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Radialfriktion für feinmechanische Getriebeanordnungen, insbesondere
Uhrwerke Die vorliegende Patentanmeldung hat eine Radialfriktion zwischen Rad und
Welle für feinmechanische Getriebeanordnungen, verzugsweise Uhrwerke, insbesondere
für das Minutenrad, zum Gegenstand, bei welcher die Friktionskraft durch Verspannung
des Schenkelskelettes des Rades erzeugt wird.
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Zweck der r Patentanmeldung ist es, die an sich sehr vorteilhafte
Anordnung einer Radialfriktion zwischen Rad und Welle eine Zuordnung besonderer
federnder, die Priktionskraft erzeugender Glieder so auszugestalten, daß ohne wesentlichen
Aufwand an Fertigungsmitteln eine sichere und präzise Friktionswirkung erreichbar
ist.
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Der Vorteil einer derartigen Radialfriktion ist darin ii sehen, daß
ein sehr flacher und einfacher Aufbau der damit bestückten Getriebe- und Uhrwerksanordnung
möglich ist.
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Die gemeinhin gebräuchlichen Friktionen zwischen Minutenwelle und
-rad weisen eine Friktionsfeder auf, welche sich gegen das Minutenrad abstützt und
somit die Friktionskraft erzeugt.
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Andere Ausführungsformen verwenden eine zylindrisch gewickelte Wendelfeder,
welche als den Frktionskraftschluß bewirkendes Verbindungsglied zwishen den durch
Reibung verbundenen Teilen darstellt. Beiden Ausführungsformen haftet jedoch der
Nachteil an, daß deren Raumbedarf innerhalb der damit bestückten Getriebeanordnung
beträchtlich ist und zur Bildung der Friktion mehrere Teile benötigt werden, welche
verhältnismäßig hohe Herstellungs-und Montagekesten bedingen.
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Die Verteile, die dagegen einer sogenannten Radialfriktion eigen sind,
sind darin zu sehen, daß ein sehr flacher und einfacher Aufabu der damit ausgerüsteten
Getriebeanordnung bzw.
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des Uhrwerkes möglich ist und nur zwei Teile, nämlich Welle und Rad
zur Bildung der Friktion benötigt werden.
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Radialfriktionen der vorgenannten Art sind bereits bekannt.
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So ist beispielsweise durch die schweiz. Patentschrift 84471 die Anordnung
einer Radialfriktion bei einer Reskopf-Uhr bekanntgewerden, bei welcher das Zeigerrad
mit einem zweigeteilten Nabenbund einen hierzu vorgesehenen Ansatz des Federhausdeckels
reibungsschlüssig umfaßt.
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Die Friktionswirkung bei dieser Anordnung ist jedoch sehr fragwärdig,
wenn das Mittelloch des Zeigerrades eine kreisförmige Ausbildung erhält. Im diesem
Falle wird das Zeigerrad auf seinem Ansatz im wesentlichen von den durch die massiven
Teile des Radkörpers gebildeten Sektoren der Nabe geführt, während die ebenfalle
in den Kreisumfang einbezogenen freien Schenkel keine Frikionswirkung ausüben kömmen.
Um eine einwandfreie Federwirkung dieser freien Enden der Nabe zu erzielen, müßte
das Mittelloch oval ausgebildet werden, wodurch die Herstellung des Rades erschwert
würde und gleichzeitig die Zentrierung des Zeigerrades auf dem führenden Ansatz
beeinträchtigt würde.
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Durch die schweis. Patentschrift 447 955 andererseits ist eine Friktion
für das Minutenrad von Uhrwerken bekanntgewerden, bei welcher 4 im Innern des Radkörpers
ausgeformte bzw. ausgebildete Schenkel, die keine feste Nabe bilden, auf einem Ansatz
der Welle geführt werden. Durch innerhalb der Schenkel vorgesehene Behrungen sind
die auf der Welle geführten Teile der Schenkel nur über sehr schmale Stege mit dem
Radkörper bzw. Radreif verbunden, wodurch die erforderliche Radialkraft und damit
Friktion zwischen Rad und Welle erreicht werden soll. Ein derartiges Rad ist jedoch
nur äußerst schwer herstellbar, da ein Ausarbeiten der Radscheiben aus dem Grundmaterial
durch Stanzen auf Grund der sehr dünnen Stege nur schlecht möglich ist und außerden
die Gefahr gegeben ist, daß die Teile beim Bearbeiten in den Werkzeugen und beim
Auswerfen aus denselben verformt werden.
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Bei dieser Anordnung ist ferner die Federvirkug der das Bad tragenden
und führenden Schenkel verhältnismäßig gering, da die dünnen Stege angenähert in
radialer Richtung angeordnet sind und eine biegende Beaufschlagung, welche zur Erzeugung
der Radialkraft eigentlich erwünscht wäre, nur schlecht erreichbar ist. Die Teile
müssen deshalb sehr genau bearbeitet werden und erlauben nur geringfügige Abweichungen
von den Sollmaßen.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1 256 i97 wiederum ist eine Rutschkupplung,
insbesondere für Uhren bekanntgeworde, bei welcher ein Rad verwendet wird, dessen
Nabe durch mindestens 3 gleichmäßig über den Raduifang verteilte, federnde Arne
gebildet wird. Diese Iris weisen in der Nähe ihres nit der übrigen Schenkelung des
Radkörpers verbundenen Teiles eine radiale Ausbildung auf, welche zur Zentrierung
der Welle innerhalb des Rades dienen soll, während die freien Verlängerungen dieser
Arne einen federnden Kraftschluß nit der innerhalb des Radkörpers angeordneten Welle
erzeugen sollen. Die Enden dieser federnden Arme sitzen jedoch nur punktförmig auf
der Welle auf und es entsteht so bein Verstellen der Zeiger ein erheblicher Verschleiß,
der ein schnelles Nachlassen des Friktionsmomentes zwischen Rad und Welle zur Folge
hat, Es ist ferner bei dieser Anordnung von Nachteil, daß zur Herstellung des komplizierten
Radkörpers ein nur schwierig herstellbares Werkzeug notwendig ist und ferner die
Gefahr besteht, daß sich die federndea Arne, welche die Nahe des Radkörpers bilden,
bein Bearbeiten der Teile in Werkzeugen und bein Auswerfen verformen.
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Hierdurch erschwert eich die Montage und die Genauigkeit der Teils
leidet. Bei starker Beanspruchung der Baugruppe, beispielsweise durch starke Stöße
usw., ist es nicht ausgeschlessen, daß der Radkörper von den ihn tragenden Ansatz
der Welle abspringt.
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Der Erfindung liegt nu die Aufgabe zugrunde, diese bei den bekanntgewordenen
Radialfriktionen nachzuweisenden Mängel zu beheben und eine Friktionsanordnung zu
schaffen, die leicht herstellbar ist, geringe Montagekosten verursacht und eine
sichere Zentrierung des Rades auf der Welle gewährleistet.
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Gesäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein derartiges, in sich
geschlossenen Schenkelungsskelett des Radkörpers gelöst, daß der Radreif von zwei
etwa in gleichen Abstands von einer Durchnesserlinie verlaufende schmale Längsechenkel
getragen wird, welche zusammen nit zwei schulen Querstegen die Nabe des Radkörpers
bilden, durch welche dieser auf der Welle zentrierbar ist und wobei der friktive
Kraftschluß zwischen Nabe und Welle durch Spreizung dieser geschlossenen Nabe srzengbar
ist.
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Eine zweckmäßige Ausbildung dieses Lösungsgedankens ist darin zu sehen,
daß Längsschenkel und Querstege in ihren Abmessungen se gehalten sind, daß die im
die Nabenbehrung eingebrachte und mit der Nabe durch Friktion kraftschlüssig verbundene
Welle durch eine möglichst gleichmäßig wirkende Spreizkraft beaufschlagbar ist.
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In den nachfolgenden Beschreibungsunterlagen ist die Erfindung im
einzelnen erläutert und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt.
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Es stellen dar: Figur 1 ein Rad in einer Ausbildung der Schenkelung
nach der Erfindung; Figur 2 der Zusammenbau des Rades mit der zugehörigen Welle
in Schnitt; Figur 9 eine andere Ausführungsform eines Rades rit der erfindungsgemäßen
Schenkelung; Figur 4 der Zusammenbau des Rades mit der Welle im Schnitt.
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Der in Figur 1 dargestellte Radkörper aus Metall oder thermoplastischen
Kunststoff hat zwei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen 2 und 3 von
nieren- oder halbmondförmiger Gestalt auszuweisen. Es sind ferner zwei weitere,
umgefähr rechteckige Aussparungen 4 und 5 vorgesehen, welche gegenüber der Symmetrielinie
der Aussparungen 2 und 3 um 90° versetzt sind und sich ebenfalls diametral gegenüberstehen.
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Durch die Anordnung dieser Ausnehmungen wird erreicht, daß der Radreif
nur von zwei etwa in gleichem Abstand von einer Durchmesserlinie verlaufende schmale
Längsschenkel 9,11,13; 10, 12, 14 getragen wird, und die Nabe des Rades durch die
Teils 13 und 14 dieser beiden Längsschenkel sowie zwei schmale Querstege 15,16 gebildet
wird0 Diese Stege sind verhältnismäßig schmal ausgebildet und erlauben nun ein Verspannen
oder Spreizen der in sich geschlossenen Nabe und damit eine Friktionswirkung auf
der das Rad tragenden Welle. Die Ausbildung der Stege wird erfindungsgemäß so durchgeführt,
daß eine gleichmäßige Beaufschlagung der Welle durch die gespreizte bzw. verspannte
Nabe bewirkt wird. Durch die in Figur 1 dargestellten Ausnehmungen 7 und 8 kann
die Federwirkung des in sich geschlossenen Schenkelungsgerüstes bzw. der Nabe begünstigt
bzw. ausgewagen werden.
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In der Figur 2 ist der Zusammenbau des Radkörpers 1 nit einer Welle
17 gezeigt. Bei Uhrwerken der herkömmlichen Art stellt das Rad 1 das Minutenrad,
die Welle 17 die Ninutenwelle dar, auf deren vorderen Ende ein nicht dargestellter
Minutenzeiger aufgebracht ist. Bei Uhrwerken nit Zentral sekunde ist die Welle 17
für den Durchtritt der Sekundenwelle hohl ausgeführt.
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Die Anordnung ist es gewählt, daß das Rad t bei der Montage über den
Rand 18, der nach außen konisch verjüngt ist, geschoben wird und dann auf den durchmesserkleineren
Ansatz 19 zur Auflage und Führung kommt.
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Der Durchmesser-Unterschied zwischen Band 18 und Ansatz 19 ban duch
die Verspreizbarkeit der geschlossenen Nabe des Rades 1 überwunden werden.
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Der Rand 18 ist auf der Seite des Ansatzes 19 scharfkantig ausgebildet,
so daß die aus den Teilen 13, 14, 15 und 16 des Rades 1 gebildete Nabe an dieser
Kante des Randes 18 eine Halterung und Führung erfährt.
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Der Durchmesser des Ansatzes 19 ist etwas größer gewählt al der des
Mittelloches 6 der Nabe 13, 14, 15, 16, so daß nach den Aufsetzen des Rades 1 auf
den Ansatz 19 die die Nabe bildenden Teile der Schenkelung, wie in den Figuren 1
und 3 etwas übertrieben dargestellt ist, durchgebogen werden und somit eine Verspannung
auf die Welle 17 bzw. deren Ansatz 19 ausüben. Das Reibungsmoment wirkt ziemlich
gleichförmig auf den ganzen Umfang des Ansatzes 19, wodurch der Verschleiß bein
Stellen der Zeiger sehr gering ist und sich gleichmäßig auf den Umfang der Rabe
und der Wolle verteilt. Dadurch ist nch bei häufiger Benutzung der Friktion sichergestellt,
daß weder das Friktionsmoment zwischen Rad und Welle, noch die Zentrierung der beiden
Teile zueinander merkbar beeinträchtigt wird.
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Durch die geschlossene Ausbildung der Rabe des Rades 1 wird ferner
eine recht günstige Zentrierung erreicht, so daß die Friktion auch für feinere Uhrwerke
mit kleinem Verzahnungsmodul unbedenklich angewendet werden kann.
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Die bei der Spreizung der Mittelbohrung 6 bewirkte Verspannung des
Schenkelungsgerüstets wird auch auf die Teile 9, 10, 11 und 12 der Längsschenkel
übertragen, so daß die von der Nabe ausgewirkte Friktion verhältnismäßig weich ist
und an die Durchmessertoleranzen der Xittelbehrung 6 keine allzu großen Anforderungen
gestellt werden.
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Eine andere Ausführungsforn des Schenkelungsgerüstes nach der Erfindung
zeigt das Rad nach der Figur 3. In Gegensatz zur Anordnung nach der Figur 1 laufen
bei den Rad nach Figur 3 die den Radreif tragenden Längsschenkel nicht parallel,
sondern pind in ihren Teilen 9, lo, 11 und 12 geneigt und streben einem innezkalb
des Radreifen auf der Durchmesserlinie liegenden Punkt zu. Diese Anordnung des Schenkelungsgerüstes
hat den Vorteil, daß eine besonders gleichnäßige und weiche Kraftbeaufschlagung
des den Radkörper tragenden Ansatzes erreicht wird.
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Die Spreizung der durch die Teile 13, 14, 15 und 16 gebildete Nabe
kann sich bei der Schenkelung der Figur 3 leichter und gleichnäßiger innerhalb des
Schenkelungskelettes ausgleichen.
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In der Figur i ist eine andere Art des Zusammenbaues zwischen Rad
und Welle dargestellt. Das Bad 1 wird auf den Ansatz 19 unter Verspreizung aufgesetzt
und dann auf diesen Ansatz durch eine Scheibe 21 gesichert, welche auf einen an
dem Ansatz 19 angeformten Nietansatz 22 aufgesetzt und vernietet wird.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß bei flachen
Aufbau eine sichere Zentrierung und verschleißarme Führung der beiden die Radialfriktion
bildenden Teile möglich wird. Die geschlossene Nabe und die Form der Schenkelung
erlauben eine gleichmäßige und weiche Beaufschlagung der Welle und somit eine gleitend
wirkende Friktion.
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- Patentansprüche -