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Geräuscharme Uhr Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr, die aus
einem Rohwerk besteht, das in einem eigenen Rohwerksgebäuse und dieses wiederum
in einem Uhrgehäuse oder in einem Gehäuse untergebracht ist, das gleichzeitig als
Rohwerks- und Uhrgehäuse dient.
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Alle Uhren dieser Art erzeugen mehr oder weniger störende Geräusche,
die durch bewegte Teile des Rohwerks verursacht werden. Den prozentual größten Anteil
verursacht z. B. das Aufzugsgeräusch eines Aufzugsmotors oder eines Elektromagneten
einer elektrischen Batterieuhr. Besonders unangenehm tritt das Geräusch von sogenannten
Klappankermagneten hervor. An nächster Stelle wirkt ein zu starkes Ticken der Gangpartie
störend. Uhrgeräusche sind für viele Zwecke untragbar, man denke beispielsweise
an die Verwendung einer Uhr für wissenschaftliche Dienste, an die Aufstellung in
Arbeits- und schließlich auch in Kranken- und Schlafzimmern. Zielsetzung ist, die
Geräusche, die als Schallschwingungen von der Uhr nach außen abgestrahlt werden,
zu beseitigen oder so zu vermindern, daß sie nicht mehr als störend empfunden werden.
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An sich ist die Geräuschbeseitigung auch in der Uhrentechnik nicht
neu. Bekannte Maßnahmen beziehen sich insbesondere auf die Herstellung von Einzelteilen
aus geräuscharmen Materialien, wie Kunststoffen, dem Einsatz von Lagerungen aus
elastischen Stoffen, ferner auf die Unterbringung des Rohwerks in Gehäusen, die
nur geringe Eigenresonanzen aufweisen. Auch ist bei Uhren bekannt, daß eine einzelne
Maßnahme selten zu einer befriedigenden Lösung führt, weil Störgeräusche oft an
mehreren Stellen eines Rohwerkes entstehen und demgemäß infolge verschiedener Ursachen
und Störquellen verschiedenen Klangeharakter aufweisen, entsprechend ihrer verschiedenen
Lage bzw. Resonanzlage in Teilabschnitten des Hörbereiches. Hieraus folgt, daß dem
Stand der Technik nach mehrere Entstörungsmaßnahmen gleichzeitig getroffen werden
müssen, die, wie Versuchsreihen an vielen Uhrentypen ergeben haben, in der Regel
eine Verringerung des Geräusches von 3 0 bis 40 % bringen können.
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Weitere umfangreiche Untersuchungen ergaben, daß ein Erhöhen dieser
Prozensätze nur mit mehreren gemeinsam angewandten Anordnungen und Maßnahmen qualitativ
besserer Art zu erreichen ist, wobei allerdings dadurch eine gewisse Einschränkung
des Endergebnisses in Kauf genommen werden müßte, daß die technisch-wirtschaftliche
Wertigkeit in keinem tragbaren Verhältnis zu den aufzuwendenden Mitteln und Kosten
stehen würde.
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Die vorliegende Erfindung löst die genannten Probleme mit relativ
geringem Aufwand an Mitteln und Kosten, und zwar so, daß nahezu alle Uhren, insbesondere
Batterieuhrwerkstypen, in breiter Streuung ihrer Konstruktionsarten sehr geräuscharm
hergestellt werden können. Damit sind zugleich die Voraussetzungen für die Herstellung
von Uhren geschaffen, die bei hoher Wertigkeit den allgemeinen Trend des (geräuschmüden)
Verbrauchers zur geräuscharmen, möglichst geräuschlosen, d. h. dabei preisgünstigen
Uhr berücksichtigt, ohne die Grundforderung nach Qualität und den notwendigen technischen
Fortschritt außer acht zu lassen.
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Dies geschieht bei einer Uhr der eingangs beschriebenen Art erflndungsgemäß
dadurch, daß deren Rohwerk - unter Anwendung des für Geräuschminderang an
sich bekannten Konstraktionsmerkmals, nämlich der Befestigung von Maschinen und
Maschinenteilen in Schwingungsminimumstellen ihrer Körper und ihrer Aufstellungs-
bzw. ihrer Befestigungsorte - in wenigstens einer seiner Schwingungsminimumstellen
mit Hilfe von Verbindungsmitteln mit einer oder mehreren Schwingungsminimumstellen
seines kohwerksgehäuses und dieses wiederum gegebenenfalls in ebensolchen Minimumstellen
des Uhrengehäuses befestigt ist, und zwar in einer Bauteilezusammenfassung und deren
kinematischen Zusammenschaltung derart, daß in stufen- und kaskadenartiger Ausbildung
ein mechanisches Breitbandfilter entsteht.
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In F i g. 1 und 2, also in zwei beispielhaften Fällen, ist
das Wesen der Erfindung sichtbar gemacht: 1. In F i g. 1 befindet
sich ein Rohwerk 1 innerhalb eines Rohwerksgehäuses 2 und diese wiederum
in einem Uhrengehäuse 3.
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2. In F i g. 2 dient dem Rohwerk 4 ein Gehäuse 5
gleichzeitig
als Rohwerks- und Uhrengehäuse.
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In den F i g. 3 bis 8 werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele
dargestellt.
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In den bisherigen Ausführungen von Uhrenkonstruktionen ist die Befestigung
des Rohwerks in den Gehäusen bzw. diese miteinander in beliebigen
Punkten
und Stellen der Gehäusewände vorgenommen, so daß störender Schall auf verschiedenen
Wegen nach außen dringen konnte. Anders ist es bei der Erfindung. In F i
g. 1 weisen die Ziffern 6, 7
und 8 auf Schwingungsminimumstellen
von Rohwerk, Rohwerksgehäuse und Uhrengehäuse, die miteinander durch Mittel
9 und 10 verbunden sind. Im Falle der F i g. 2 sind die Schwingungsminimumstellen
durch 11 und 12 und ein Verbindungsmittel durch 13 bezeichnet.
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Soweit das Rohwerk außerhalb der Schwingungsstellen zu schwingen vermag,
nimmt das zwischen Rohwerk und Rohwerksgehäuse befindliche Medium »Luft«, Ziffer
14, die Störschwingungen auf und, da es sehr elastisch ist, deformiert es diese
durch Kompensationen komplexer Art derart, daß das Rohwerksgehäuse infolge der geringen
Restamplituden und seiner Masseträgheit praktisch nicht mehr zum Mitschwingen neigt
bzw. nicht mehr ins Schwingen kommt. Im Falle 1 umhüllt ein Uhrengehäuse
das Rohwerksgehäuse, das mit den gleichen Maßnahmen und Mitteln ausgestattet und
der gleichen Befestigungsweise versehen ist. Zwischen beiden Gehäusen ist ebenfalls
ein zweites Luftmedium, Ziffer 15, das etwa doch noch vorhandene Restabstrahlungen
des Rohwerksgehäuses beseitigt. Die Entstörung und deren System ist offensichtlich.
Für eine Reihe von Uhrentypen genügt die einfachere Ausführungsart der F i
g. 2.
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Eine zweckdienliche Weiterbildung der dargelegten Erflndung erfährt
die Uhr dadurch, daß das Rohwerk konstruktiv durch Verteilung bzw. Aufteilung seiner
Bestandteilemassen so gestaltet ist, daß sich zwei gleiche Gewichtsteile mit einem
auf diese Weise geschaffenen Waagepunkt ergeben, wobei dieser durch Austarieren
derart zu liegen kommt, daß er so nahe, wie praktisch durchführbar, an die für die
Befestigung geeignete Schwingungsminimumstelle heranrückt.
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Mit der Durchführung der vorstehenden Maßnahme läßt sich eine weitere
Ausbildung des Erfindungsgegenstandes verbinden, nämlich, daß zwecks Hebung der
technischen Wertigkeit Waagepunkte und Schwingungsminimumstellen den Gehäuseinnenräumen
derart zugeordnet werden, daß der Lehre von Gestaltung und Form durch Mittel, wie
das der Symmetrie, des Goldenen Schnitts usw., entsprochen wird, wie es bereits
die Figuren zeigen.
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In manchen Konstruktionsfällen könnte die Befestigung in Schwingungsminimumstellen
kritisch sein, z. B. wenn die Befestigungsmittel infolge ihrer Dünensionierung über
die Schwingungsminimumstellen hinausragen. Auch benötigen die Verbindungsmittel
eine gewisse mechanische und räumlich bedingte Anpassung an die zu verbindenden
Bauteile. Es ist auch zu beachten, daß fabrikatorische Maßtoleranzen weite Grenzen
haben müssen, da hiervon abhängig die Wirtschaftlichkeit der Fertigung eine bedeutende
Rolle spielt. Deshalb ist es erforderlich, daß die Schwingungsminimumstellen eine
breitere örtliche Basis erhalten, indem der oder die vorgesehenen Befestigungsorte
# als Teil der Gehäusewandung betrachtet - besonders verstärkt ausgebildet
werden. Solche Verstärkungen sind der F i g. 3, mit den Ziffern
16 und 17 bezeichnet, zu entnehmen.
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Emie andere Art, die Schwingungsminimumstellen mit einer breiteren
örtlichen Basis zu versehen, kann erfindungsgemäß eine erhebliche Stabilität der
Gehäuse an diesen Stellen durch Verstrebungen, wie beispielsweise zusätzliche Wände,
erzielen. Die F i g. 4 erläutert dies durch die mit 18 und
19 eingezeichneten Streben oder Zwischenwände.
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Bei Anwendung der genannten Wände 18 und 19
entstehen
in den Gehäusen zusätzlich Räume 20 und 21, die weiteren Zwecken dienen können,
z. B. der Unterbringung und Halterung eines Energiespeichers, von elektrischen Kleingeräten,
Bauelementen und sonstigen Vorrichtungen.
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In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist es zweckmäßig, das
Rohwerk in einer Schwingungsminimumstelle 22 der Zwischenwand 18 des Rohwerksgehäuses
und das Rohwerksgehäuse in einer Schwingungsminimumstelle 23 der Zwischenwand
19
des Uhrengehäuses zu befestigen.
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In vielen Konstraktionsfällen ist es vorteilhaft, die Verstrebung
bzw. Zwischenwand mit der Außenwand des Gehäuses fest zu verbinden. Auch aus schwingungstechnischen
Gründen ist dies oft notwendig. Gegebenenfalls wird man ein Gehäuse mit Zwischenwand
in einem einzigen Fertigungsgang aus gleichem Material in einem Stück anfertigen.
In den F i g. 1
bis 5 ist dies dargestellt.
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Fast immer müssen betriebliche Fertigungsgegebenheiten und Wirtschaftlichkeit
gut miteinander ausgewogen werden, so daß es noch zweckmäßiger sein kann, an Stelle
von fest mit den Gehäusen verbundenen Zwischenwänden einschiebbare, plattenartige
Wände zu verwenden, die als »Grundplatte« bzw. Montageplatte für den gesamten technischen
Aufbau von Rohwerk und sonstigen noch miteinzubauenden Elementen oder Geräten beidseitig
dienen können, so daß bereits Schlußprüfungen vor dem Einbau in das Gehäuse am Uhrwerk
vorgenommen werden können und zum Einbau nur noch geringe Arbeiten auszuführen sind.
Daß der Sitz des Einschubes ausreichend fest ist, bedarf keiner näheren Erläuterung.
Die F i g. 6 zeigt die einschiebbare Zwischenwand als beidseitig bestückte
Montageplatte 24.
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Es gibt Uhrenkonstruktionen, die keineswegs als veraltet gelten würden,
wenn sie nicht einen geradezu lärmenden Aufzugsteil hätten. Hier sei das bereits
erwähnte Klappankerwerk genannt, bei dem die Anwendung des Erfindungsgegenstandes
besonders wirksam in Erscheinung tritt. Die Aufzugskraft wird in etwa einer Zehntelsekunde
auf den Kraftspeicher einer Uhr übertragen, sie erfährt damit eine durch diese kurze
Zeit bedingte Zusammenballung und zugleich eine große Impulsüberhöhung, die naturgemäß
ein lautes Geräusch zur Folge haben muß. Es ist daher für eine Impulsverbreiterung
beim Geräusch Sorge zu tragen, wodurch die Störamplitude einfach zusammensackt.
Dies gelingt in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die in F i g. 8
gezeigte Ausführungsform gewählt wird, bei der in die Verbindungsfuge zwischen Montageplatte
und dem Gehäuse ein halbfestes bzw. elastisches Mittel 25 einzufügen ist.
Neben der genannten Verkleinerung der Störamplitude ist damit gleichzeitig eine
Verkleinerung des Störgeräusches und dessen »Verlagerung« in Richtung niedriger
Frequenzbereiche verbunden. Durch Wahl der Elastizität des Mittels 25 verlegt
man die Störung vor allem außerhalb einer etwaigen Resonanzlage.
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Darüber hinaus zeigt die F i g. 8 den Erflndungsgegenstand
in der Ausführungsform eines Klappankeruhrwerkes
mit Stromversorgung,
das etwa im Goldenen Schnitt auf einer einschiebbaren Montageplatte befestigt ist.
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Es ist zweckmäßig, die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen
dem Rohwerk einerseits der Montageplatte und den anderseits derselben untergebrachten
elektrischen Geräten oder Elementen ganz oder teilweise flexibel - somit
Schall nichtleitend - auszubilden.
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In F i g. 7 ist als Verbindungsmittel zwischen Rohwerk und
Rohwerksgehäuse bzw. zwischen Rohwerks-und Uhrengehäuse eine Schraube,
26 und 27, ein Niet od. dgl. eingesetzt. Dieses Mittel kann auch mit
Vorteil in weichelastischem Material 28 und 29 gelagert sein, um etwa auftretende
Restgeräusche zu beseitigen.
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Schließlich ist der Erfindungsgegenstand durch eine weitere besonders
günstige Maßnahme abgerundet: Zwischen Rohwerk und Rohwerksgehäuse bzw. zwischen
Rohwerks- und Uhrengehäuse sind Dämpfungsglieder einzusetzen, die aus einfachen
Blöcken von elastischem Stoff (F i g. 4, Ziffer 30 und 31,
und F i g. 5, Ziffer 32 und 33, 34 und 35) bestehen.
Sie sind in den angegebenen Pfeilrichtungen hin- und herschiebbar und werden in
der Fertigung schließlich unverrückbar festgelegt. Es hat sich durch Versuche herausgestellt,
daß in der Serienherstellung ein einmal ermittelter richtiger Sitz nicht mehr geändert
zu werden braucht, so daß diese Dämpfungsglieder sofort in ihrer korrekten Lage
festgemacht werden können. Die Dämpfungsglieder sind praktische, eingesetzte Abstimmittel
für den Waagezustand, der eingangs erläutert wurde. Man kann sie, da sie nur einmal
eingestellt werden, als »Trimmer« bezeichnen.
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Faßt man alle erfindungsgemäßen Maßnahmen zusarnTnen, so wird ein
System deutlich, das in Stufen und in einer Kaskade aufgebaut ist, was auch in den
Figuren klar zum Ausdruck kommt.
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Durch das erfindungsgemäße System wird somit auf wirtschaftlich vertretbare
Weise die Geräuschentstörung bei Uhren weitgehender als bisher bekannt verbessert.
Leichte Handhabung und leichte Durchführbarkeit der erfinderischen Regel stehen
hierbei im Verein mit den Gestaltungsprinzipien, wie minimale Herstellungskosten,
minimaler Raumbedarf, kleinstes Gewicht, geringste Verluste usw., selbst der technischen
konstruktiven Schönheit ist im Erfindungsgegenstand Rechnung getragen.