DE2248515C3 - Lagerung für drehbare Uhrwerksteile - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lagerung für drehbare Uhrwerksteile, bestehend aus einer Lagerschale aus elastisch verformbarem Kunststoffmaterial mit einer einseitig geschlossenen Lagerbohrung, die aus einem zylindrischen oder konischen inneren Teil und einem äußeren konischen Teil mit größerem öffnungswinkel gebildet ist, und aus einem Zapfen, dessen axiales Spiel durch die Grundfläche der Lagerbohrung begrenzt ist.

Bei der Herstellung von Lagern aus Kunststoffmaterial, bei denen ein zylindrischer Drehzapfen in eine zylindrische Aufnahme eingeschoben wird, ergeben sich Schwierigkeiten aus der Verwendung eines relativ weichen Kunststoffmaterials, das Stöße dämpfen und das Bruchrisiko verringern soll. Sind die Toleranzen zwisehen Drehzapfen und Aufnahme nur gering, so entstehen bei einem Verkanten hohe Drücke, die zu Beschädigungen führen können. Aus diesem Grunde wird bei bekannten Konstruktionen die Härte des Kunststoffmaterials auf Kosten dessen Stoßaufnahmefähigkeit erhöht.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Teil des Lagers aus Kunststoffmaterial besteht das elastisch so verformbar ist, da3 Stöße gedämpft werden können. Dabei kann die Lagerschale mit einer Aufnahme aus Plastikmaterial versehen sein, während der Lagerzapfen aus Metall besteht. Wenn sich das Ende des Zapfens gegen den Boden der Aufnahme abstützen kann, besteht die Gefahr, daß dieser durch den Zapfen bei Stoßen beschädigt werden kann.

Weiterhin sind Lager bekannt, bei denen ein konischer Zapfen aus Kunststoffmaterial in eine durch einen Innenkragen begrenzte Aufnahme geschoben wird. Der Zapfen ist fest, während die Aufnahme mit der Welle des beweglichen Teils verbunden ist. In diesem Falle wird jedoch der axiale Anschlag durch Schultern hergestellt, die um den Zapfen herum vorgesehen sind und die mi; den Außenteilen der Aufnahme zusammenwirken. Diese bei elektrischen Geräten bekannten Lager sind für den Uhrenbau nicht geeignet.

Bei einer aus der FR-PS 1 587 976 bekannten Lagerung der eingangs beschriebenen Art dringen beim Auftreten axialer Stöße die Wellenzapfen in die Grundflächen der in den Lagerschalen angebrachten Lagerbohrungen ein und können diese beschädigen, so daß eine einwandfreie Funktion der Lagerung beeinträchtigt ist.

'Vuigabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine in ihrer Herstellung vereinfachte stoßfeste Lagerung für drehbare Uhrwerksteiie zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Lagerung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der zumindest teilweise konisch ausgebildete Zapfen einen größeren Konuswinkel aufweist als der innere Teil der Lagerbohrung und sich dicht hinter der ringförmigen Verbindungsstelle des inneren mit dem äußerer. Teil der Lagerbohrung über deren Durchmesser an der ringförmigen Verbindungsstelle verbreitert. Die erfindungsgemäße Lagerung nutzt die elastische Verformbarkeit der aus Kunststoff bestehenden Lagerschale aus, dse gewisse axiale Bewegungen des Zapfens zuläüt, ohne daß Beschädigungen der weicheren Lagerschale zu befürchten sind. Während bei der aus der FR-PS 1 587 976 bekannten Lagerung der Wellenzapfen bei auftretenden axialen Stoßen in die Grundfläche der Lagerschale eindringen kann legt sich bei dem Anmeldungsgegenstand der Lagerzapfen bei Auftreten stärkerer Axialstöße mit seinem konusförmigen Mantel auf die ringförmige Verbindungsstelle zwischen innerem und äußerem Teil der Lagerbohrung, so daß die Stöße beschädigungsfrei abgefangen und von der Lagerschale aufgenommen werden. Bei der bekannten Lagerung sind Lagerschale und Lagerzapfen nicht in einer Weise aufeinander abgestimmt, daß sich bei unzulässigen Axialverschiebungen des Wellenzapfens dieser mit seinem Mantel beschädigungsfrei in der Lagerbohrung abstützen kann.

In den Ansprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lagerung beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht der wesentlichen Merkmale des im folgenden beschriebenen Schwenkteils,

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F i g. 2 und 3 sind axiale Schnittansichten zweier Unruhen mit Schwenkeinrichtungen nach zwei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.

In der schematischen F i g. 1 ist das Organ 1 ein Schwenklager aus Metall, das durch Abstechen hergestellt wird. Dieses Werkstück kann ein festes Stück sein, das in eine öffnung eines Gehäuseteils eines Uhrwerks eingeschoben werden kann, oder in ein bewegliches Stück, das mit der Welle dines rotierenden Organs dieses Werks fest verbunden ist. Das Organ 2, das die Lagerschale bildet, ist entweder ein bewegliches Stück oder ein festes Stück. Man sieht, daß die Lagerschale 2, die durch Spritzen von Synthetikmaterial hergestellt wira, an ihrer zum Schwenkpunkt hin gewendeten Fläche 1 eine Aufnahme 3 aufweist, deren Seitenfläche in der Drehbewegung in der Achse einen zylindrischen Teil 4 umfaßt, der durch eine flache Basis 5 abgegrenzt wird, welche den Boden der Aufnahme bildet und einen kegelstumpfförmigen Teil 6, der den Eingang der Aufnahme bildet und sich bis zur frontalen Fläche der ;o Lagerschale erstreckt. Die beiden koaxialen, kegelstumpfförmigen Flächen sind du.ch die kreisförmige Kante 7 miteinander verbunden.

Das Lager 1 umfaßt einen leicht kegelstumpfförmigen Schwenkteil 8, dessen Höhe größer ist als diejenige der zylindrischen Fläche 4, die den Boden der Aufnahme 3 bildet. Jenseits dieser Spitze 8 erstreckt sich eine Verstärkungszone 9, ebenfalls in kegelsiumpfförmiger Form aber mit größerer öffnung, die sich bis zur Basis tO in Kreisform erstreckt, durch die das lager 1 mit dem sie tragenden Organ verbunden ist.

Der Boden 5 der Aufnahme 3 erstreckt sich in einem sehr geringen Abstand (einige Hundertsiel mm) von der Fläche 11 der Lagerschale, so daß diese beiden Flächen einen dünnen Schleier abgrenzen, den das Material des Aufnahmebodens 3 bildet. Bei der Montage der Schwenkeinrichtung ordnet man gegen die Oberfläche 11 ein Metallstück 13 mit flacher Fläche an, das jede plastische Verformung des Schleiers 12 vermeidet, wenn die Spitze des Zapfens 8 gegen letzteren Teil der Lagerschale 2 zu liegen kommt.

Allgemein hat die beschriebene Anordnung folgenden Vorteil: Der Ringraum zwischen dem Schwenkteil 8 und den Innenflächen der Aufnahme 3, weist eine Minimalbreite auf der Höhe der Kante 7 in der Weise auf, daß selbst, wenn die Koaxialität des Schwenkteils 1 und des Lagers 2 nicht absolut realisiert ist, d. h. wenn eine der beiden Achsen sich schräg zur anderen erstreckt, der Teil des Drehteils 8, der in Kortakt mit der Flanke der Aufnahme 3 kommt, jedenfalls eine Zone der Seitenfläche dieses Drehteils 8 sein wird, die auf der Höhe der Kante 7 liegt und diese Zone kommt in Kontakt mit der Kante 7. Man vermeidet so, daß die Kante des harten Materials des Drehzapfens mit einer Seitenfläche der Aufnahme 3 in Verbindung kommt und sie verletzt.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, daß bei einem radialen Stoß das Abstützen des Drehzapfens 8 auf der Kante 7 eine leichte Verformung des Synthetikmaterials der Lagerschale um diese Kante herum bewirkt. Die Kontaktfläche steigert sich dann je nach der erlittenen Verformung und dementsprechend je nach der Kraft des Stoßes. Die Beanspruchungen in dem Material des Schwenkteils werden verteilt, was das Bruchrisiko reduziert. Außerdem sichel das Vorhandensein der Verstärkungszone 9, deren Seitenfläche eine kegelstumpfförmige Fläche mit gleicher öffnung wie der Eingang 6 ist, einen vollständigen Schutz des Schwenkteils bei einem beträchtlichen radialen Stoß. In der Tat ist die Verformung der Kante 7 dann eine solche, daß die Verstärkungszone 9 auf ihrer ganzen Höhe mit dem Eingang 6 der Aufnahme in Verbindung kommt, so daß die beanspruchte Zone sich der Basis des Schwenkteils nähen und daß die Kontaktfläche momentan einen sehr viel größeren Wert erhält als unter normalen Bedingungen.

Zur Sicherung der beschriebenen Vorteile ist es nicht notwendig, daß die Spitze des Schwenkteils leicht kegelstumpfförmig ist und daß der Boden der Aufnahme zylindrisch ist. Auch andere Anordnungen eignen sich. Die Spitze des Schwenk'eils kann beispielsweise zylindrisch sein, wenn der Teil, welcher den Boden der Aufnahme bildet, eine kegelstumpfförmige öffnung hat, die sich entgegengesetzt zur Eingangsrichtung 6 erstreckt. Jedoch ist die Schaffung einer Aufnahme mit zylindrischem Boden in einer durch Einspritzen gebildeten Lagerschale besonders vorteilhaft.

F i g. 2 und 3 stellen zwei Ausführungsbeispiele von Uhrwerken mit Schwenkeinrichtungen nach dem in F i g. 1 dargestellten Prinzip dar. Bei diesen beiden Ausführungsformen sind die Drehlager 1 befestigt und unterliegen Elementen 14 und 15 des Gehäuses, die die Platine und eine Brücke des Uhrwerks bilden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 wird eine der Lagerschalen 2 aus einem Stück mit dem Zentralteil 16 und dem Arm der Unruhe gegossen. Dieser Zentralteil weist an seiner der Lagerschale 2 gegenüberliegenden Fläche eine zylindrische Aufnahme 17 auf, in die ein Ende einer zylindrischen Welle 18 eingeschoben wird. Die Endfläche der Welle 18 bildet die metallische Fläche 13, die sich bis in kurze Entfernung vom Boden der Aufnahme 3 der Lagerschale erstreckt.

Am anderen Ende wird eine Welle 18 in der gleichen Weise in eine öffnung 17 eingeschoben, die in einem Werkstück aus Synthetikmaterial 20 in Trichterform vorgesehen ist, das die Platte der Unruhe mit einem Überstand 21 aufweist, welcher das Plattengelenk bildet und einen extremen zylindrischen Teil, in dem eine Auskehlung für den Eintritt der Spitze und eine Aufnahme 3 vorgesehen sind, die identisch zu derjenigen ist, die in dem zentralen Überstand des Werkstücks 16 vorgesehen ist. Zwischen den Werkstücken 20 und !6 ist eine Hülse 22 montiert, die das Innenende der Spirale aufnimmt. Man wird bemerken, daß das Wellenelement 18 mit einer Abflachung 19 vorgesehen ist, um das Luftabziehen aus den öffnungen 17 bei der Montage zu ermöglichen.

Man erhält so eine extrem vereinfachte Konstruktion, denn es genügt, die Lager 1 in die in den Gehäuseelementen 14 und 15 vorgesehenen öffnungen einzuschieben und die beiden Werkstücke 16 und 20 auf der Welle 18 zu montieren, nachdem die Hülse 22 am Mittelpunkt dieser Welle angebrecht wurde. Die Unruhezarge ist dann an den radialen Armen des Zentralstücks 16 durch nicht dargestellte Mittel zu befestigen. Die Unruhe wird so in axialer Richtung getragen zwischen den Enden der Drehteile 8, die sich gegen den Boden der Aufnahmen 3 stützen kann und in radialer Richtung durch die Flanken der Schwenkteile 8, die mit den Kanten 7 der Aufnahmen 3 mit ihrer seitlichen Fläche in Kontakt kommen, was ein Verkratzen des Synthetikmaterials vermeidet und eine Dämpfung der radialen Stöße ermöglicht.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform werden die beiden Lagerschalen 23 mit den Aufnahmen 3, welche identisch zu denen der Lagerschale 2 sind, an den beiden Enden eines Elements einer zylindrischen

Welle 24 über den Zentralteil 26 der Unruhe und der Platte 27 befestigt. Diese beiden Werkstücke sind aus Metall und mit einer Axialbohrung versehen, die an die Lagerschalen 23 und an die Welle 24 angepaßt sind, und sie werden teilweise auf die Welle 24 und auf den Zentralteil der Lagerschalen 23 nach Aufschieben der Hülse 25 auf den Zentralteil der Welle 24 aufgekeilt.

Die in den Fig.2 und 3 dargestellten Konstruktionen sichern trotz ihrer Einfachheit eine gute Konzentrizität der Zarge und des Plattenfußes bezüglich der Achse der Vorrichtung. So ist es beispielsweise im Fall der F i g. 2 ausreichend, daß die Aufnahme 3 und 17 der Werkstücke 16 und 20 koaxial sind, um damit sämtliche Unruheelemente nach ihrer Montage konzentrisch zu haben. Ebenfalls reicht es im Fall der F i g. 3, die Koaxialität der Aufnahmen 3 mit den Außen-Seitenflächen der Lagerschalen 23 zu sichern. Außerdem erfordern die Wellen 18 und 24 keine weiteren Herstellungsvorgänge als ein Trennen in der gewünschten Länge eines Stabes in geeignetem Durchmesser, bzw. für die Unruhe nach F i g. 2 ist das Formen der Abflachung 19 erforderlich.

S Während die beiden oben beschriebenen Ausführungsformen Drehlager ortsfester Art aufweisen und Lagerschalen, die mit dem beweglichen Teii fest verbunden sind, kann auch die umgekehrte Anordnung realisiert werden. In diesem Fall ist die Verstärkungszone 9 und die Spitze 8 der Lagerschalen möglicherweise direkt an den Enden der Welle herzustellen, wobei Lagerschalen analog zur Lagerschale 23 in den Aufnahmen befestigt werden, die in Gehäuseteilen vergesehen werden. Vorzugsweise werden die Aufnahmen für die Lagerschalen blind sein, so daß der feine Materialfilm, der unter dem Boden der Aufnahme 3 bleibt, durch das Metall oder das feste Material des Gehäuseteils abgestützt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lagerung für drehbare Uhrwerksteile, bestehend aus einer Lagerschale aus elastisch verformbarem Kunststoffmaterial mit einer einseitig geschlossenen Lagerbohrung, die aus einem zylindrischen oder konischen inneren Teil und einem äußeren konischen Teil mit größerem öffnungswinkel gebildet ist, und aus einem Zapfen, dessen axiales Spiel durch die Grundfläche der Lagerbohrung begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest teilweise konisch ausgebildete Zapfen (8, 9) einen größeren Konuswänkel aufweist als der innere Teil (4) der Lagerbohrung und sich dicht hinter der ringförmigen Verbindungsstelle (7) des inneren (4) mit dem äußeren Teil (6) der Lagerbohrung über deren Durchmesser an der ringförmigen Verbindungsstelle (7) verbreitert.

2. Lagerjng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen äußeren Teile der Lagerbohrung (6) und des Zapfens (9) den gleichen öffnungswinkel besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (8, 9) mit einem Gehäuseteil (14) eines Uhrwerks fest verbunden und die Lagerschale (23) in einem Teil (26) des beweglichen Teils angebracht ist.

4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12) der Lagerbohrung (3) ^₀ axial durch eine Fläche (13) eines Metallteils gehalten ist und zwischen dem Boden (12) und der Fläche (13) nur eine dünne Schicht aus Kunststoffmaterial bestehen bleibt.

5. Lagerung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (2) aus einem Stück mit einem Teil (16) des beweglichen Teils hergestellt ist.

6. Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalltei! (13) ein Teil der Welle bildet, die in eine Aufnahme (17) des Teils (16) eingeschoben ist.

7. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (23) mit der Welle (24) der Unruhe fest verbunden ist und der Zapfen (9) aus einem Stück mit einer Basis gebildet und mit einem Gehäuseelement des Werks verbunden ist.