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UHR Die Erfindung betrifft eine Uhr mit einem gehäusefesten, vorzugsweise
koaxial zu einer geometrischen ersten Längsachse angeordneten, Außenzahne aufweisenden
ersten Zahnrad, mit einem die größte Zeiteinheit angebenden ersten Zeitgeberteil,
dessen Nabe eine zur ersten Längsachse exzentrisch versetzte geometrische zweite
Längsachse aufweist, mit einem Innenzähne aufweisenden zweiten, fest mit dem ersten
Zeitgeberteil verbundenen Zahnrad, das mehr Innenzähne hat als das erste Zahnrad
Außenzahne hat, das einen größeren Eingriffskreisdurchmesser hat, als das erste
Zahnrad und das auf dem ersten Zahnrad abgerollt werden kann, mit einem die nachstkleinere
Zeiteinheit angebenden zweiten Zeitgeberteil, das koaxial zur ersten Längsachse
drehbar ist und das eine formschlüssig mit dem Stundenteil verbundene, auf einem
Kreis bewegliche Eingriffsvorrichtung aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreises
um die Exzentrizität der beiden Längsachsen versetzt ist, mit einer komplementar
zur Eingriffsvorrichtung ausgebildeten, die gleiche Exzentrizität aufweisenden Mitnahmevorrichtung
am ersten Zeitgeberteil, mit einem an einem Umfangsbereich des die niederste Zeiteinheit
angebenden Zeitgeberteils angreifenden Uhrantrieb und mit einem die Zeitgeberteile
lagernden Gehäuse.
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(nach Patentanmeldung P 19 10 818.0)
Mit der Uhr nach
der Hauptonmeldung gelingt es, eine Uhr anzugeben, deren Einzelteilanzahl erheblich
geringer ist als bei vergleichbaren Uhren, bei der die Einzelteile auf einfache
Weise gespritzt werden können, deren Stunden-,Minuten und Sekundenteile gleichsinnig
laufen, ohnc daß Umkehrgetriebe notwendig wären und bei der eine Sprungselcunde
erzielt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Anzahl der unbedingt
erforderlichen Teile auf die Anzahl der Stunden-, Minuten- und Sekundenteile herabzusetzen,
die Anzahl der Innen- und Außenverzahnungen wesentlich herabzusetzen und zwätzlich
zur Sprungsekunde trotz aller Vereinfachung eine Sprungminute zu erzielen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Umfangsbereich
des die niederste Zeiteinheit angebenden Zeitgeberteils entsprechend der Zahl der
niedersten Zeiteinheitsmenge Zähne aufweist, daß der Uhrantrieb an den Zähnen angreift
und sie periodisch um eine Zahnteilung weiterbewegt und daß das die niederste Zeiteinheit
angebende Zeitgeberteil als Steuerelement für den Eingriff der Antriebsvorrichtung
in Zähne des die nächsthöhere Zeiteinheit angebenden Zeitgeberteils dient.
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Vorteilhaft ist, wenn die Eingriffsvorrichtung eine an der Nabe des
Minutenteils vorgesehene exzentrische erste Kreisscheibe ist, die drehbar und passend
in einer die Mitnahmevorrichtung des Stundenteils bildenden Kreisbohrung sitzt.
Man erreicht hierdurch,
daß das von der Eingriffsvorrichtung auf
die Mitnahmevorrichtung wegen der gegenseitig ausbeübten Reibung entstehende Moment,
dos den Stundenteil zu drehen bestr<'bt ist erlleblicll herabgesetzt wird. Ansicli
könnte man das Stundenteil aucll exzentrisch bewegen, wenn man seinen Außenrand
- falls dieser kreisrund ausgebildet ist -passend jedoch drehbar mit einem Rand
umfcingt, der am Außenumfang des Minutenteils exzentrisch vorgesehen isl Günstig
ist, wenn an der Nabe des Minutenteils eine zweite, koaxial zur ersten Längsachse
angeordnete Kreisscheibe vorgesehen ist, auf deren Außenumfang das Sekundenteil
in einer Kreisbohrung drehbar gelagert ist. Aucli hierdurch erzielt man eine konstruktiv
einfache und reibungsmomentmößig günstige Lagerung.
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Förderlich ist, wenn beide Kreisscheiben auf der gleichen Seite des
Minutenteils liegen, wenn die zweite Kreisscheibe einen erheblich größeren Durchmesser
als die erste Kreisscheibe hat und wenn sich die erste Kreisscheibe auf der zweiten
Krnissclieibe befindet.
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Man kann dann die Sekunden-, Minuten- und Stundenteile ohne wesentliche
Abstände auseinanderpacken, wobei ein Teil das andere an einer axialen Verschiebung
hindert.
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Zweckmassig ist, wenn der Umfangsbereich des Sekundenteils und des
Minutenteils jeweils deren Außenumfangsbereich ist, wenn der Minutenteil und der
Sekundenteil kreisförmige, bei optischer Ablesung vorzugsweise aus durchsichtigem
Kunststoff gefertigte, flache Scheiben sind und wenn der Außendurchmesser des Minutenteils
höchstens
gleich, r vorzugsweise wenig kleiner ells der innere Teilkreis
der Zähne des Skundenteils ist. Diese lisur1g bringt mit sich, daß man das Sekundenteil
und das Minutenteil nur an seinem Außenumfong bearl>citen muß, daß das durch
eine bestimmte Kraft aufgebrachte Drehmoment ein Maximum ist und daß man eine einfache
Mitnehmerklinke verwenden kann, die radial nach innen vorgespannt ist und so von
selbst das Minutenteil im richtigen Augenblick mitnimnit, wenn sie an der Flanke
des einen Zahns des Sekundenteils angelangt ist.
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Vorteilhaft ist, wenn die Zähne des Sekundenteils Sägezahnform haben
und wenn die Zähne des Minutenteils symmetrisch, vorzugsweise rechteckige Form haben.
Hierdurch gelingt die Kraftübertragung vom Mitnehmer zur kürzeren Flanke des Sägezahns
in vollkommener Weise, der Mitnehmer kann die längere Flanke überrasten, ohne wesentliche
Kräfte auf das Sekundenteil auszuüben und man kann das Sekundenteil durch einfaches
Umdrehen dem jeweiligen Antrieb anpassen, sei es nun, daß der Antrieb von links
oder rechts ausgeübt werden muß. Die rechteckige Form der Zähne des Minutenteils
bringt eine einfache Herstellung mit sich und außerdem den Vorteil, daß diese Zähne
in beiden Richtungen mit der gleichen Kraft überrasten werden können.
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Gunstig ist, wenn im Gehäuse über dem Sekundenteil ein radialer Schlitz
vorgesehen ist, und wenn in dem Schlitz ein Streifen senkrecht beweglich geführt
ist, dessen Unterkante auf dem Umfang des Sekundenteils aufliegt. Man erhält hierdurch
eine einfache Hemmung, die ohne Federn lediglich aufgrund der Schwerkraft wirkt.
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Förderlich ist, wenn fürdas Minutenteil eine überrastbare Hemmvorrichtung
vorgesehen ist In diesem Fall wird das Minutenteil definiert relativ zum Gehäuse
festgehalten, ohne daß etwa vom Sekundenteil auf das Minutenteil ausgeübte Kräfte
oder Momente das Minutenteil mitzunehmen vermogen Weitere Vorteile und Merkmale
der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele
hervor. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen senkrechten, mittigen Längsschnitt
durch das Gehäuse der Uhr, jedoch ohne Antrieb und Ständer im Maßstab 1 1, Fig.
2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 gemäß Fig. 1 im zusammengebauten Zustand in
vergrößerter Darstellung, Fig. 3 eine Ansicht des Vorderteils gemäß Teil A in Fig.
1, im Maßstab 1:1 Fig. 4 eine Ansicht des Minutenteils gemäß Pfeil A, im Maßstab
1 : 1 Fig. 5 eine Ansicht des Sekundenteils gemäß Pfeil A, im Maßstab 1:1 Fig. 6
eine Ansicht des Stundenteils gemäß Pfeil A, im Maßstab 1:1 Fig. 7 eine Ansicht
des Gehäuserückteils gemäß Pfeil B, im Maßstab 1 1.
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Fig. 8 einen senkrechten, mittigen Längsschnitt durch das Gehäuse
der Uhr eines zweiten Ausführungsbeispiels, jedoch ohne Antrieb und Ständer im Maßstab
1:1, Fig. 9 eine Ansicht der Sekunden-, Minuten- und Stundenteile gemäß Pfeil C
in Fig. 8, jedoch in gegeneinander versetztem Zustand, Fig.10 eine vergrößerte abgebrochene
Teilansicht aus dem Bereich des Uhrantriebs.
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Die nachstehend beschriebenen Teile sind alle im Spritzverfahren hergestellt
und bestehen aus organischem Kunstglas. Sie können fertig montiert werden. Da jedoch
bei der Montage nichts falsch gemacht werden kann, können sie dem Benutzer auch
einzeln geliefert werden, sodaß er sie selbst zusammensetzt.
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Ein quadratisches Gehäusevorderteil 11 weist mit Mittelpunkt um eine
erste geometrische
Längsachse 12, eine kreisförmige [)iiiclcjangsbolrung
13 auf. Punktsymmetrisch zur längsachse 12 ist eine Skalenmarkierung 14 in der üblichen
12 St unden-Lintei 1 ung vorgesehen .
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Ein Minutenteil 16 umfaßt eine zur qeometriscllen Längsachse 12 symmetrische
und um sie drehbare kreisförmige Scheibe 17, deren Außenumfang 60 gleich große nach
außen weisende rechteckige Zähne 18 besitzt, die auf einem von der geometrischen
Längsachse 12 aus gemessenen Durchmesser 19 sitzen. Auf der gemäß Fig. 1 linken
Seite ist ein Drehknopf 21 angeformt, der die Bohrung 13 durchquert und mit dem
das Minutenteil 16 willkürlich verstellt werden kann. Rechts von der Scheibe 17
ist koaxial zur Längsaclse 12 eine Kreisscheibe 22 angeformt, die sich im Bereich
der Nabe der Scheibe 17 befindet und etwas höher ist als ein Sekundenteil 23 dick
ist. An die Kreisscheibe 22 schließt sich eine Kreisscheibe 24 an. Diese hat ihren
Mittelpunkt in einer zur ersten Längsachse 12 exzentrisch angeordneten zweiten Längsachse
26. Sie hat auch einen kleineren Durchmesser als die Kreisscheibe 22. Wie man aus
Fig. 4 sieht, ist sie so angeordnet, daß der Außenumfang der beiden Kreisscheiben
22, 24 niemals fluchtet, sondern auch an der schmälsten Stelle stets eine Stufe
27 verbleibt. Die Kreisscheibe 24 ist etwa gleich hoch wie die Kreisscheibe 22.
Auf der Scheibe 17 befindet sich ein Minutenzeiger 28. Er kann einstückig mit der
Scheibe 17 sein, er kann auf sie aufgeklebt sein usw.
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Das Sekundenteil 23 umfaßt eine Scheibe 29, deren Außendurchmesser
etwas größer ist als derjenige der Scheibe 17. An ihrem Außenumfang sind 60 gleichgerichtete
und gleich aussehende Sägezähne 31 vorgesehen, von denen nur die Form eines Säge
zahns 32 eine
Ausnahme macht. Mit Ausn<rlime dieses einen sitzen
alle auf dem gleichen Durchmesser 33, der größer ist als der Durchmesser 34 des
Minutenteils 16. Die flache Flanke 36 des Zahns 32 ist so tief in die Scheibc 29
hineingezogen, daß ein sich am Grund 37 der Flanke 36 befindlicher, in Fig. 7 gestrichelt
dargestellter Mitnehmer 38, mit seiner Nase 39 zwischen zwei Zähne 18 des Minutenteils
16 gelangen kann und dieses und das Sekundenteil 23 um die Länge eines Zahns mitnehmen
kann. Ein Sekundenzeiger 41 der Scheibe 29 fast zeigjenau entgegengesetzt zum Sägezahn
32. Die Scheibe 29 weist koaxial zur Längsachse 12 eine kreisförmige Durchgangsbohrung
42 auf und wird mit dieser drehbar auf dem Umfang der ltreissclleibe 22 geführt.
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Ein Stundenteil 43 besitzt eine kreisförmige Scheibe 44 mit glattem
Außenumfang. Wie man aus Fig. 1 sieht, hat diese Scheibe 44 von allen Scheiben 17,
29 den kleinsten Durchmesser. An ihr ist ein Stundenzeiger 46 vorgesehen. Ein Innenzahnrad
47 mit zwölf gleichen Innenzähnen 48 ist nabenartig an die Scheibe 44 angeformt.
Das Innenzahnrad 47 ist koaxial zur geomctrisclien Längsachse 26 , ebenso wie die
kreisförmige Durchgsxngsbohrung 49 , mit der das Stundenteil 43 auf der exzentrischen
Kreisscheibe 24 mit wenig Spiel sitzt.
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etwas Eine Gehäuserückwand 51 weist einen/dicke-reaoden 52 auf. Sie
hat den gleichen Umriss wie das Gehäusevorderteil 11 und eine topfartige, kreisförmige
zw Längsachse 12 koaxiale Ausnehmung 53, in die alle Scheiben 17, 29, 44 passen.
Koaxial zur Längsachse 12 ist ein Zapfen 54 angeformt, der die Durchgangsbohrung
4 , 49 durchquert aber nicht
berührt und in eine zur Längsachse
12 koaxiale Sackbohrung 56 des Minutenteils mit wenig Spiel eindringt. In den Boden
52 ist ein Zahnrad 57 mit Außenzähnen 58 eingearbeitet.
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Wie man aus Fig. 2 sieht, sind Außenzähne 58 als kleine Zylinder ausgebildet
und die Innenzähne 48 haben entsprechende Flanken. Die Form der Zähne ist nicht
kritisch. Man könnte auch andere, üblichere Zahnformen wählen. Das Zahnrad 57 hat
elf Außenzähne 58, die gleich gestaltet und gleichmäßig am Umfang verteilt sind.
Um das Zahnrad 57 herum ist eine Einsenkung 59 vorgesehen, in der das Innenzahnrad
47 Platz hat. In eingeschnittene Rinnen 61 ist ein gestrichelt dargestellter Mitnehmer
38 eingelegt, der durch einen Antrieb gemäß dem Doppelpfeil 63 hin und her bewegt
werden kann und sich etwa tangential zur Scheibe 29 erstreckt. Oben ist ein radialer
Schlitz 64 vorgesehen, in dem ein Streifen 66 geführt, teilweise nach unten rutschen
und auf dem Umfang der Scheibe 29 auf- und abgleiten. Das Minutenteil 16 hat eine
nicht dargestellte Uberrastbare Hemmvorrichtung, die mit den Zähnen 18 zusammenarbeitet.
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Die Uhr arbeitet wie folgt: Jede Sekunde bewegt sich der Mitriehmer
38 nach links und nimmt an der steilen Flanke der Sägezähne 31, 32 die Scheibe 29
um 6° mit. Beim RUckhub gleitet die Nase 39 an der flachen Flanke der Sägezähne
31, 32 hoch und der Streifen 36 verhindert eine Rückwärtsdrehung. Gelangt die Nase
39 in den Grund 37 des Sägezahns 32, so nimmt sie nur in diesem Fall die Scheibe
17 des Minutenteils 16 mit, weil sie dann zwischen die Zähne 18 gelangen kann. Wenn
sich also die Scheibe 29 um 360° bewegt, dann wird die Scheibe 17 um 6° bewegt und
zwar sprunghaft genau am Ubergang von der letzten Sekunde der vorhergehenden Minute
zur ersten Sekunde der folgenden Minute.
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Die am Minutenteil 16 l efestigte exzentrische Kreisscheibe 24 verursacht
nun zusammen mit der Durchgongsbohrt ng 49 des Stundenteils 43, daß einmal pro Minute
sich das Innenzahnrad 47 auf dem Zahnrad 57 taumelnd abrollt. Nach einem einstundigen
Abrolivorgang befindet sich ein bestimmter Innenzahn 67, vorausgesetzt, daß der
Abrolivorgang sich in Richtung des Pfeils 68 abspielt, nicht mehr an der in Fig.
2 gezeichneten Stelle, sondern an derjenigen Stelle, die in Fig. 2 ein spezieller
Innenzahn 69 einnimmt. Damit hat sich das Stundenteil 43 um 300 im Uhrzeigersinn
bewegt. Die geometrische Längsachse 26 bewegt sich dabei auf dem gestrichelt gezeichneten
Kreis 65 in Pfeilrichtung.
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Die geschilderte Uhr eignet sich für die Ublichen 12 Stunden-, 60
Minuten- und 60 Sekunden-Uhren. Man kann sie jedoch leicht modifizieren, wenn man
eine 24 Stunden-, 100 Minuten- und 100 Sekunden-Uhr herstellen will. Man mUßte dann
zum Beispiel 24 Außenzähne 58 und 25 Innenzähne 48 vorsehen.
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Soll die Uhr nicht direkt abgelesen werden, sondern zum Beispiel als
Schaltuhr dienen, so kann man die Zeiger 28, 41, 46 durch entsprechende Kbntakte
ersetzen. Bei der Uhr kommt man mit ungewohnt groben Herstellungstoleranzen aus.
Es ist möglich, die Reihenfolge der Scheiben 17, 29, 44 zu ändern, wenn man zum
Beispiel die Kreisscheibe 24 auf die linke Seite der Scheibe 17 legt. Ferner kann
man die Gehäuserückwond 51 als Zifferblatt ausbilden, so daß in diesem Fall das
Gehäusevorderteil 11 den Boden darstellt. Das Gehäusevorderteil 11 und die Gehduseruckwand
51 sind durch nicht gezeichnete Mittel starr und gegebenenfalls lösbar miteinander
verbunden.
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Die soeben beschriebene Uhr hat den Vorzug, daß man sie durch den
Drehknopf 21 nachstellen bzw'. einstellen kann, da ia eine Drehung des Minutenteils
16 eine entsprecl1ende Drehung des Stundenteils 43 bewirkt. Für Fälle, bei denen
man nicht nach-oder einstellen muß oder bei denen auch eine andere Art der Einstellung
oder Naclstellung möglich1 ist, eignei sich das zweite Ausfuhrungsbeispiel nach
den Fig. 8 - 10.
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Man erkennt in der Fig. 8 das Gehäusevorderteil 11, die Gehäuserückwand
51, die Ausnehmung 53, in die das Sekundenteil 23, das Minutenteil 16 und das Stundenteil
43 passen. Es ist nur noch eine einzige, geometrische Längsachse 12 vorhanden, zu
der koaxial der Zapfen 54 in der Ausnehmung 53 angeordnet ist und der in entsprechenden
zentrischen Bohrungen das Sekundenteil 23, das Minutenteil 16 und das Stundenteil
34 drehbar gelagert sind. Der Umfang des Sekundenteils 23 trägt auch hier Zähne
31. Es ist auch der Zahn 32 vorhanden. Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel
ist die Flanke 36 hier jedoch wesentlich steiler und reicht so tief in das Sekundenteil
23, daß, wie Fig. 10 besonders deutlich zeigt, eine Antriebsklinke 71 bis zu Sügezähnen
72 des Stundenteils 43 gelangen kann. Dies gelingt der Spitze 73 nur dann, wenn
sie sich im Grund 37 des Zahns 32 befindet und wenn gleichzeitig das Minutenteil
16 einen Zahn 74 mit ebenfalls, jedoch nicht so stark vertiefter Flanke 76 aufweist.
Wie man aus der Zeichnung sieht, hat hier das Minutenteil 16 ebenfalls Sügezähne.
Die Sägezällne des Sekundenteils 23, des Minutenteils 16 und des Stundenteils 43
sind gleichsinnig gerichlet.
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Wie man aus Fig. 9 sieht, befinden sich zwischen zwei Zähnen 74 des
Minutenteils 16 elf Zähne 18. Jeder zwölfte Zahn hat also die besondere Gestalt,
was beim Ausführungsbeispiel bedeutet, daß alle zwölf Minuten die Spitze 73 sowohl
in den Zahn 32'als
auch in einem der Zähne 74 einfallen kann, so
daß das Stundenteil 43alle zwölf Minuten um eine Zahnlänge mitgenommen wird. Das
Sekundenteil 23 hat sechzig Zähne an seinem Umfang ebenso wie das Minutenteil 16,
die besonders gestalteten Zähne eingerechnet.
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Das Stundenteil 43 hat ebenfalls sechzig Zähne, die alle gleich ausgebildet
sind. Auch hier sind die Scheiben aus durchsichtigem Kunststoff, so daß man die
zugehörigen Zeiger von außen erkennen kann.
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Wie man aus Fig. 10 sieht, kann die Antriebsklinke 71 gemäß dem gekrummten
Doppelpfeil eine Schwenkbewegung ausführen. Ferner kann sie gemäß dem geraden Doppelpfeil.
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einen Hub ausführen. Die notwendigen Sperrungen gegen Rückwärtslaufen
sind nicht gezeichnet. Diese können unterschiedliche Gestalt haben und auch der
Uhrantrieb kann anders gestaltet sein. Die Spitze 73 hat an ihrem oberen Ende eine
gerade Schneide. Man könnte jedoch auch den Sekunden-, Minuten- und Stundenteilen
23, 16, 43 gleichen Außendurchmesser geben und dafür statt einer geraden Schneide
eine entsprechend gestufte Schneide verwenden. Das Stundenteil 43 springt beim Ausführungsbeispiel
alle zwölf Minuten um 60. Man erreicht hierdurch, daß das Stundenteil 43 zur vollen
Stunde sekundengenau in die Stundenposition springt.
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Die Zeiteinheitsmengen sind bei den Ausführungsbeispielen Sekunden,
Minuten und Stunden. Es können jedoch auch andere Zeiteinheitsmengen verwendet werden
wie z.B.
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eine Drittelsekunde oder zwei Sekunden usw. Entsprechend ist dann
die Anzahl der Zähne zu ändern.