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Antriebs= und Hemmungselement für Gangregler bei Uhren oder ähnlichen
Apparaten Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebs= und Hemmungsele=
ment, bei dem es darauf ankommt, mit möglichst geringen funk= tionsstürenden
Einflüssen eine Kraftübertragung -von möglichst
konstanter Größe-
zwischen einem Räderwerk und einem Regler
und zusätzlich einen Ablauf
des Räderwerkes -in drehwinkelglei= chen Teilen--nach zeitlicher Maßgabe
des Reglers zu vollziehen.
Es ist eine Anzahl von Antriebs= und Hemmungssystemen
bekannt, von der aber nur die wenigsten den gestellten Anforderungen
annähernd gerecht werden.
Von den bekannteren Arten nun, ist die Zylinderhemmun&wegen
ihrer hohen Reibungewiderstände an den Funktionsteilen und der
großen
Empfindlichkeit gegen magnetische Einflüsse, praktisch
gänzlich außer Gebrauch
gekommen.
Die Chronometerhemmung verlangt mit ihren vielen Hauteilen
und
ihrer hohen Funktionsempfindlichkeit soviel Präzision in
der Fertigung
und Montage, sowie bei den Justierungearbeiten, daß weder eine rationelle
Fertigung noch eine preisgünstige Gesamterstellung von Werken mit dieser
Hemmungsart erreicht
werden kann.
Die Freie Ankerhemmung
mit ihren vielen Unterarten -Roskopfgang, Stiftankergang, Sehwebeankergang,
Schweizer Ankergang usw.-ist vorerst das meistverwendete Antriebs=
und Hemmungselement.
Die weite Verbreitung geht auf die Eigenheit zurück,
daß diese
Art auch bei mehreren -allerdings in engen Grenzen gehaltenen-Funktionsfehlern
noch annehmbare Gesamtresultate leifern kann.
Sehr nachteilig
wirkt sich bei diesen Antriebs- und Hemmungs= arten aus, daß der Regler
bei jeder Halbschwingung mit sämt= liehen Funktionsfehlern und
schwankenden Reibungswiderständen der Räderwerks=, Antriebs= und Hemmungsteile
gestört wird.
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Für den Ablauf der Antriebs= und Hemmungsfunktionen
sind außerdem soviele Einzelteile erforderlich, wie Ankerrad, Anker
mit
Gabelteil, Ankerwelle, 2 Ankerstifte oder -paletten, Ankerbrücke,
Brückenbefestigungsschrauben, Ankersicherungsmesser, 2 Anker= gabelbe grenz-ungsstifte,
Hebestein oder -stift, und Sicherungs= rolle!, Als Funktionsdaten
sind zudem noch die Ruhewinkel, die
Heb;::ugswinkel, die Winkel
des verlorenen Wegs, die Ankergabel= hornluft beiderseits zum Hebestein,
der Abfall, der innere Fall,
der äußere Fall, das Gabelspiel des Hebesteins
, die Messerluft
beiderseits der Sicherungsrolle und die Anzugswinkel der
Anker=
paletten zu überprüfen bzw. einzustellen.
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Diese Vielzahl von Bauteilen und Meßdaten macht die
Ankerhem= mung kompliziert und verlangt -vor allem in der Montage- beson=
ders gute Fachkräfte mit entsprechend hohem Entgelt und zudem
werden
noch teuere electronische Prüf- und Kontrollgeräte be= nötigt, was
zusammengenommen die wirtschaftliche Fertigung der
Einzelteile in eine untergeordnete
Rolle zum Preisbild des
fertigen Produktes drückt. Alle weiteren bekannten
Antriebs- und Hemmungsarten sind durch
die technischen
Weiterentwicklungen -vor allem der zuvorbenan= nten Freien Ankerhemmung-
und neuerdings durch eleetronische Schwing- und Regelanordnungen überholt
worden.
Bei der Gruppe der Batterieuhren wird hin und wieder das Räder=
werk
von Reglerantrieben aus weitergeschaltet, wobei dann für
die Kraftübertragung
vom Regler zum Räderwerk hin, ein auf der
Reglerwelle festmontierter Doppelwendelteil
in Eingriff mit
einem drehbar gelagerten und mit einer Bremsauflage
versehenem
Schaltrad steht.
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Bei dieser Anordnung muß das Schaltrad bei jeder Halbsehwin=
gung des Reglers eine Fortschaltung des Räderwerkes ausführen,
was
bei der Vielzahl der schwankenden Reibungseinflüsse -die
diese
Art an den Regler heranführt- ein wesentlicher Nachteil
ist. Durch
den ständigen Eingriff des Schaltrades in die Doppelwendel an
der Reglerwelle, ergibt sich während des Schwing=
vorganges
des Reglers ein mehr oder weniger starkes Schleifen
des Schaltradzahnes
zwischen den Führungsblechen der Doppelwendel, was wiederum die
Reglerschwingungen unterschiedlich
hoch belastet. Hierdurch wird das
Gangresultat des Reglers zu
Ungunsten beeinflußt.
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Außerdem zeigt diese Anordnungsart einen erhöhten Abrieb
an den Funktionsteilen, bedingt durch den ständigen und langen
Reibungsweg der Schaltradzähne zwischen den Führungsblechen
der Doppelwendel und ergibt zusätzlich noch eine besonders
hohe
Empfindlichkeit dieser Anordnung gegenüber der axialen und der Zapfenluft
der Reglerwelle, sowie gegen hagenverän= derungen des Werkes.
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Weiter ergibt sich bei der Gruppe der Reglerantriebe
ein großer
Nachteil dadurch, daß diese Regler alle entweder mit Spulen,oder
Dauermagneten und zusätzlich manchmal noch mit Gewichtsstücken
zum
Unwuchtausgleich bestückt sind. Diese sperrigen Stücke erfordern
nicht nur einen erhöhten Raumbedarf, sondern machen
vor allen den Regler
.stark empfindlich gegen huftdrueiverände= rungen, die dann
ein schwankendes Gangresultat zur Folge haben.
Durch das erfindungsgemäße
neue Antriebs- und Hemmungselement werden den bekannten Arten gegenüber
ganz beachtliche und
wichtige Verbesserungen erreicht. Besonders auch
1r.. Hinblick auf die ständig größer werdende Produktionsziffer
der Batterie=
getriebenen Werke und der steigenden Verwendung
von gunatatoffen erbringt das neue Antriebs- und Kemmungselemen:,dureh
sein
unkomplizierte Form- und Punktionsweise,gekoppelt mit der
Stär= kung und Erhöhung der Gangstabilität von bewährten Realerrf
von
sogar unterschiedlichen Systemarten, beachtliche Fortschritte.
Zuerst
ist die merkliche Verminderung von Funktionsteilen zu
benennen,
da nunuehr außer den eigentlichen Antriebs- und Hem= mungseletent
nur noch ein Schaltrad, ein Hebestift und ein Aus=
löselappen
benötigt werden.
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Außerdem werden durch die feste Verbindung der Treibteder
mit
der Verkplatine die eo unangenehmen erheblich ge= mindert, da
nunmehr das z.B. bei Ankersystemen bekannte Klopfen,
der
in ihren Lagerungen hin und her schlagenden Ankerzapfen -bedingt durch
die wechselseitige Belastung den Ankers im Funk= tionsablauf- gänzlich
entfällt.
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Ferner macht der geringe Massenanteil den neuen Antriebs-
und
Hemmungselementes diese Neuerung besondere unempfindlich gegen
Bewegungseinflüsse
und Luftdruckveränderungen.
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Sodann ist die Reibungsgröße und der Verschleiß zwischen
Hebe=
seift und Antriebsstift, durch die in die Kreisbewegung
den
Hebestiftes hineinlaufende und spitzwinklig kreuzende Bahn
den Antriebsstiftes, gegenüber den bislang entgegengesetzt
verlaufenden Bögen von Hebestift und Ankergabel bei anderen
Systemen,
erheblich abgemindert.
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Durch die nur bei jeder zweiten Halbschwingung den Reglers
wirksam werdende Kraftübertragung zwischen Räderwerk und Regler über
das neue Antriebs- und Hemmungselement, wird außerdem
der bevorzugte Antrieb mit verlorener Schlag verwirklicht,
damit der Regler einen besonders langen Weg unbeeinflaßt durohsahwin=
gen kann. Erreicht wird dies dadurch, daß der Regler bei einer
Schwingung
seinen Impuls von der sich entspannenden Treibfeder den neuen Antriebs-
und Beiaitmgetletents erUlt, bei der darauf r folgenden Schwingung
den Reglers aber die Auslösung der Treib=
federkraft durch das
Schaltrad des Bäderwerkes gesperrt ist.
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Ein Vorteil den neuen Antriebe- und He@arnagselementes
ist auch
darin zu erkennen, da# es trotz der vielen erbrachten
Vorteile
gegenüber den bekannten Arten einen noch geringeren
Raumaa= epruch fordert als alle anderen Arten.
Ein wichtiger
Vorzug des neuen Antriebe- und Hemmungselementes
ist zudem die konstante
Treibkraftabgabe an den Regler, durch
die eine merkliche Steigerung
der Gangstabilität und somit des
Gesamtresultates des Werkes erreicht
wird. Die konstante An-
triebskraft ist gegeben, da auf den Entspannungsvorgang
der
kraftübermittelnden Treibfeder, keine sich ständig ändernden
Reibungsgrößen
auswirken können, wie sie sonst z.B. von Ankerzapfen in ihren
hagern herrühren und von Ankerpaletten zusam-
men mit den Hebeflächen der
Ankerradzähne verursacht werden
und noch zusätzlich durch unterschiedliche
Ankerradzahnverhältnisse -bei Stanzteilen oder Massenfräsungen- und von un= terschiedlich
starken Antriebskräften -einer durch Ablauf schwä= eher werdenden
Zugfeder und Reibungsverschiebungen im Räderwerk, durch ungleichmäßige Zahnkopf-
und -flankenoberflächen, sowie
Rundlaufverschiedenheiten
von Trieben und Rädern des Räderwer= kes und Unwuchteinflüssen
von Uhrzeigern besonders bei größeren
Werken-.
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Weiterhin läßt sich durch eine mögliche und anzuratende Prä=
gung
des neuen Antriebs- und Hemmungselements direkt aus der
Werkplatine heraus
eine Teileeinsparung erreichen mit zusätz= lichem Vorteil der
Einsparung von Montage- und Justierarbeiten. Sodann ist
die wartungsfreie Funktion durch eine mögliche und zweckmäßige Kunststoffausbildung
mit inkorporierten Schmier=
stoffteilchen zu erreichen, welche die Ö1-
und Verschleißpro=
bleme ausschließt und die Funktionsstabilität des neuen
An=
triebe- und Hemmungselements auch unter großen Wärme- und
Kälteeinflüssen
sichert.
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Ebenfalls ist die absolute Unempfindlichkeit des neuen An= triebe-
und Hemmungselemente gegenüber magnetischen Einflüs= sen zu benennen,
was vor allen Dingen Bedeutung bei der Verwendung von elektrischer Energie
in Werknähe oder am Werk selbst
hat.
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Ferner wird durch das neue Element die Unterbrechung der Dreh=
bewegung
des Schaltrades durch den Spannstift über die Nocken=
gleitbahn
und den nachfolgenden Spannvorgang der Treibfeder
weich abgefangen,
wodurch ein hartes Einschlagen in die Schalt=
radkerbungen
vermieden wird und die damit verbundene Entstehung
von Einbuchtungen
im radialen Teil der Schaltradkerbung, was
sodann die Auslösung
der Spannfeder durch den Regler erschweren
würde. Zudem wird durch
die weiche Unterbrechung der Drehbewe= gung des Schaltrades ein geräuscharmer
Räderwerkeablauf erzielt.
Die in entspanntem Zustand einen stumpfen
Winkel bildende Treib
feder des neuen Antriebs- und Hennungselements,
erweckt durch
diese Anordnung,während der Bewegungsvorgänge
der Treibfeder unterschiedlich lange Bewegungsstrecken der an der
Spannfeder befindlichen Stifte für Antrieb und Aufspannung bzw. Auslösung.
Hierdurch wird erreicht, daß erstens ein günstig großer Siehe=
rungsabstand
zwischen Antriebs- und Hebestift während der Phase
des Passierens
von dem Hebestift an dem Antriebsstift vorbei,
sowie ein ausreichender
Antriebsweg für die Impulsgabe an den
Regler verbleibt. Zusätzlich wird
durch den geringen Weg des
Spannstiftes ein entsprechend geringer Schaltweg
für das Räderwerk benötigt, was sich günstig auswirkt auf das erzielbare
Übersetzungsverhältnis
des Räderwerkes und außerdem die Ver= wendung von besonders schnell schwingenden
Reglern ermöglicht, da der Spannvorgang der Treibfeder sehr kurz zu
gestalten ist.
Bei den Arten der Reglerantriebe läßt sich durch das
neue
Antriebs- und Hemmungselement eine merkliche Gangstabilität
erreichen.
Hier ist besonders die merkliche Verringerung der
auf den Regler
Einfluß nehmenden schwankenden Reibungewider= stände der bekannten
Fortaehaltanordnungen von Bedeutung.
Durch Verwendung eines Schaltrades
mit aperrsahnähnlieher Aus=
bildung, läßt sich das neue Antriebs- und
Hemmungselement als
Treibelement in einer, der den Räderwerksantrieben
kraftfluß= mäßig entgegengerichteten Arbeitsweise, reglergetriebenen
Funktionsweise verwenden, wobei der Regler also die Energie
für
die Fortachaltung des Räderwerkes über ein Schalt- oder
Treibelement
liefert.
Vor allen, wenn das Sohaltrad in seiner Drehrichtung
zur Treib=.
feder hin weiterauachalten ist, wird der Regler bei der
erfor-
derlichen Portsohaltung den Schaltrades um den durch die
Verzahnung bestimmten Winkelbetrag nicht mehr wie sonst durch die
schwankenden
Räderwerkswiderstände ungünstig beeinflußt, sondern
erfährt durch das neue
Antriebs- und Hemmungselement eine gleich-
bleibende Belastungsgröße,
die das Gangresultat den Werken er-
heblich verbessert.
Erreicht
wird dieser Vorteil dadurch, daß die Treibfeder durch
den antreibenden Regler
gespannt wird, die lortachaltung den
Räderwerkes sodann aber durch
den Entspannungsvorgang der Treib=
feder erfolgt. Während der Arbeitsschwingung
den Reglers wird
das Räderwerk also nicht fortgeschaltet
oder angetrieben und
dadurch schließen sich störende Einflüsse vom
Räderwerk auf den
Regler aus.
Durch die mögliche Doppelverwendung
den erfindungsgemäßen Antriebs- und He-mungselenentes für Regler-
und Räderwerks= antriebe, ergibt sich für die Fertigungsbetriebe der Vorteil,
daß
im Sortimentsangebot verschiedenartige Werkstypen die glei-
che Werksplatine
haben können, wobei ein teuerer Werkzeugsatz eingespart werden kann.
Bei
dem neuen Antriebs- und Hemmungselement erfüllt sich der
geforderte
Funktionskomplex durch folgenden Ereignisablauf: Bei gespannter Treibfeder
(1) ruht der Spannstift (2) in der
Sehaltradkerbung (5). in dieser
Lage ist der Spannstift in
Scheitelpunkt eines rechten Winkele
zur Treibfederbefestigung einerseits und zur Schaltradmitte
hin andererseits. Hierdurch wird den nachfolgenden Auslösevorgang
der gespannten Treibfeder
durch den Auslöselappen (9) den Reglern
über den Spannstift
ein nur minimaler Widerstand entgegengebracht.
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Der Regler ('i) schwingt nun gegensätzlich der Drehrichtung
den
Schaltrades (4) mit den Auslöselappen den Spannstift
entgegen
und mit den Hebestift (8) den Antriebnntift (3) entgegen.
Hebestift
und Auslöselappen sind nun am Regler derart zuge-
ordnet,
daß der Auslöselappen den Spannstift der gespannten Treibfeder erst
dann berührt, nachdem der Hebestift den An=
triebsstift gerade passiert
hat.
Bei Fortführung der Reglersehwingung wird durch den Auslöse=
lappen
der Spannstift aus der Sehaltradkerbung ;(5) gehoben
und
zwar bis zu dessen Oberkante.
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Sobald der Spannstift die Sehaltradkerbung
verlassen hat, ist
dadurch die Treibfeder zur Entspannung
freigegeben und gleich=
zeitigauoh das Schaltrad (4) der Sperrung
seiner Drehrichtung enthoben.
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Während den Entapamnungsvorganges der Treibfeder (1)
verändert sich diese in der Form von einem fast gestreckten zu einem
stumpfen
Winkel, wodurch sich -mitbedingt durch die Zuordnung
der Treibfeder
zum Reglerdrehpunkt- der Abstand den Spannstif= tes zum Reglerdrehpunkt
hin verringert und somit von dem Aus=
löselappen (9) abschnellt.
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Der an Scheitelpunkt der winkelförmigen Treibfeder
angebrachte Antriebsstift (3) beschreibt während den Entspannungsvorganges
der Treibfeder eine. bogenförmige Bewegung, die in die Drehrich= tung
desReglers (7) fällt und die Kreinbahn den Hebestiftes (8)
in einem spitzen Winkel zur Reglermitte hin schneidet
und dem
Regler über den Hebestift einen Impuls verleiht.
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Gleichzeitig mit den Entspannungsvorgang der Treibfeder
beginnt das Schaltrad (4) mit seiner Drehbewegung, ermöglicht durch die
Freigabe der Drehrichtung durch den Spannatift (2) und die am Schaltrad
wirkende Kraft einer Zugfeder, eines
Gewichtes oder Elektromotors. Die
Gleitbahn den Schaltrad=
noekeas (6) wird hierdurch den freien
Spannstift entgegenge= führt und drückt in weiteren $ewegungaablauf
den Spannstift über die nach innen zum Schaltrad hinweisende
ioekenbahn in
die nachfolgende Schaltradkerbung (5).
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Der nun vor den radialen Teil der Sehaltradkerbung
verbleibende
Spannstift brennt durch die nun. einsetzende Aufspannung
der
Treibfeder die Drehbewegung des Schaltrades und bringt
diesen
nach Vollzug des Aufspanavorganges zum Stillstand.
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Bei der Rückschwingung des Reglers (7) erfolgt keine
Auslösung der bereits wieder gespannten Treibfeder. Der Hebestift (8)
hat
freien Durchlauf bei gespannter Treibfeder und der Auslöse=
lappen
(9), der bei der Reglerrückschwingung wieder auf den
Spannstift (2)
trifft, drückt jetzt das federnd dünn ausge= bildete Spannstiftoberteil
in Drehrichtung den Reglern um,
da ja das Spannstiftunterteil
bei dieser Bewegungsrichtung in
der Schaltradkerbung verbleiben
mu9; und somit kann der Regler
während der Rückschwingung seine
antriebslose Phase fortsetzen.
Bei der Fortschaltfunktion von Räderwerken
durch das neue
Antriebs- und Hemmungselement von Reglerantrieben aun,
drückt der Hebestift (8) während der Arbeitnaehwingung den Reglers
gegen
den Antriebsstift (3), wodurch die Treibfeder (1) ge-
spannt
wird.
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Bei fortschreitendem Spannverlauf wird der Antriebsstift dann
soweit vom Reglerdrehpunkt abgedrängt -bedingt durch den be= reits
beschriebenen Verlauf der Bewegungsbahn des Antriebs=
stiftes zur Kreisbahn
des Hebestiften, die ja spitzwinklig geschnitten wird- daß er von
dem Hebestift abgleiten muB und
die Treibfeder dann in ihre
stumpfwinklige Ausgangsstellung zurückschnellt.
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Während
des vorbeschriebenen
Spannvorganges der Treibfeder
gleitet
der Spannstift
(2), der mit den sperrzahnähalichen
Schaltrad in Eingriff
ist, über die Steigbahn des nachfolgen=
den Sperrzahnes
in die Kerbung
zum nächsten Sperrzahn
ein.
Mit dem nachfolgenden Entspannungsvorgang
der Treibfeder, wobei
diese in ihre stumpfwinklige Ausgangsstellung
zurück=
schnellt, wird mit der erzwungenen Spaanatiftbewegung zur» Reglerdrehpunkt
hin das Schaltrad um einen Teilungswinkel
betrag gedreht.
Bezugszeichen:
| Treibfeder 7 Regler |
| 2 'Spannstift 8 Hebestift |
| 3 Antriebsstift 9 Auslöselappen |
| 4 Schaltrad 10 Werkplatine |
| 5 Schaltradkerbung 11 Schaltrad mit |
| 6 Schaltradnocken Sperrzähnen |
| gig' 1 kennzeichnet das neue Antriebs- und Hemmungselement |
| in seiner Doppelfunktion zwischen Regler und Schaltrad. |
| Fig. 2 zeigt das neue Antriebs- und Hemmungselement in ent= |
| apanntem Zustand, zusammen in Eingriff mit einem |
| Sperrzähne tragenden Schaltrad. |