DE19730392C1 - Rotatorischer Antrieb für Gehäusekörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rotatorischen Antrieb für Ge­ häusekörper, insbesondere Gehäuse für Tischuhren.

Hintergrund der Erfindung

In der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 94 14 730.2 wur­ de vom Anmelder eine Innenraumuhr vorgeschlagen, deren aus einem beliebigen geometrischen Körper gebildetes Gehäuse sich zum Zwecke des Ablesens einer Zeitanzeige kontinuier­ lich um eine vertikaler Achse dreht.

Diese Uhr, insbesondere für Geschäfts- und Tagungsräume gedacht, kann daher als attraktives, zentrales Gestal­ tungselement eingesetzt werden, ohne daß für ungünstig po­ sitionierte Betrachter tote Zonen entstehen, von denen das Einholen einer Zeitinformation ohne Standortwechsel unmög­ lich ist.

Eine solche Uhr oder dergleichen Informationsträger bzw. Raumgestaltungsobjekt bedarf eines stetigen Antriebs des Gehäuses.

Stand der Technik

Es sind schon zahlreiche batterie- oder netzgespeiste elektrische Antriebe bekannt, die eine Rotationsbewegung erzeugen.

So ist aus der GB 4 41 854 ein rotatorischer Antrieb für Gehäuseuhren bekannt, bei dem mit der Minutenwelle des Uhrwerks ein drehbar gelagertes Kupplungsrad verbunden ist, das über eine Stirnverzahnung mit der Stirnverzahnung eines Antriebsritzels eine vorgegebene Übersetzung bildet, wobei das Antriebsritzel in ein Antriebsrohr eingepreßt ist, das den Gehäusekörper direkt beaufschlagt. Für das Uhrwerk wird ein vom Netz gespeister Synchronmotor vorge­ schlagen, der bei entsprechender Größe genügend kräftig ist und einen hinreichend ruhig läuft.

Von einem modernen Antrieb, der durch Rotation des Gehäu­ ses den Anzeigebereich von Uhren oder eines Werbeträgers erweitert, wird jedoch vor allem erwartet, daß er sehr kleine Abmessungen hat, netzunabhängig arbeitet und die in der Batterie gespeicherte Elektroenergie eine lange Be­ triebsdauer garantiert. Ein solcher Antrieb, der auf die­ sen Verwendungszweck zugeschnitten ist und dessen weitere Gebrauchswerteigenschaften in einem vertretbaren Verhält­ nis zu den erforderlichen Kosten stehen, ist nicht be­ kannt.

Lediglich der Antrieb sehr leichter Körper, die an der Sekundenwelle eines analog anzeigenden Quarzwerkes befe­ stigt sind und sich mit der Drehzahl dieser Welle bewegen, ist bekannt.

Aufgabenstellung

Mit Hilfe eines rotatorischen Antriebes soll die Ablese­ möglichkeit von Innenraumuhren auf den ganzen Raum erwei­ tert werden, indem sich das Gehäuse der Uhren, das gleich­ zeitig Werbeträger sein kann, dreht. Von den Gebrauchsei­ genschaften, die derartige Uhren haben sollten, leiten sich besondere Anforderungen an einen solchen Antrieb ab.

Es muß gefordert werden, daß der Antrieb autonom, also batteriegetrieben ist, kleine Abmessungen hat, sehr kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden kann, geräusch- und wartungsarm, sowie unempfindlich gegen äußere Einwirkungen ist. Zusätzlich sollte die Lebensdauer der Batterie mindestens ein halbes Jahr betragen.

Lösungsgedanke und Vorteile der Erfindung

Um einen Antrieb sehr kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen zu können, muß ein Antrieb, der schon in gro­ ßen Stückzahlen gefertigt wird und dementsprechend preis­ günstig ist, sinnvoll verändert werden. Ein Quarzuhrwerk erfüllt durch seine konzeptionelle Gestaltung und Ge­ brauchswerteigenschaften schon sehr viele der gestellten Forderungen.

Die zur Verfügung stehende Antriebsleistung und die an den Zeigerwellen vorhandenen Drehmomente scheinen jedoch nicht auszureichen, um die den Vorstellungen entsprechenden Ge­ häuse mit der gewünschten Drehzahl kontinuierlich anzu­ treiben. Daher zielt der Lösungsgedanke besonders darauf, konstruktive Lösungen zu finden, die durch stark verrin­ gerte Reibung den Wirkungsgrad des Antriebssystems wesent­ lich erhöhen. Durch eine Spurlagerung, die aus einer Kugel und einer Kalotte gebildet wird, entsteht nur ein sehr kleines Reibmoment bei der Bewegung des Gehäusesystems.

Durch diese Anordnung muß das Quarzuhrwerk lediglich die Energie liefern, die Luftreibung und Spurlagerreibung bei der Rotation benötigen. Eine andere Bauelementenpaarung, bestehend aus einer Halbkugel am Spurlager und dem freien Rohrende am Tragrohr, ist so ausgebildet, daß die zwischen den beiden Bauelementen entstehende Haftreibung für den Antrieb des Gehäusesystems ausreicht, kleinere Lageabwei­ chungen der Achsen ausgeglichen werden und äußere Kraft­ einwirkungen auf das Gehäusesystem nicht so viel Kraft oder Drehmoment auf das Quarzuhrwerk übertragen wird, daß dieses beschädigt werden kann. Durch die Anordnung dieses Bauelementenpaares wenig oberhalb des Gesamtschwerpunktes des Gehäusesystems wird erreicht, daß sich durch Drehung des Rohrendes auf der Kugel das Gehäusesystem ständig in eine senkrechte Lage einpendeln kann, auch wenn der An­ trieb auf einer etwas schrägen Unterlage steht. Dadurch erfolgt auch ein Ausgleich, wenn während der Rotation die Antriebsachse und die Rotationsachse des Gehäusesystems nicht genau fluchten. Die dadurch entstehenden Kräfte müs­ sen nicht vom Lager des Antriebes aufgenommen werden und erzeugen somit keine zusätzliche Reibung.

Durch die konstruktive Gestaltung des Bauelementenpaares in Verbindung mit einer trichterförmigen Erweiterung ist es möglich, im Bedarfsfalle das Gehäusesystem vom An­ triebsrohr zu nehmen und wieder aufzusetzen oder durch ein anderes zu ersetzen. Die in den Kupplungskörper an einem Ende eingehängte Feder läßt in Verbindung mit dem Kupp­ lungsrad, in das das andere Ende der Feder eingehängt ist, eine drehmomentabhängige Relativbewegung zwischen dem Kupplungsrad und dem Kupplungskörper zu. Dadurch wird ein sanfter Anlauf des Gehäusesystems aus der Ruhelage ermög­ licht und die Schrittbewegung der Sekundenwelle des Quar­ zuhrwerkes kompensiert.

Insgesamt werden durch die vorgeschlagene Antriebsgestal­ tung die Reibverluste so wesentlich verringert, daß ein Quarzuhrwerk zum einen als Antrieb für einen Gehäusekörper ausreicht, wobei die Gangdauer denen üblicher Uhrzeigeran­ triebe kaum nachsteht. Außerdem wird wirksam verhindert, daß dieses Quarzuhrwerk durch unsachgemäße physische Be­ handlung der Tischuhr oder dergleichen nicht beschädigt wird.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse-Antriebs­ system,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Antriebs­ einheit,

Fig. 3a bis 3d Einzelheiten zur Gehäuselagerung auf dem Antrieb,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Gehäuse-Antriebseinheit,

Fig. 5a und 5b Einzelheiten der Kupplung zwischen Quarz­ uhrwerk und Antriebsrohr.

Das Beispiel zeigt eine Ausführung eines rotatorisch ange­ triebenen Uhrgehäuses 1 einer Tischuhr. Einzelheiten der Uhr selbst sind nicht dargestellt, diese werden als be­ kannt vorausgesetzt.

Das Uhrgehäuse 1 (Fig. 1) übergreift im unteren Bereich ein Antriebsgehäuse 2, das ein Quarzuhrwerk 3 aufnimmt. Auf der Gehäuseoberseite des Quarzuhrwerks 3 ist eine Grundplatte 4 festgelegt, indem eine größere Bohrung in der Grundplatte 4 auf einen Zentrierbund 5 (Fig. 2) am Quarzuhrwerk 3 aufgesteckt und mit Hilfe einer Befesti­ gungsmutter 6 fest mit dem Quarzuhrwerk 3 verschraubt wird. In eine kleinere Bohrung der Grundplatte 4 ist das eine Ende eines Tragstabes 7 eingepreßt. In das andere En­ de des Tragstabes 7 ist eine Lagerkugel 8 eingelegt und eingebördelt. Über den Tragstab 7 ist das Antriebsrohr 9 geschoben, bis ein Spurlager 10, das in die eine Seite des Antriebsrohres 9 eingepreßt ist, mit seiner einen Seite, in der sich die Kalotte 11 befindet, auf der Kugel 8 am Ende der Tragstabes 7 aufliegt. In das andere Ende des An­ triebsrohres 9 ist ein Antriebsritzel 12 eingepreßt und damit kraftschlüssig mit dem Antriebsrohr 9 verbunden. Der an das unteren Ende eines Tragrohrs 13 angesetzte Trichter 22 (Fig. 1, Fig. 4) stützt sich auf dem halbkugelförmigen, der Kalotte 11 gegenüberliegenden Ende des Spurlagers 10 ab und kann sich in einem bestimmten Raumwinkel reib­ schlüssig auf der halbkugelförmigen Oberfläche des Spurla­ gers 10 bewegen. Das dem freien Ende des Tragrohres 13 ge­ genüberliegende, obere Ende des Tragrohres 13 ist über ei­ nen Ring 14 fest mit dem Uhrgehäuse 1 verbunden.

Eine Lagerbuchse 15 ist in einen Kupplungskörper 16 einge­ preßt und ist so mit diesem fest verbunden. In eine Boh­ rung im Kupplungskörper 16 ist das eine Ende einer Feder 17 eingehängt. Auf einen Ansatz der Lagerbuchse 15 ist ein Kupplungsrad 18 aufgesteckt und kann sich auf diesem An­ satz leicht drehen. Das andere Ende der Feder 17 ist in eine Bohrung im Kupplungsrad 18 eingehängt. Auf einen wei­ teren Ansatz der Lagerbuchse 15 ist eine Sicherungsscheibe 19 aufgepreßt. Durch die Sicherungsscheibe 19 wird das Kupplungsrad 18 in seiner leicht drehbaren Lage um die Buchse 15 gesichert. In die Mittelbohrung der Lagerbuchse 15 ist die Sekundenwelle 20 (Fig. 2) des Quarzuhrwerkes 3 eingeschoben und das geschlitzte Ende 21 (Fig. 5a) der Lagerbuchse 15 stellt mit der Sekundenwelle 20 einen ver­ drehsicheren Kraftschluß her. Die Verzahnung am Umfang des Kupplungsrades 18 greift in die Verzahnung am Umfang des Antriebsritzels 12 ein. So wird die Drehung der Sekunden­ welle 20 über eine wählbare Übersetzung auf das Antriebs­ rohr 9 und das damit verbundene Spurlager 10 reibschlüssig auf das freie Ende des Tragrohres 13 und das fest mit dem Uhrgehäuse 1 verbundene Ende des Tragrohres 13 auf das Uhrgehäuse 1 übertragen. Dabei stützt eine in die Befesti­ gungsmutter (6) eingepaßte Lagerbüchse (23) zur Verbesse­ rung der Lagerung das Minutenrohr (24) (Fig. 2) in seiner Bohrung ab.

Bezugszeichenliste

1 Uhrgehäuse
2 Antriebsgehäuse
3 Quarzuhrwerk
4 Grundplatte
5 Zentrierbund
6 Befestigungsmutter
7 Tragstab
8 Lagerkugel
9 Antriebsrohr
10 Spurlager
11 Kalotte
12 Antriebsritzel
13 Tragrohr
14 Ring
15 Lagerbuchse
16 Kupplungskörper
17 Feder
18 Kupplungsrad
19 Sicherungsscheibe
20 Sekundenwelle
21 geschlitztes Enden
22 Trichter
23 Lagerbüchse
24 Minutenrohr

Claims (5)

1. Rotatorischer Antrieb für Gehäusekörper, insbesondere Gehäuse von Tischuhren, mit folgenden Merkmalen:

• a) Als Antrieb dient ein Quarzuhrwerk (3);
• b) mit der Sekundenwelle (20) des Quarzuhrwerks (3) ist ein federndes Element (17) zum Ausgleich von Stößen und Rucken der Sekundenwelle (20) kraft schlüssig verbunden; c) das federnde Element (17) überträgt die Antriebskraft des Quarzuhrwerks (3) auf ein drehbar gelagertes Kupp­ lungsrad (18);
• d) das Kupplungsrad (18) bildet über seine Stirnverzahnung mit der Stirnverzahnung eines Antriebsritzels (12) eine bestimmte Übersetzung;
• e) das Antriebsritzel (12) ist in ein Antriebsrohr (9) eingepreßt, das den Gehäusekörper (1) direkt oder indirekt beaufschlagt.

2. Rotatorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den Zentrierbund (5) des Quarzuhrwerks (3) eine Halteplatte (4) gesteckt und durch eine Befesti­ gungsmutter (6) geklemmt ist.

3. Rotatorischer Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Halteplatte (4) ein Tragstab (7) gepreßt ist, in dessen oberes Ende eine Lagerkugel (8) eingepreßt ist, auf der sich eine Kalotte (11) eines Spur­ lagers (10) abstützt, wobei das Spurlager (10) in das obe­ re Ende des Antriebsrohrs (9) eingepreßt ist, das über den Tragstab (7) geschoben ist und am unteren Ende das An­ triebsritzel (12) trägt, das vom Kupplungsrad (18) gekämmt wird.

4. Rotatorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spurlager (10) des Antriebsrohrs (9) ein Tragrohr (13) aufgesetzt ist, wobei das untere Ende des Tragrohrs (13) zu einem selbstzentrierenden Trichter (22) erweitert ist und das obere Ende des Tragrohrs in einen Ring (14) gedrückt ist, der den Gehäusekörper (1) trägt.

5. Rotatorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Minutenrohr (24), durch das die Sekundenwelle (20) geführt ist, mittels ei­ ner Lagerbüchse (23) geführt ist, die in die Befestigungs­ mutter (6) eingepaßt ist, mit der die Lagerplatte (4) auf dem Zentrierbund (5) des Quarzuhrwerks (3) befestigt ist.