DE2264661A1 - Einrichtung zur darstellung der zeitanzeige in stunden und minuten - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten mittels einer kontinuierlich veränderlichen geometrischen Konfiguration. Dabei ist (vgl. Fig.1 und Fig. 4) die Minutenskala ein durch Skalenmarken äquidistant unterteilter Kreism(ausgebildet wie die des gewöhnlichen Zwei-Zeiger-Zifferblattes) und die Stundenskala ein durch Skalenmarken 4 äquidistant un terteilter Krei'h von kleinerem Durchmesser als der Minutenskalenkreist Der Stundenskalenkreis h befindet sich ständig innerhalb des Minutenskalenkreises\mund tangiert diesen ständig von innen. Die beiden Skalenkreise h und m sind gegeneinander bewegt, aber so, daß der Minutenskalenkreis m sich dabei höchstens 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\mabgelesen. Der Stundenskalenkreis h fürht um seinen eigenen Mittelpunkt Mh eine Rotation aus mit ein zwölftel der Winkelgeschwindigkeit, mit welcher der Berjihrnunkt R auf dem Minuterskalenkreis m umlauft. D.h. nach zwolf Umläufen des Berührnunktes R hat der Stundenskalenkreis h gerade eine volle Umdrehung vollendet. Zu vollen Stunden befinden sich sowohl der Berührpunkt B als auch die jeweils betreffende Stundenmarke der Stundenskaln h am Scheitel S der Minutenskala m.
• Einrichtungen dieser Art wurden in der Auslegeschrift 2 Od4 355 beschrieben. Die vorliegende Anmeldung ist eine Zusatzanmeldung zu der betreffenden Patentanmeldung.
• Mit leder Einrichtung der beschriebenen Art kann die Jjhrzeit im Prinzip eindeutip dargestellt werden. Es genügt die Vereinbarung, daß die Stunden m 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.
• In der Auslegeschrift ? 044 355 wird zur Erleichterung der Ablesung der Uhrzeit folgende zusätzliche Bedingung 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 verlauft stets zwischen den beiden Stundenmarken 4'und 4'' der Stundenskala h, welche zu den beiden vollen Stunden gehören, zwischen welchen die dargestellte Uhrzeit liegt; ist die dargestellte Uhrzeit eine volle Stunde, so liegt die betreffende Stundenmarke auf der Verbindungslinie.
• Es wird in der Auslegeschrift 2 04a 355 die weitere Pblesehilfe angegeben, am Scheitel der Minutenskala einen auf deren Mittelpunkt gerichteten Pfeil anzubringen. Diese Maßnahme soll hier nicht als ein Teil der Bedingung A angesehen werden.
• Die Bedingung A ist gemäß der Auslegeschrift 2 044 355 gleichbedeutend mit der Bedingung A' 1? : 13 = n . q23 # r/R L (r Radius des Stundenskalenkreises, R Radius des Minuten skslenkreises) Rin Nachteil einer nach Redinrung A bzw. Bedingung A' ausgefUhrten Rinriehtung der eingangs beschriebenen Art besteht darin, daß das Radienverhältnis r/R der beiden Sknlenkreise sehr nahe bei eins liegt. Es ist daher die re]ative Bewegung der beiden Skalenkreise mit hoher Präzision und genau nach der geometrischen Vorschrift auszuführen, damit ihr gemeinsamer Rerührpunkt genau genug definiert ist, um eine bequeme visuelle Erfassung der Minutenangabe zu ermöglichen.
• Ein mit dem Radienverhältnis r/R = 12 : 13 - dem günstigsten, welches die Bedingung A zuläßt - verbundener Vortehil ist nach Auslegeschrift 2 044 355 der, daß der Stundenskalenkreis im Minutenskalenkreis eine reine Rollbewegung ohne Gleitkomponente ausführt. Dadurch wird eine Steuerung des Bewegungsablaufs des Stundenskalenkreises in der @eise möglich, daß das System von Stundenskalenkreis und Minuten skalenkreis als Umlaufgetriebe ausgebildet wird ("äußere Steuerung") Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine leichtere visuelle Erfassung der Minutenangabe auch bei weniger geometrisch exakter Ausfiihruno von Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art zu ermöglichen. Dabei soll die Möglichkeit der "äußeren Steuerung" der Bewegung des Stundenskalenkreises nich verloren gehen.
• Das wird durch zwei Maßnahmen erreicht. Erstens wird, allgemein gesnroehen, die in der Auslegeschrift 2 044 399 aufgestellte, die visuelle Erfassung der Stundenangabe erleichternde Bedingung A abgeschwächt zugunsten einer leichteren Minutenablesung. Diesem Vorgehen liegt die durch Exnerimente gewonnene Erfahrung zugrunde, daß es möglich ist, die Bedingung A abzuschwächen, ohne die Stundenablesung merklich zu erschweren. Und zwar wird statt der Bedingung A eine schwächere Bedingung 13 aufgestellt, welche sich mit einem fiir die Minutenablesung günstigeren Radienverhältnis r/R erfüllen läßt, aber dennoch die Stundenablesung erleichtert.
• Bedingung B (V@l. Fig. 4) @@im Abl@uf einer Stunde von einer voll@@ Stunde zur nächsten @at während der ganzen ersten halben Stunde die Marke 4'derjeni@en vollen Stunde, von welcher man sich entfernt -und in de@ g@@zen zweiten halben Stunde die Marke 4''derjenigen vollen Stunde, auf die man sich zu bewegt - unter allen Stundenmarken in der oberen Hälfte des Stundenskalenkreises h den kleinsten thstand von der geraden durch Scheitel S und rittelnunkt m der Minutenskala.
• Zweitens werden aus Zahnrad und Zahnkranz bestehende Umlaufgetriebe verwendet, die nicht vollkommen formschlüssig sind, und bei denen während der Bewegungsübertragung die Umfangsgeschwindigkeiten von Zahnrad und Zahnkranz relativ zum Kontaktpunkt verschieden sind. Das System von Stundenskalenkreis und Minutenskalenkreis kann als ein solches Getriebe ausgebildet werden, so daß die "äußere Steuerung" des Stundenskalenkreises möglich bleibt, auch wenn der Stundenskalenkreis im Minutenskalenkreis keine reine Rollbewegung ausführt.
• Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber erläutert.
• Fip, 1 zeirt die Darstellung einer Senuenz von Uhrzeiten durch eine erfindungsgemäße Einrichtung; Fip. 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 Getriebes in verhältnisgetreuer Darstellung; Fig. 4 dient zur Erläuterung der die erfindungsgemäße Einrichtung definierenden Bedingung.
• In Fip. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung abgebildet, deren Radienverhältnis der Skalenkreise r/R = 11 : 13 = 0.85 # 12 : 13 = 0.92 beträgt. In Fi. 1 sind nacheinander die Uhrzeiten 6 Uhr", "6Uhr 5", "6 Uhr 10" u.s.w. bis "6 Uhr 45" dargestellt.
• (Manche der abgebildeten Uhrzeiten fallen etwas neben die beabsichtigten Uhrzeiten.) Fa ist zu sehen, daß die abgebildete Rinrichtung die Bedingung B erfiillt. Ferner ist leicht zu sehen, die die Bedingung d nicht erffillt ist. Denn die "6 Uhr"-Marke der Stundenskala gelangt aus ihrer Lage am Scheitel der Minutenskala in der "6 Uhr"-Stellung zunächst auf die rechte Seite des senkrechten Durchmessers der Minutenskala und erst bei etwa "6 Uhr 20" gelangt sie endgültig auf die linke Seite dieses Durchmessers. wurde die abgebildete Einrichtung die Bedingung A erfüllen, dürfte die "6 Uhr"-Mark e nach der Uhrzeit "6 Uhr" nicht mehr auf die rechte Seite dieses Durchmessers gelangen.
• Zur Ablesung der Uhrzeit an der in Fig. 1 abgebildeten Einrichtung kann, was bei einiger Ühung aber nicht notwendig ist, die Bedingung B zu Hilfe genommen werden. In der ersten halben Stunde wird demnach der Abstand von der (in der Situation der Fio. 1) "6 Uhr"-Stellung festgestellt, wie z.B. in der Ablesung "sechs Uhr fünfundzwanzig" (Fig. 1 f); in der zweiten hlben Stunde wird dagegen der Abstand von der "7 TThr" stellung festgestellt, wie z.B. ir der Ablesung "fiinf nach halb sieben" (Fig. 1 h).
• Anhand 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 für 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 13 der beiden Sfralen ist, ausgehend vom Scheitel S der Minutenskala m, an welchem er sich in der "6 Uhr"-Stellung befand, ein Stüch auf dem Minutenskalenkreis m entlanggewandert.
• Sein Radiusvektor mit Bezug auf den Mittelpunkt Mm der Minutenskala hat dabei den Winkel U (= 60°) überstrichen. Der Stundenskalenkreis h hat sich währenddessen in ertgegengesetztem Sinne um den Winkel X'= U/12 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 gegelangen.
• Sind x'und x''' bzw. die mit Vorzeichen versehenen Abstände der Stund@nmarken "6" (4') und "5" (4'''), so besagt die Bedingung B nichts anderes, als daß für alle Winkel U zwischen 0 und 180° x'2 # x'''2 sein soll. Der winkelbereich O # U # 360° braucht aus Symmetriegründen @icht 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 Bedingung umformen in 2.d # r.(sin(X"' ) + sin(X')) oder für O # U # 180°. Das Minimum des Ausdrucks auf der rechten Seite von (::) liegt be U # 76° und beträgt 0.36.
• Es folgt also, daß die Bedingung R gleichbedeutend ist mit (R-r)/r # 0.36, d.h. mit der Bedingung B' r/R # 0.784 .
• Das Radienve@hältnis der in Fig. 1 abgebildeten einrichtung beträgt. wie bereits gesagt, r/R = 11 : 13 = 0.85 . Auch hieraus kann ersehen werden, daß diese @inrichtung die Bedingung B erfüllt.
• In Fig. 2 und Fig. 3 ist der Aufbau der in Fip. 1 gezeigten Vorrichtung im Detail dargestellt. Die Stundenskalenkreisscheibe 1 ist an ihrem Umfang mit zwölf besonders ausrebildeten Zahnlücken 5 versehen, in welche dreizehn in eine Träger@latte 7 eingelassene kreisrunde Pflöcke 6 eingreifen.
• Die Stundenskalenkreisscheibe 1 wird an einer Achse q, 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 Träger@latten 7 herumgeführt. Das Zusammenwirken der Zahnlükken 5 und der Pflöcke 6 bewirkt dabei die benötigte Bewegung der Stundenskalenkreisscheibe 1, bei welccher die Kreisscheibe 1 während zwölf Umläufen ihres Mittelpunktes gerade eine volle Drehung um ihren Mittelnunkt ausführt.
• Fig. 3 ist eine verhältnisgetreue Darstellung des aus Stundenskalenkreisscheibe 1 und Pfläcken 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.
• Der Minutenskalenkreis wird, wie aus Fi. 2 ersichtlich, Febildet durch den Lochrand einer konzentrischen Kreisring-Platte 2, weiche in Töhe der Stundenskalenkreisscheibe vor der Trägerplatte 7 an den Pfläcken h dient montiert int. Die MarkierunoenHdieser Skala sind auf der Trägerplatte angebracht.
• 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 Stundenskalenkreisscheibe 1, von wo es auf die Trägerplatte 7 reflektiert wird, als uch Möglieherweise direkt auf die Trägerplatte 7 und wird von dort n'ch außen reflektiert.
• Zum Schluß soll noch auf die Möglichkeit hingewiesen werden, erfindungsgemäße Einrichtungen dadurch zu vereinfachen, daß die markierungen der Minutenskals weggelassen werden. Tm allgemeinen rraktischen Gebrauch ist eine Ablesegenauigkeit der Minutenablesung von + 5 min ausreichend. Mit dieser Genauigkeit ]äßt sich von einem Mlnutenskalenkreis ohne jede Markierung ablesen.
• Das letztere pilt auch ffir das Zwei-Zeiger-Zifferblatt.
• Allerdings diirfte bei diesem durch Weglassen der Skalenmartierunren eine Unsicherheit in der Ablesung der Stunden entstehen. Eine solche aber ksnn auf keinen Fall in Kauf genommen werden. Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung hingegen werden die Stundenmarkierungen beibehalten, und die Stundenablesung wird durch Weglassen der Minutenmarkierungen nicht erschwert.

Claims (4)

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 amterteilte äquidistanti 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 Rotation um die zu ihr parallele eenkrechte 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 greisskalen, 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, echließlich derart daß das Verhältnis des Radius der ersten Kreisskala zu dem der zweiten Kreisskala kleiner oder gleich 12/13 und größer oder gleich 0,74 ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Stundenskala (h) der Rand einer Kreisscheibe (1) dient, daß dieser mit n x 12 Zahnlücken (5) oder Zähnen versehen ist, daß die Kreisscheibe (1) in einem an seinem Innenumfang mit n x 13 Zähnen (6) oder Zahnlücken versehenen Kreisloch (Zahnkranz), deseen Innendurchmesser mit dem Durchmesser der Minutenskala (m) zusammnfäilt, abläuft, und daß Zähne und Zahnlücken (5 und 6) so ausgebildet sind und derart ineinandergreifen, daß sie die erforderliche Bewegung der Kreisscheibe erzeugen.

2.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stundenskalenscheibe (1) mit zwölf Zahnlücken (5) versehen ist und der Zahnkranz aus dreizehn in eine ebene Trägerplatte (7) auf dem Umfang eines Kreises senkrecht eingesetzten Pflöcken (6) beeteht und daß die Stundenskalenkreisscheibe (1) parallel zur Trägerplatte (7) und in festem Abstand zu dieser im Zahnkranz umläuft.

3.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ale Minutenskala (m) der innere Umfang eines Kreisringes (2) dient, welcher parallel zur Trägerplatte (7) und in festem Abstand zu dieser fest an dieser (7) angebracht ist, und daß die Stundenskalenscheibe sich in der Ebene dieses Kreisringes bewegt.

4.- Einrichtung zur Darstellung der Zeitanzeige in Stunden und Minuten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (3) der Minutenskala (m) weggelassen werden.