DE2264556A1 - Einrichtung zur darstellung der zeitanzeige in stunden und minuten - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten Zusatz zu Patent 2 044 355 Ausscheidung aus P 22 32 562.8-31 Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und minuten mittels einer kontinuierlich veränderlichen geometrischen Konfiguration7 Dabei ist (vgl Fig 1 und 4) die Minutenskala ein durch Skalenmarken äquidistant unterteilter Kreis m (ausgebildet wie die des gewöhnlichen Zwei-Zeiger-Zifferblattes) und die Stundenskala ein durch Skalenmarken 4 äquidistant unterteilter Kreis h, von kleinerem Durchmesser als der Minutenskalenkreis m Der Stundenskalenkreis h befinden; sich ständig innerhalb des Minutenskalenkreises m und tangiert diesen ständig von innen Die beiden Skalenkreise h und m sind gegeneinander bewegt, aber so, daß der Minutenskalenkreis m sich dabei gar nicht oder aber nur drehungsfrei bewegt Der gemeinsame Berührpunkt B der beiden Skalenkreise m und h läuft auf dem Minutenskalenkreis m um An seiner jeweiligen Position wird auf der Minutenskala m abgelesen. Der Stundenskalenkreis h führt um seinen eigenen Mittelpunkt Mh eine Rotation aus mit ein Zwölftel der Winkelgeschwindigkeit, mit welcher der Berührpunkt B auf dem Minutenskalenkreis m umläuft. Das heißt, nach zwölf Umläufen des Berührpunktes B hat der Stundenskalenkreis h gerade eine volle Umdrehung vollendet. Zu vollen Stunden befinden sich sowohl der Be rührpunkt B als auch die jeweils betreffende Stundenmarke der Stund@nskala h am Scheitel S der Minutenskala m.
• Einrichtungen dieser Art wurden Er der deutschen Patentschrift 2 044 355 beschriebe@. Die vorliegende Anmeldung ist eine Weiterentwicklung zu dem betreffenden Patent.
• In der Uhrentechnik ist es außerdem bekannt (US-PS 3 498 045), bei Zwei-Zeiger-Zifferblatt-Uhren die Stundenzeiger-Bewegung durch Übersetzung von der Minutenzeiger-Welle durch ein Umlaufgetriebe vorzunehmen, bei dem ein Zahnrad 9 an dem der Stundenzeiger starr befestigt ist 9 von der Minutenzeige@ Welle in einem innenverzahnten Zshnring umgewälzt wird Das Zahnrad muß sich dabei um seine eigene Achse im gleichen Drehungssinn drehen wie de Minutenzeiger-Welle. Dies wird dadurch erreicht9 daß das Zahnrad N x 12 Zähne und der Zahnring N x 11 Zähne tragt 9 wobei die Profile der beiden Zahnkränze in besonaerer Weise ausgebildet sind In der US-PS 3 498 045 ist auch vorgesehen9 den Stundenzeiger fort zulassen und statt dessen das Zahnrad mit einer aus zwölf Ziffern bestehenden Stundenskala zu versehen9 sn der durch ein festes Sichtfenster abgelesen wird Entfernt man den Minutenzeiger ebenfalls9 was in der US-PS 3 498 045 nicht nahegelegt wird9 so erhält man eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art, wenn man den Stundenskalenkreis h als durch das Zahnkranzprofil des Zahnrades und den Minutenskalenkreis m als durch das Zahnkranzprofil des Zahnringes definiert ansieht. Das besondere an dieser Einrichtung ist, daß die Rotation des Stundenkreises h um seine Achse und die exzentrische Rotation dieser Achse selbst im gleichen Drehungssinn erfolgen Mit jeder Einrichtung der beschriebenen Art kann die Uhrzeit im Prinzip eindeutig dargestellt werden. Es geniigt die Vereinbarung, daß die Stunden am Ort des momentanen Scheitels des Stundenskalenkreises abgelesen werden. Allerdings kann das Ablesen der Uhrzeit nach dieser Vereinbarung mühselig sein.
• Es müssen weitere Maßnahmen getroffen werden, um ein leichtes Ablesen der Uhrzeit zu ermöglichen Bei der Einrichtung, die oben aus dem in der US-PS 3 498 045 beschriebenen Mechanismus andeutungsweise entwickelt wurde, ist die Minutenablesung nur mit untragbarer Ungenauigkeit möglich.
• Hier müßten grundsätzliche Maßnahmen zur Verbesserung getroffen werden, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind In der deutschen Patentschrift 2 044 355 wird zur Erleichterung der Ablesung der Uhrzeit folgende zusatzliche Redingung aufgestellt.
• Bedingung A (vgl Fig 4, , wo die Bedingung jedoch nicht erfüllt ist): Die gerade Verbindungslinie von Scheitel S und Mittelpunkt Mm der Minutenskala m verläuft stets zwischen den beiden Stundenmarken 4' und 4'' der Stundenskala h, welche zu den beiden vollen Stunden gehören9 zwischen welchen die dargestellte Uhrzeit liegt9 ist die dargestellte Uhrzeit eine volle Stunde, so liegt die betreffende Stundenmarke auf der Verbindungslinie.
• Es wird in der deutschen Patentschrift 2 044 355 die weitere Ablesehilfe gegeben9 am Scheitel der Minutenskala einen auf deren Mittelpunkt gerichteten Pfeil anzubringen. Diese Maßnahme soll hier nicht als Teil der Bedingung A angesehen werden, Die Bedingung A ist gemäß der deutschen Patentschrift 2 044 355 gleichbedeutend mit der Bedingung A' : 12:13 = 09925 # r/R # 1 (r Radius des Stundenskalenkreises, R Radius des Minutenakalen kreises) Ein Nachteil einer nach Bedingung A bzw, Bedingung A' ausgeführten Einrichtung der eingangs beschriebenen Art besteht darin, daß das Radienverhältnis JR der beiden Skalenkreise sehr nahe bei eins liegt. Es ist daher die relative Bewegung der beiden Skalenkreise mit hoher Präzision und gensu nach der geometrischen Vorschrift auszuführen, damit ihr gemeinsamer Berührpunkt genau genug definiert ist, um eine bequeme visuelle erfassung der Minutenangabe zu ermöglichen.
• Ein mit dem Sadienverhältnis r/R = 12 : 13 - dem günstigsten, welches die Bedingung A zuläßt - verbundener Vorteil ist nach der deutschen Patentschrift 2 044 355 der, daß der Stundenskalenkreis im Minutenskalenkreis eine reine Rollbewegung ohne Gleitkomponente ausführt. Dadurch wird eine steuerung des Bewzegungsablaufs des Stundenskalenkreises in der Weise möglich, daß das System von Stundenskalenkreis und Minutenskalenkreis als Umlaufgetriebe ausgebildet wird ("äußere Steuerung").
• Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine leichtere visuelle Erfassung der Minutenangabe auch bei weniger geometrisch exakter Ausführung von Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu ermöglichen. Dabei soll die Möglichkeit der'Sußeren Steuerung" der Bewegung des Stundenskalenkreises durch Anbringen von N x 12 Zähnen bzw. Zahnlücken auf dem Stundenskalenkreis und von N x 13 Zahnlücken bzw. Zähnen auf dem t.rinutenskalenkreis nicht verlorengehen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs beschriebene Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten, enthaltend inden ersten Körper, nuf dem zur Anzeige der Stunden eine erste, durch Skalenmarkierungen äquidistant unterteilte Vollkreisskala angebracht ist, und einen zweiten Körper, auf dem eine gegenüber der ersten größere, zweite, durch Skalenmarkierun gen äquidistant unterteilte Vollkreisskala zur Anzeige der Minuten angebracht ist, wobei die beiden Körper derart bewegt sind, daß sich der zweite Körper gar nicht oder aber nur drehungsfrei bewegt, daß der erste Körper um die senkrechte Zentrumsachse der ersten Kreisskala rotiert, wobei er in zwölf Stunden eine Umdrehung vollendet, und daß in dazu entgegengesetztem Drehungssinn diese Achse selbst eine exzentrische Rotation um die zu ihr parallele senkrechte Zentrumsachse der zweiten Kreisskala ausführt, wobei sie in einer Stunde einen Umlauf vollendet, derart daß dabei die erste Kreisskala sich ständig in derselben Ebene wie die zweite Kreisskala und innerhalb der zweiten Kreisskala befindet und diese von innen tangiert -oder derart daß die beiden Kreisskalen, senkrecht zur Ebene der zweiten Kreisskala betrachtet, in dieser Relation erscheinen -, ferner derart daß zu vollen Stunden sich sowohl die jeweilige Stundenmarke der ersten Kreisskala als auch der Berührpunkt der beiden Kreisskalen am Scheitel der zweiten Kreisskala befinden, nach Patent 2 044 355, e r f i n d u@ n g s g e m ä ß d e r a r t a u s g e b i 1 d e t , daß das Verhältnis des Radius (r) 3er ersten reisskala (h) zu dem (R) der zweiten Kreisskala (m) kleiner als oder gleich 12/13 und größer als oder gleich 0,74 ist.
• Einzelheiten der r,rfindung sowie vorteilhafte Ausbildungen sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
• Fig. 1 zeigt die Darstellung einer Sequenz von Uhrzeiten durch eine ertindungsgemäße Einrichtung; Fig. 2 ist ein Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung; Fig. 3 zeigt die Ausbildung des zur äußeren Steuerung des Stundenskalenkreises in der Einrichtung von Fig. 1 benutzten AJet.riebes in verhältnisgetreuer Darstellung; Fig, 4 dient zur Erläuterung der die erfindungsgemäße Finrichtur definierenden Bedingung.
• In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung abgebildet, deren Radienverhältnis der Skalenkreise JR = 11 : 13 = 0,85 < 12 : 13 = 0,92 beträgt. In Fig. 1 sind nacheinander die Uhrzeiten " 6 Uhr", "6 Uhr 5", "6 Uhr 10" u.s.w. bis "6 Uhr 45" dargestellt.
• (Manche der abgebildeteten Uhrzeiten fallen etwas neben die beabsichtigten Uhrzeiten.) Es ist zu sehen, daß die abgebildete Einrichtung die neue Bedingung B erfüllt, daß beim Ablauf einer Stunde von einer vollen Stunde zur nächsten während der ganzen ersten halben Stunde die Marke 4 derjenigen vollen Stunde, von welcher man sich entfernt - und in der ganzen zweiten halben Stunde die Marke 4' derjenigen vollen Stunde, auf die man sich zu bewegt - unter allen Stundennarken in der oberen Hälfte des Stundenskalenkreises h den kleinsten Abstand von der Geraden durch Scheitel S und Mittelpunkt M der Minutenskala hat.
• -m Ferner ist leicht zu sehen, daß die früher definierte Bedingung A nicht erfüllt ist. Denn die "6 Uhr" -Marke der Stundenskala gelangt (nus ihrer Lage am Scheitel der Minutenskala in der "6 Uhr"-Stellung zunächst auf die rechte Seite des senkrechten Durchmessers der Minutenskela, und erst bei etwa "6 Uhr 20" gelangt sie endgültig auf die linke Seite dieses Durchmessers. Würde die abgebildete Einrichtung die Bedingung A erfüllen, dürfte die "6 Uhr"-Marke nach der Uhrzeit "6 Uhr" nicht mehr auf die rechte Seite dieses Durchmessers gelangen.
• Zur Ablesung der Uhrzeit an der in Fixe. 1 abgebildeten Einrichtung kann die Bedingung B zu Hilfe genommen werden. In der ersten halben Stunde wird demnach der Abstand von der (in der Situation der Fig. 1) "6 Uhr"-Stellung festgestellt, wie z.B.. in der Ablesung "sechs Uhr fünfundzwanzig" (Fig. 1 f); in der zweiten halben Stunde wird dagegen der Abstand von der 7 Uhr"-Stellung festgestellt, wie z.B. in der Ablesung "fünf nach halb sieben" (Fig. 1 h).
• An Hand von Fig. 1 ist festzustellen, daß die Minutenangabe hier bequemer zu erfassen ist als bei einer Einrichtung, welche der Bedingung A genügt.
• Die Bedingung B ist gleichbedeutend mit einer Bedingung fiir das Radienverhältnis der Skalenkreise, wie im folgenden kurz an Hand von Fig. 4 abgeleitet werden soll.
• In Fig. 4 wird die Uhrzeit "6 Uhr 10" dargestellt. Der Berührpunkt B der beiden Skalen ist, ausgehend vom Scheitel S der Minutenskala m, an welchem er sich in der "6 Uhr"-Stellung befand, ein Stück auf dem Minutenskalenkreis m entlanggewandert.
• Sein Radiusvektor mit Bezug auf den Mittelpunkt Mm der Minutenskala hat dabei den Winkel U (= 600) überstrichen. Der Stundenskalenkreis h hat sich währenddessen in entgegengesetztem Sinn um den Winkel X'= JU12 um seinen Mittelpunkt Mh gedreht. Die Stundenmarke "6" (4') ist dabei zunächst auf die rechte Seite des senkrechten Durchmessers der Minutenskala m gelangt. Im Verlauf der Stunde zwischen "6 Uhr" und "7 Uhr" muß er auf die linke Seite dieses Durchmessers gelangen.
• Sind x' und x''' bzw. die mit Vorzeichen versehenen Abstände der Stundenmarken "6" (4') und "5" (4'''), so besagt die Bedingung ß nichts anderes, als daß für alle Winkel U zwischen 0° und 180° x'2 # x'''2 sein soll. Der Winkelbereich 0° # U # 3600 braucht aus Symmetriegründen nicht betrachtet zu werden.
• Mit d = (R-r) # sin(U), x'= d - r.sin(X') und x'''= d -r#sin(X'''), wobei X''' = (U/12) + (2# / 12), läßt sich diese Redingung umformen in 2 d # r # [ sin(X''') + sin(X')] oder für 0° # U # 180°. Das Minimum des Ausdrucks auf der rechten Seite von (*) liegt bei U # 76° und beträgt 0,36.
• Es folgt also, daß die Bedingung B gleichbedeutend ist mit (R-r)/r # 0,36, d.h. mit der Bedingung B': r >/ 0,74 Das Radienverhältnis der in Fig. 1 abgebildeten D^inrichtung beträgt, wie bereits gesagt, r/R = 11 : 13 = 0,85. Auch hieraus kann ersehen werden, daß diese Einrichtung die Bedingung R erfüllt.
• In Fig. 2 und 3 ist der Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung im Detail dargestellt. Die Stundenskalenkreisscheibe 1 ist an ihrem Umfang mit zwölf besonders ausgebildeten Zahnlücken 5 versehen, in welche dreizehn in eine Trägerplatte 7 eingelassr-ne kreisrunde Pflöcke eingreifen.
• Die Stundenskalenkreisscheibe 1 wird an einer Achse 9, an welcher sie senkrecht in ihrem Mittelpunkt befestigt ist, frei drehbar - eventuell mit leichtem radialen Druck - in einem Kreis mit dem Radius R-r in festem Abstand von der Trägerplatte 7 herumgeführt. Das Zusammenwirken der Zahnlücken 5 und der Pflöcke 6 bewirkt dabei die benötigte Bewegung der Stundenskalenkreisscheibe 1, bei welcher die Kreisscheibe 1 während zwölf Umläufen ihres <tittelpunktes gerade eine volle Drehung um ihren mittelpunkt ausführt.
• Fig. 3 ist eine verhältnisgetreue Darstellung des aus Stundenskalenkreisscheibe 1 und Pflöcke 6 bestehenden Getriebes, wie es in der in Fig. 1 abgebildeten Einrichtung zum Antrieb der Stundenskalenkreisscheibe 1 verwendet wird. Die geometrische Form der Zahnlücken 5 wurde auf empirischem Wege entwickelt.
• Die Besonderheit dieses Umlauf-Getriebes besteht darin, daß die Umfangsgeschwindigkeiten von ZahnradAund innenverzahntem Zahnkranz, bestehend aus den Pflöcken 6, relativ zum Kontaktpunkt der Umfänge von Zahnrad und Zahnkranz verschieden sind.
• Der Minutenskalenkreis wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, gebildet durch den Lochrand einer konzentrischen Kreisringplatte 2, welche in Höhe der Stundenskalenkreisscheibe# an den Pflökken 6 fest montiert ist. Die Markierungen 3 dieser Skala sind auf der Trägerplatte7aufgebracht.
• Die so beschaffene Ausführung einer erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht, wie in Fig. 2 angedeutet, eine indirekte Beleuchtung der Zeitanzeige. Das von einer Lichtquelle 8 hinter der Stundenskalenkreisscheibe 1 ausgehende Licht fällt auf die Rückseite der Stundenskalenkrei-sscheibe 1, von wo es auf die Trägerplatte 7 reflektiert wird, als auch möglicherweise direkt auf die Trägerplatte 7 und wird von dort nach außen reflektiert.
• Zum Schluß sol-l noch auf die @öglichkeit hingewiesen werden, erfindungsgemäße Einrichtungen dadurch zu vereinfachen, daß die Markierungen der Minutenskals weggelassen werden. TTr allgemeinen praktischen Gebrauch ist eine Ablesegenauigkeit der Minutenablesung von + 5 Minuten ausreichend. zeit t dieser Senauigkeit läßt sich von einem Minutenskalenkreis ohne Jede Markierung ablesen.
• Das letztere gilt auch für das Zwei-Zeiger-Zifferblatt. Allerdings dürfte bei diesem durch Weglassen der Skalenmarkierungen eine Unsicherheit in der Ablesung der Stunden entstehen. Eine solche aber kann auf keine Fall in Kauf genommen werten. Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung hngegen werden die Stundenmarkierungen beibehalten, und die Stundenablesung w-rd durch Weglassen der Minutenmarkierungen nicht erschwert.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e -

1.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten, enthaltend einen ersten Körper, auf dem zur Anzeige der Stunden eine erste, durch Skalenmarkierungen äquidistant unterteilte Vollkreisskala angebracht ist, und einen zweiten Körper, auf dem eine gegenüber der ersten größere, zweite, durch Skalenmarkierungen äquidistant unterteilte Vollkreisskala zur Anzeige der Minuten angebracht ist, wobei die beiden körper derart bewegt sind, daß sich der zweite Körper gar nicht oder aber nur drehungsfrei bewegt, daß der erste Körper um die senkrechte Zentrumsachse der ersten Kreisskala rotiert, wobei er in zwölf Stunden eine Umdrehung vollendet, und daß in dazu entgegengesetztem Drehungssinn diese Achse selbst eine exzentrische Potatiön um die zu ihr parallele senkrechte entrumsachse der zweiten Kreisskala ausführt, wobei sie in einer Stunde einen Umlauf vollendet, derart daß dabei die erste Kreisskala sich ständig in derselben ebene wie die zweite Kreisskala und innerhalb der zweiten Kreisskala befindet und diese von innen tangiert - oder derart daß die beiden Kreisskalen, senkrecht zur Ebene der zweiten Kreisskala betrachtet, in dieser Relation erscheinen -, ferner derart daß zu vollen Stunden sich sowohl die jeweilige Stundenmarke der ersten Kreisskala als auch der Berübrpunkt der beiden Kreisskalen am Scheitel der zweiten Kreisskala befinden, nach Patent 2 044 355, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n et , aaß das Verhältnis des Radius (r) der ersten Kreisskala (h) zu dem (R) der zweiten Kreisskala (m) kleiner als oder gleich 12/13 und größer als oder gleich 0,74 ist.

2.- Einrichtung zur Darstellung der .7,eitanzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Kreisskala (h) der Rand einer Kreisscheibe 1 dient, daß als zweite Kreisskala (m) der innere Umfang eines Kreisringes (2) dient, welcher parallel zu einer Trägerplatte (7) fest an dieser angebracht ist, und daß sich die Kreisscheibe (1) in der Ebene des Kreisringes (2) bewegt.

3.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Weise beleuchtet wird, daß das von einer hinter der Kreisscheibe (1) befindlichen Tichtquelle (8) ausgehende Licht auf die Rückseite der Kreisscheibe (1) fällt, von wo es auf die Trägerplatte (7) reflektiert wird, oder auch direkt auf die Trägerplatte (7) und von dort nach außen reflektiert wird.

4.- Einrichtung zur Darstellung der Zeit.<nzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenmarkierungen (3) der zweiten Kreisskala weggelassen werden.

5.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitsnzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ablauf einer Stunde von einer vollen Stunde zur nächsten während der ganzen ersten halben Stunde die Marke (4') dertienigen vollen Stunde, von welcher man sich entfernt - und in der ganzen zweiten halben Stunde die Marke (4'') derjenigen vollen Stunde, auf welche man sich zu bewegt - unter allen Stundenmarken (4) in der oberen Hälfte der ersten Kreisskala (h) den kleinsten Abstand von der Geraden durch Scheitel (S) und Mittelpunkt(S)der zweiten Kreisskala (m) hat.

L e e r s e i t e