DE2261981C2 - Uhr mit digitaler Zeitanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterbildung der in dem Patent 2 218 690 beanspruchten Erfindung.

Der Gegenstand des Hauptpatents ist eine Uhr mit digitaler Zeitanzeige mit einer koaxial zur Minutenscheibe angeordneten Stundenscheibe, die über ein federndes Element mit dem Stundenrad verbunden ist und periodisch jeweils nach einer Stunde (Zeiteinheit) von dem vom Stundenrad vorgespannten federnden Element ruckartig um einen Zentriwinkel (Zeiteinheit-Zentriwinkel) gedreht wird, welcher der Zeiteinheit entspricht, wobei die Platine mit einem Kranz von auf einer Kreislinie liegenden Anschlägen bestückt ist, die sich in gleichen, dem Zeiteinheit-Zentriwinkel entsprechenden Abständen voneinander befinden und das federnde Element eine sich vom Stundenrad in radialer Richtung erstreckende Feder ist, welche die Kreislinie der Anschläge radial überragt und auf Grund einer infolge Durchbiegung eintretenden radialen Verkürzung jeweils nach Ablauf einer Zeiteinheit von ihrem jeweiligen Anschlag freigegeben wird, um unter Mitnahme der Stundenscheibe und gleichzeitiger partieller oder vollständiger Entspannung und entsprechender Streckung bis zum nächstliegenden Anschlag weiterzuspringen.

Bei einer Uhr gemäß dem Hauptpatent wird die Stundenringscheibe von dem vom Stundenrad vorgespannten federnden Element ruckartig um den Zeiteinheit-Zentriwinkel gedreht. Die hierfür erforderliche, periodisch erfolgende Vorspannung des federnden Elements bedeutet eine zusätzliche Belastung der Zugfeder der Uhr. Die Zugfeder muß insgesamt einen höheren Widerstand überwinden, das

heißt eine größere Arbeit leisten. Das gleiche gilt für den Antrieb einer elektrischen Uhr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Uhr der eingangs genannten Gattung diese zusätzliche Belastung so gering wie möglich zu halten. S

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Stundenringscheibe ausgebildete Stundenscheibe, deren glatte Gleitflächen auf einen Bruchteil ihrer Oberfläche reduziert sind, aus einem hochpolymeren Werkstoff besteht. n»

Durch eine solche Ausbildung wird bei einer Uhr mit Federantrieb, trotz der zusätzlichen Belastung, die Gangreserve praktisch voll erhalten.

Bei einer Uhr mit einer automatischen Aufziehvorrichtung ist keine nennenswert höhere Energiezufuhr erforderlich. Dies bedeutet, daß die durch Bewegungsimpulse erfolgende Energiezufuhr nicht nennenswert höher sein muß als bei einer Uhr mit analoger Zeitanzeige. Dies bedeutet femer, daß bei Uhren mit einem elektrischen oder elektronischen Antrieb dieser Antrieb nicht nennenswert stärker ausgebildet zu sein braucht als bei UI.fen mit analoger Zeitanzeige. Eine wesentliche Verminderung des spezifischen Oberflächendrucks an den Gleitflächen und damit eine weitere Verminderung der Belastung ist dadurch erreicht, daß das spezifische Gewicht der im Spritzgußverfahren aus Polyphenylenoxid hergestellten Stundenringscheibe unter 1,0, vorzugsweise bei 0,8 liegt und die auf Stahl oder Messing gleitenden Gleitflächen der Stundenringscheibe einen Ruhereibungskoeffizienten u° für das StofTpaar Polyphenylenoxid /Stahl bzw. Messing aufweisen, der kleiner als 0,2. vorzugsweise kleiner a!s 0,15 ist.

Zweckmäßigerweise ist die Stundenringscheibe am Außenumfang derart mit Gleitnocken versehen, daß die Gleitfläche weniger als 30 %> der Umfangsfiäche beträgt.

Durch eine solche Ausbildung wird verhindert, daß die beim Springen der Stundenringscheibe auftretenden Zentrifugalkräfte eine das Springen nennenswert behindernde Reibung am Umfang der Stundenringscheibe bedingen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stundenringscheibe auf der flachen Unterseite mit einem Gleitflansch versehen, der eine Gleitringwulst von kreissegmentartigem Querschnitt aufweist, wobei die flache Oberseite der Stundenringscheibc am äußeren Umfang mit einem oberen Glcitflansch von kreissektorförmigem Querschnitt versehen ist.

Da die erforderlichen Antriebskräfte für die Stun- 5<> denringscheibe um so kleiner sind, je kleiner der Durchmesser der Stundenringscheibe ist, kann vorgesehen sein, daß sich Minutenscheibc und Stundenringscheibe bei gleichem Höhenniveau der die Ziffern tragenden Flächen überlappen, wobei die Stundenringscheibe auf der Oberseite mit einer ringförmigen Aussparung versehen ist, welche die Minutenscheibe im Außenbereich umgibt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilausschnitt aus der radialgeschnittenen U!ir,

F i g. 2 Bauteile aus F ig. 1 in Seitenansicht,

F i g. 3 die Anordnung gemäß F i g. 2 in Draufsieht in größerem Maßstab,

F i g. 4 einen radalgcschnittcnen Ausschnitt aus Fig. 3,

F i g. 5 die Stundenringscheibe in Unteransicht,

F i g. 6 einen Ausschnitt aus F i g. 5 in größerem Maßstab,

F i g. 7 einen Schnitt nach Linie A-A' von F i g. 5,

F i g. 8 einen Ausschnitt aus F i g, 7 in größerem Maßstab,

F i g. 9 einen weiteren Ausschnitt aus F i g. 7 in größerem Maßstab,

Fig. 10 eine Variante der Stundenringscheibe in Unteransicht,

F i g. 11 einen Ausschnitt aus Fig. 10 in größerem Maßstab,

Fig. 12 einen Schnitt nach Linie A-A' von F i g. 10,

Fig. 13 einen Schnitt nach Linie B-B' von F i g. 10,

F i g. 14 einen Ausschnitt aus F i g. 13 in größerem Maßstab,

Fig. 15 den Zahnnng der Uhr,

Fig. 16 eine Variante de- Uhr in einer Darstellung gemäß Fig. 1.

Das von der Antriebsachse 12 durchgriffene Stundenrad 5 weist einen hülsenförmigen Ansatz 5' auf, auf welchem ein Ring 11 fest aufsitzt. In diesem Ririg 11 ist eine lineare, sich radial erstreckende Stabfeder 4 verankert. Die Stabfeder ist im peripheren Bereich des Rings Ii verankert. Die Stundenringscheibe ist im Spritzgußverfahren aus Polyphenylenoxid hergestellt. Dieser hochpolymere Werkstoff zeichnet sich durch einen relativ geringen Ausdehnungskoeffizienten bei Erwärmung und eine vergleichsweise hohe Härte aus. Das spezifische Gewicht der Stundenringscheibe liegt bei etwa 0,8—1,0. Die Stundenringscheibe 1 weist eine lichte Weite auf, die etwa dem Durchmesser der Minutenscheibc entspricht, umschließt die Minutenscheibe und ist lose in der Uhr gelagert. Die Stundenscheibe ist mit ihrem Außenumfang an einer vertikalen Schulter 32 der Platine geführt. Sie ist mit einem Glcitflansch 1' versehen, der einen Gleitringwulst 1" aufweist. Mit dem Gleitringwulst 1" liegt die Stundenringscheibe auf einem stationären Gleitlagerring 15 aus Stahl auf. Der Gleitringwulst 1" hat krcissegmentförmigen Querschnitt, so daß die Auflagefläche auf dem Gleitlagerring 15 minimal ist.

Es kann vorkommen, daß die Uhr im Moment des Antriebs der Stundenringscheibe durch die Stabfeder sich in einer Lage im Raum befindet, bei welcher die Oberseite der Uhr nach unten gekehrt ist. In diesem Fall liegt die Stundenringscheibc mit einem oberen Gleitflansch 1'" auf der unteren Fläche des Zifferblatts 9 auf und gleitet bei Drehung auf diesem Gleitflansch, der am äußeren Umfang der Stundenringscheibe gelegen ist und einen kreissegmcrtförmigen Querschnitt aufweist. Am Außenumfang ist die Stundcnringschuibc 1 derart mit Gleitnocken (in der Zeichnung wegen ihrer geringen Größe nicht sichtbar) verschen, daß die Gleitfläche der Stundenringschcibe etwa 30 °/a oder weniger der Umfangsfiäche beträgt.

Die auf Stahl bzw. Messing gleitenden Gleitflächen 1" bzw. Γ" der Stundenringscheibe weisen einen Ruhcrcibuiigsl.ocffizienten μ° für das StofTpaar PoIyphcnylenoxid/Siahl bzw. Messing auf, der kleiner als 0,2, vorzugsweise kleiner als 0,15 ist.

Wie insbesondere aus den F i g. 5 bis 7, 9 ersichtlich, liegt der Gleitflansch Γ im Bereich des Innenumfangs der Stundenringscheibc Durch das unterschiedliche Höhenniveau zwischen der Oberfläche der

Stundcnringschcibc im pcriphercn Dereich und der Oberfläche der Stundcnringscheibe im Bereich des Gleitflanschcs Γ ist eine Schrägschulter 29 gebildet. Der Glcitflansch 10 weist einen Schlitz 27, 27' für den radialen Durchtritt der Stabfeder 4 auf. Der Schlitz hat einen schmalen Abschnitt 27, der in einen glockenförmig erweiterten Abschnitt 27' übergeht, welcher am Innenumfang der Stundcnringscheibe mündet. Der schmale Abschnitt 27 des Schlitzes liegt auf einer Kreislinie A (vgl. F i g. 6), durch welche der Gleitflansch Γ radial begrenzt ist. Dieser Abschnitt 27 des Schlitzes 27, 27' ist durch einander zugewandte Zungenprofile des Gleitflanschcs Γ gebildet, welche das maximale Höhenniveau des Gleitflansches aufweisen.

Infolgedessen entspricht die Höhe des Schlitzes 27, 27' im Abschnitt 27 der maximalen Höhe des Gleitflansches Γ. Die freien, den schmalen Abschnitt 27 des Schlitzes 27, 27' (F i g. 6) bzw. des Schlitzes 27, 27', 27" (Fig. 11) begrenzenden Zungenprofile 28 ao weisen einen Radius auf. Durch diesen in den F i g. 6 und 11 erkennbaren Radius ist sichergestellt, daß sich die bei Vorspannung krümmende Slabfeder im schmalen Abschnitt 27 des Schlitzes nicht verklemmen kann. Es ist von großer Bedeutung, daß die den as Schlitz 27 begrenzenden Oberflächen einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen. Die Platine 6 läuft in einem Zahnring 6, 6" mit zahnartigen, sich radial erstreckenden Anschlägen 6" aus. Die zahnartigen Anschläge weisen einen drcieckförmigen Grundriß auf, wobei die Anschlagkante 33 der Anschläge steiler und kurzer ist als die Abgleitkante 34. Die Länge der Stabfeder ist so bemessen, daß sie in gestrecktem Zustand in eine Lücke zwischen zwei benachbarte Anschläge 6" eingreift. Dies bedeutet, daß die Stabfeder in gestrecktem Zustand die Zahnspitzen in radialer Richtung überragt. Dabei liegt das freie Ende der linearen Stabfeder an der Anschlagkante eines Zahns an. Da die Stabfeder mit der Drehbewegung des Rings 11 mitwandert, wird sie zunehmend vorgespannt. Auf Grund einer infolge Durchbiegung eintretenden radialen Verkürzung der Stabfeder wird sie jeweils nach Ablauf einer bestimmten Zeiteinheit von dem jeweiligen Zahn 6" freigegeben, um unter Mitnahme der Stundenscheibe 1 unter gleichzeitiger partieller oder vollständiger Entspannung und entsprechender Streckung bis zur Anschlagkante 33 des nächstlicgcnden Zahns weiterzuspringen. Durch di( etwas flachere und längere Abgleitkantc 34 dei Zähne 6 ' ist ein widerstandsfreies Abgleiten der Feder vom Zahn gewährleistet.

Bei der Variante gemäß Fig. 1(> ist der die Anschläge bildende Zahnkranz 22. 22' ein gesonderter Bauteil, der von einem im Oucrschnitt winkelförmigen, an der Platine befestigten Haltering 25 aufgenommen ist. Der Haltering ist radial von einem ebenfalls im Querschnitt winkelförmigen Datumring 20 umschlossen, der oben in eine Ziffern tragende kreisförmige Ebene 20' ausläuft.

Der Datumring 20 umfaßt demzufolge die obere, Ziffern tragende Ebene 20', einen Basisflansch 20'" und einen ringförmigen Zwischenteil 20". Der Datumring ist am Innenumfang 20^IV geführt. Er kann einen unabhängigen Antrieb haben, sein Antrieb kann aber auch von dem Antrieb der Stundenringscheibe abgeleitet sein.

Das Zifferblatt 9 ist in Fußlöchern der Platine 6 (vgl. Fig. 1) bzw. eines Halterings 21 aufgenommen.

Es gibt Fälle, in denen es wünschenswert ist, die bereits gesprungene Stundenringscheibe wieder zurückzustellen. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn der Besi.zer der Uhr kurz nach Erreichen einer vollen Stundenzahl feststellt, daß seine Uhr etwa 5 oder 10 Minuten vorgeht und er die Uhr auf die vorhergehende StundenzifTcr zurückstellen muß. In einem solchen Fall kann es zweckmäßig sein, eine zusätzliche Stabfeder für eine springende Rückwärtsbewegung der Stundenringscheibe vorzusehen, die durch manuelle Betätigung erreicht wird (nicht gezeichnet).

Wie aus den Fig. 12 und 13 ersichtlich, überlappen sich bei einer Stundenringscheibe gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 10 Stundenringscheibe und Minutenscheibe. Zu diesem Zweck ist die Stundenringscheibe auf der oberen Seite mit einer ringförmigen Aussparung 30 versehen, welche die Minutenscheibe im Außenbereich umgibt.

In manchen Fällen kann es aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig sein, die Gleitflächen der Stundenringscheibe dadurch zu reduzieren, daß ihre Oberflächen auf entsprechend verkleinerten Auflageflächen gleiten. Dies erfordert allerdings eine entsprechende Gestaltung des Gleitlagerring., 15 bzw. der Ringschulter 32.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   J, Uhr mit digitaler Zeitanzeige in einer koaxial zur Minutenscheibe angeordneten Stundenscheibe, die über ein federndes Element mit dem Stundenrad verbunden ist und periodisch jeweils nach einer Stunde (Zeiteinheit) von dem vom Stundenrad vorgespannten federnden Element ruckartig um einen Zentriwinkel (Zeitein- to heit-Zentriwinkel) gedreht wird, welcher der Zeiteinheit entspricht, wobei die Platine mit einem Kranz von auf einer Kreislinie liegenden Anschlägen bestückt ist, die sich in gleichen, den. Zeiteinheit-Zentriwinkel entsprechenden Abständen voneinander befinden und das federnde Element eine sich vom Stundenrad in radialer Richtung erstreckende Feder ist, weiche die Kreislinie der Ai.schläge radial überragt und auf Grund einer infolge Durchbiegung eintretenden radialen Verkürzung jeweils nach Ablauf einer Zeiteinheit von ihrem jeweiligen Anschlag freigegeben wird, um unter Mitnahme der Stundenscheibe und gleichzeitiger partieller oder vollständiger Entspannung und entsprechender Streckung bis zum nächstliegenden Anschlag weiterzuspringen, nach Patent 2 218 690, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stundenringscheibe (1) ausgebildete Su.ndenscheibe, deren glatte Gleitflächen auf einen Teil ihrer Oberfläche reduziert sind, aus einem hochpolynreren V'-irkstoff besteht.
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spezihsche Gewicht der im Spritzgußverfahren aus Polyphenylenoxid hergestellten Stundenringscheibe (1) unter 1,0, vorzugsweise bei 0,8 liegt und die auf Stahl oder Messing gleitenden Gleitflächen (I" bzw. Γ") der Stundenringscheibe einen Ruhereibungskoeffizienten μ° für c!as Stoffpaar Polyphenylenoxid/Stahl bzw. Messing aufweisen, der kleiner als 0,2, vorzugsweise kleiner als 0,15 ist.
3. 3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stundenringscheibe (1) am Außenumfang derart mit Gleitnocken (in der Zeichnung wegen ihrer geringen Größe nicht sichtbar) versehen ist, daß die Gleitfläche weniger als 30 °/o der Umfangsfläche beträgt.
4. 4. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich des inneren Umfangs gelegene Gleitflansch (1') einen Gleitringwulst (1") von kreissegmentartigem Querschnitt sowie einen oberen Gleitflansch (1'") von kreissektorförmigem Querschnitt aufweist.
5. 5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitflansch (1') zwei einander zugeneigte Zungenprofile (28) aufweist, die einen schmalen Abschnitt (27) eines durch den Gleit flansch in radialer Richtung gehenden Schlitzes (27, 27') bilden, wobei der Abschnitt (27) etwa auf einer Kreislinie (A) liegt, welche den Gleitflansch (1') nach außen begrenzt.
6. 6. Uhr nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Höhe des Glcitflansches (1') aufweisende Abschnitt (27) des Schlitzes (27, 27') in einen glockenförmigen Abschnitt (27') übergeht, der am Innenumfang der Stundenringscheibe (1) mündet.
7. 7. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Abschnitt (27) des Schlitzes (27, 27', 27") in einen trichterförmig erweiterten Abschnitt (27") übergeht, der am Außenumfang des Gleitflansches (1') mündel (Fig, 11).
8. 8. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Anschläge etwa radial nach innen gerichtete Zähne (6") eines Zahnkranzes (6', 6") sind, die dreieckförmigen Grundriß aufweisen.
9. 9. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien, den schmalen Abschnitt (27) des Schlitzes (27, 27') bzw. (27, 27', 27") begrenzenden Zungenprofile (28) einen Radius aufweisen.
10. 10. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich Stundenringscheibe (1) und Minutenscheibe (3) bei gleichem Höhenniveau der die Ziffern tragenden Flächen überlappen, wobei die Stundenringscheibe auf der Oberseite mit ringförmigen Aussparungen (30) versehen ist, welche die Minutenscheibe im Außenbereich umgibt (Fig. 10, 12, 13).
11. 11. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Stabfeder für eine springende Rückwärtsbewegung der Stundenscheibe (1) bei manueller Betätigung (nicht gezeichnet).