auf einer Schraube laufende Wandermutter
in der Weise angeordnet ist, daß sie die unter Federdruck stehende Kupplungshälfte
gegenüber der festen Kupplungshälfte lüpft.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in dieser zeigt Fig. 1 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
bei welcher Schraube und Mutter konzentrisch zum Federhaus angeordnet sind, Fig.
2 eine Draufsicht des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform, bei welcher Schraube und Mutter außerhalb
des Federhauses liegen, Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten
Ausführungsform im Ausschnitt, die der zweiten ähnlich ist, bei der jedoch zusätzliche
Mittel vorgesehen sind, die die vollständige Entspannung der Triebfeder verhindern,
und Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform
im Ausschnitt.
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Bei der ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach den
Fig. 1 und 2 ist die Schwingmasse bei 1 drehbar gelagert; sie zieht die nicht dargestellte,
sich zwischen dem Federhaus 2 und der Federwelle 3 erstreckende Feder auf. Die Masse
liegt auf dem Arm 4 und treibt das Zahnrad 5 an, welches über den beweglichen Trieb
6 das eine oder das andere der Zwischenräder 7 und 8 in Drehung versetzt. Diese
an sich bekannte Anordnung hat den Zweck, ein Aufziehen der Feder in beiden Drehrichtungen
der Masse zu gewährleisten. Alle in den Fig. 1 und 2 eingetragenen Pfeile entsprechen
dem das Aufziehen der Feder bewirkenden Drehsinn der in Betracht gezogenen Räder.
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Das Rad 8 treibt über seinen Trieb 9 den Zahnring 10 an, der durch
eine Feder 11 zwischen Scheiben 12 und 13 festgeklemmt ist; die Scheibe 12 ist mit
dem
Trieb 14 und die Scheibe 13 mit der Scheibe 12 drehfest verbunden.
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Diese mit der Federwelle 3 gleichachsigen Glieder bilden eine Rutschkupplung.
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Vom Trieb 14 dieser Kupplung wird die Drehbewegung auf das Rad 15
und den Trieb 16 übertragen, wobei der Trieb 16 über das Rad 17 die Federwelle 3
antreibt.
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Während der Aufzug der Uhr im allgemeinen automatisch über den beschriebenen
Räderzug zwischen der Schwingmasse und der Federwelle 3 erfolgt, kann sie auch in
üblicher Weise über das Sperrad 18 aufgezogen werden. Das Federhaus 2 ist mit einem
Zapfen 19 verbunden, welcher zum Teil mit einem Gewinde 20 versehen ist und auf
dessen glattem oberem Teil die Kupplungsteile mit ihrem Trieb 14 drehbar gelagert
sind.
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Die Federwelle 3 weist ein viereckiges Loch 21 auf, in welchem eine
entsprechend profilierte, mit dem Gewinde 20 zusammenarbeitende Mutter 22 axial
verschiebbar angeordnet ist.
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Über dieser Mutter ist eine Scheibe 23 angeordnet, auf welcher sich
an der Scheibe 13 befestigte Zapfen 24 abstützen; diese Zapfen greifen durch entsprechende
Bohrungen in der Scheibe 12 hindurch.
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Der Zahnring 10 ist um die Zapfen 24 frei drehbar. Die Scheibe 13
ist gegenüber der fest angeordneten Scheibe 12 axial verschiebbar.
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Die den Zahnring 10 mit den Scheiben 12 und 13 verbindende Kupplung
ist wirksam, d. h. eingekuppelt, wenn die Feder 11 die Scheibe 13 gegen den Ring
preßt, die ihrerseits gegen die Scheibe 12 gedrückt wird. Das ist natürlich nur
dann möglich, wenn die Scheibe 23 den Zapfen 24 nicht im Wege steht.
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Wenn die Scheibe 23 den Zapfen 24 im Wege steht oder diese nur leicht
anhebt, nimmt der ausgeübte Druck ab oder verschwindet sogar ganz, so daß die Kupplung
rutscht oder unwirksam wird. Es findet also eine Begrenzung des auf die Triebfeder
übertragbaren Drehmomentes statt.
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Die Lage der Scheibe 23 hängt in an sich bekannter Weise nur von der
relativen Stellung der Wandermutter 22 und dem Gewindeteil 20 ab. Beim Aufziehen
wird die Federwelle 3 und mit ihr die Wandermutter 22 gegenüber dem Federhaus 2
und dem damit fest verbundenen Gewindeteil 20 im Uhrzeigersinn gedreht, bis die
Scheibe 23 gegen die Zapfen 24 stößt und so die Kupplung löst.
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Die Kupplung wird erst dann wieder wirksam, wenn das Federhaus 2 in
Pfeilrichtung so weit abgelaufen ist, daß die Scheibe 23 sich wieder von den Zapfen
24 löst.
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Die betrachteten Wirkungen treten natürlich auch auf, wenn sich das
Federhaus 2 und die Federwelle 3 gleichzeitig drehen, wobei die Wandermutter 22
sich je nach dem Verhältnis der beiden Drehungen hebt oder senkt. Es tritt also
in bekannter Weise eine Differentialwirkung auf.
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Es soll besonders darauf hingewiesen werden, daß das Auskuppeln immer
bei ein und demselben Drehmoment erfolgt.
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Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Rutschkupplung
und das Differentialgetriebe mit dem Federhaus gleichachsig sind, befinden sich
diese Teile beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 neben dem Federhaus.
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Das Federhaus 25 ist unter anderem mit dem Zahnrad 26 verbunden, während
die Federwelle 27 mit dem Zahnrad 28 verbunden ist. Diese beiden Räder folgen also
den Drehungen des Federhauses bzw. der Federwelle und übertragen entsprechende Bewegungen
auf die Räder 29 bzw. 30.
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Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine Kupplung mit zwei Scheiben
34, 35 vorgesehen, zwischen welchen der Zahnring 36 vorgesehen ist. Eine Feder 37
drückt diese Teile gegeneinander, sofern die Scheibe 32 nicht gegen die Zapfen 38
stößt und damit die Kupplung löst.
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Der Ring 36 wird ähnlich wie der Ring 10 nach Fig. 1 angetrieben.
Der Trieb 39 ist über nicht dargestellte Räder mit dem Federhaus gekuppelt.
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Bei den soeben beschriebenen beiden Ausführungsformen muß die Lage
der Mutter 22 bzw. 32 derart eingestellt werden, daß das Rutschen der Kupplung im
geeigneten Augenblick erfolgt.
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Bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 4 findet diese Einstellung
beim Aufziehen von Hand automatisch statt.
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Die im Ausschnitt dargestellte Vorrichtung ist derjenigen nach den
Fig. 1 und 2 im wesentlichen gleich, doch reicht das Schraubengewinde 40 nicht bis
an die Scheibe 41 heran, sondern es verbleibt ein glatter zylindrischer Teil 42
von solcher Höhe, daß die Mutter 43 ihren Eingriff mit dem Schraubengewinde lösen
kann.
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Beim Aufziehen von Hand, wird ein Steigen der Mutter bewirkt, die
schließlich auf den glatten zylindrischen Teil gelangt. Diese Lage entspricht der
gelösten Kupplung. Da der Kraftweg beim Aufziehen von Hand jedoch nicht über die
Kupplung verläuft, kann der Feder ohne weiteres ihre normale Höchstspannung gegeben
werden.
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Der Gewindebolzen 40, 42 dreht dabei leer, nachdem die Wandermutter
43 von dem Gewinde freigekommen ist.
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Sobald der Aufziehvorgang beendet ist, schraubt sich die Wandermutter
entsprechend dem Ablauf der Uhr wieder auf das Gewinde. Jede weitere durch den automatischen
Aufzug bewirkte Entkupplung findet immer bei derselben, durch den einmaligen Handaufzug
bestimmten Federspannung statt.
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Diese dritte Ausführungsform weist gegenüber den ersten beiden einen
weiteren Unterschied auf. Das Gewinde 40 ist verhältnismäßig kurz, so daß die Mutter
nach etwa fünf Umdrehungen ihre unterste Lage erreicht und gegen die Fläche 44 stößt.
Auf diese Weise wird auch die Größenordnung des Entspannens der Triebfeder begrenzt.
Diese sehr einfache Begrenzungsvorrichtung, die man auch bei den anderen Ausführungsformen
vorsehen könnte, gestattet es z. B., die fünf der besten Leistung entsprechenden,
durch das Entwicklungsdiagramm bestimmten Windungen der Feder zu benutzen. Durch
diese Ausbildung ist ein Aufziehen der stillstehenden Uhr von Hand nicht mehr notwendig,
da die Feder nach der kleinsten Bewegung der Masse schon genügend gespannt ist,
um das Werk richtig anzutreiben.
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Die vierte Ausführungsform nach Fig. S gleicht in allen Teilen derjenigen
der Fig. 3. Sie weist zur Übertragung des Drehmomentes zwei Scheiben 45 und 46 auf,
zwischen welchen der gezahnte Ring 47 geklemmt werden kann. An der Scheibe 45 befestigte
Zapfen 48 gestatten es, diese gegen die Wirkung der Feder 49 zu heben, um somit
das erwünschte Rutschen der Kupplung auszulösen. Die Steuerung der Kupplung
erfolgt
wieder durch die Mutter 50 und die Schraube 51.
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Der einzige Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3
besteht in der Anordnung einer zusätzlichen Feder 52, die zwischen der Mutter 50
und den Zapfen 48 liegt. Als Stützfläche für die Zapfen 48 ist eine zusätzliche
Scheibe 53 vorgesehen.
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Diese etwas mehr Raum beanspruchende Anordnung gestattet eine weichere
Auslösung der Kupplung. Die zusätzliche Feder 52 bewirkt, daß die steigende Mutter
die Kupplung nicht plötzlich, sondern allmählich löst. Auch bei den Ausführungsformen
ohne diese Feder findet auf Grund der Eigenelastizität der befestigten Teile ein
allerdings schnellerer stetiger Übergang vom ein- in den ausgekuppelten Zustand
und umgekehrt statt. Die Kupplung beginnt jedoch bereits zu rutschen, sobald das
durch sie übertragbare Drehmoment dem zum weiteren Spannen der Feder notwendigen
Drehmoment das Gleichgewicht hält.
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Aus diesem Grund handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung vielmehr
um eine Rutschkupplung mit stetig veränderlicher Drehmomentübertragung als um eine
eigentliche Kupplung mit nur zwei Stellungen.
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Sobald das eben genannte Gleichgewicht herrscht, bleibt die übliche,
dem Entspannen der Feder entgegenwirkende Klinke außer Betrieb, weil sich das Gleichgewicht
von selbst aufrechterhält und jedes Gleiten der Kupplungsteile zur Folge hat, daß
sich die Feder entspannt, die Mutter verschiebt und der Druck zwischen den Scheiben
zunimmt, d. h. das übertragbare Drehmoment vergrößert wird.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet also tatsächlich die
Begrenzung des Drehmomentes, bei welchem ein Rutschen der Kupplung eintritt.