DE2313654B2 - Dichtes Uhrgehäuse für einen Unteroder Überdruck in seinem Innenraum - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein dichtes Uhrgehäuse, dessen Innenraum unter Unter- oder Überdruck setzbar ist und welches eine Einrichtung zur Prüfung der Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Unter- oder Überdruckes aufweist. SS

Es ist bekannt, die Luft aus dem Innenraum eines Uhrgehäuses zu evakuieren, um den Luftwiederstand für die Unruh des Uhrwerkes zu verringern.

Andererseits kann es aber auch vorteilhaft sein, vor allem bei Taucheruhren, im Gehäuseinnern einen Über- druck aufrechtzuerhalten, da hierdurch das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere wirksam erschwert wird.

Es gibt auch Einrichtungen zur Anzeige des Unteroder Oberdruckes im Inneren des Uhrgehäuses, welche einen Druckanstieg oder -abfall gegenüber einem vorgegebenen Wert anzeigen.

Eine dieser Einrichtungen bestehl aus einer Art Manometer aus zwei scheibenförmigen, einstischen Membranen aus einem gummielastischen Werkstoff, welche · mit ihren Rändern bei Atmosphärendruek zusammengeklebt sind und eine sphärische Teilkugelform annehmen, sobald das Gehäuse unter Unterdruck gesetzt wird. Diese Kugelfläche wirkt dann auf einen Hebel unter Zusammendrücken einer Feder, während das andere Kebelende als Anzeigeorgan dient.

Bei einer anderen, einfacheren Ausführung einer derartigen Anzeigeeinrichtung verschiebt sich ein Kolben hinter einem Glas, wobei das Kolbenende je nach der Stellung des Kolbens mehr oder weniger durch einen Ring sichtbar ist

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Membran aus einem gummielastischen Werkstoff, welche kugelig gekrümmt ist und hierbei zwei stabile Lagen (konkav und konvex) einnehmen kann. Diese Ausführung gestattet eine unmittelbare Sichtbarmachung der Druckverhältnisse in dem Gehäuseinnenraum, in dem diese Membran entweder vollständig oder nicht sichtbar ist. Bei einer Abwandlung dieser Ausführung erfolgt die Sichtbarmachung der Membranbewegung dadurch, daß diese in einer stabilen Lage an einem Glas haftet und hierdurch einen besonderen optischen Effekt auslöst.

Die Verwendung einer Membran aus einem gummielastischen Werkstoff ist an sich sehr zweckmäßig und zuverlässig, wenn der Druck in dem Gehäuseinnenraum sich schlagartig oder zumindest schnell ändert.

Bei der praktischen Anwendung eines Gehäuses mit Unter- oder Überdruck in seinem Innenraum ander: sich jedoch dieser Innendruck verhältnismäßig langsam, so daß dann die Durchlässigkeit des Membranmaterials eine wichtigen Rolle spielt. Auf Grund dieser Durchlässigkeit erfolgt nämlich durch den ungleichen Druck beiderseits der Membran eine allmähliche Diffu sion und ein Druckausgleich unter Veränderung der Druckverhältnisse in dem Gehäuse. Auf lange Sicht gesehen bietet daher eine Membran aus einem gummielastischen Werkstoff keine 7uverl:^vä,sige Abdichtung gegenüber einer sehr langsamen Druckveränderung. Bei der Sichtbarmachung einer Druckveränderung durch Anhaften der Membran an einem Glas zur Überwachung eines Unterdruckes im Uhrgehäuse bleibt die Membran in ihrer ursprünglichen Lage und haftet nicht an dem Glas, während man bei einer schnellen Druckerhöhung das Anhaften der Membran an dem Glas beobachten kann unter der Voraussetzung, daß der Ausgangsdruck ausreichend niedrig war. Durch die erwähnte Diffusion und den Druckausgleich durch die Membran stellt sich jedoch verhältnismäßig schnell ein Druckgleichgewicht auf beiden Seiten der Membran ein und diese löst sich unter Verschwinden der Anzeige.

Der Zweck der Erfindung ist daher die Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile durch die Verwendung von Membranen aus einem organischen Material.

Hierzu ist ein dichtes Uhrgehäuse, dessen Innenraum unter Unter- oder Überdruck selzbar is; und welches eine Einrichtung zur Prüfung der Aufrcchterhaltung eines vorbestimmten Unter- oder Überdruckes aufweist, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Prüfeinrichtung aus einem hohlen Kolben in einer zylindrischen Bohrung eines Ringes, welche an einer Seite durch ein Glas dicht verschlossen ist und an der anderen Seite mit dem Gehäuseinnern in Verbindung steht, wobei wenigstens eine bistabile MetaUmembran den Kolbenhohlraum in zwei dicht voneinander abgetrcnn-

te Kammern euftefk, von denen die eine ein Gas enthüll, wahrend die andere über ein auf der Glasseite mündendes Loch nach außen offen und mit einer undurchsichtigen Flüssigkeit gefüllt ist, die in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Gehäuseinnendruckes Qber oder von dessen Abfall unter einen vorgegebenen Wert entweder vollständig in die Kolbenkammer eintritt und den Kolben sichtbar macht oder zwischen Kolben und Glas tritt und den Kolben abdeckt.

Man verwendet hierbei zweckmäßigerweise eine to Metallmembran, die an ihrem Umfangsrand am Kolben befestigt ist

Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann die das Gas enthaltende Kammer auch aus zwei Metallmembranen bestehen, welche an ihren Umfangsrändem miteinander verbunden sind und eine frei in der Flüssigkeit schwimmende Kapsel bilden.

Die zylindrische Bohrung zur Aufnahme des hohlen Kolbens kann in einfacher Weise konzentrisch in einen Metallring eingearbeitet sein, welcher in einer Ausneh- ao mung des Glases unter Einhaltung eines mit der Flüssigkeit gefüllten Zwischenraumes zwischen der Stirnfläche des Ringes und dem Glas eingeklebt ist.

Eine soche Prüfeinrichtung nach der Erfindung kann in zweckmäßiger Weise einfach unter dem normalen as Uhrglas angeordnet werden, so daß eine besondere Bearbeitung des Uhrgehäuses nicht notwendig ist.

Als undurchsichtige Flüssigkeit wird ein in geeigneter Weise eingefärbtes öl verwendet.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in einem vergrößerten Teilschnitt dargestellt, wobei zeigt

F i g. 1 die Lage der Teile bei einem Unterdruck im Gehäuse und

Fig.2 die gleiche Darstellung bei aufgehobenem Unterdruck.

Hiernach ist die Prüfeinrichtung im Mittelbereich eines Uhrglases 1 angeordnet, in welche eine zylindrische Ausnehmung 2 eingearbeitet ist. In dieser zylindrischen Ausnehmung 2 sitzt ein Metallring 3, welcher dort mit einem geeigneten Klebstoff beispielsweise einem Epoxydharz, eingeklebt ist. Dieser Metallring 3 dient zur Aufnahme und Führung eines Kolbens 4, wozu die zylindrische Mitteibohrung uin 0,02 mm aufgebohrt ist. Zwischen dem Boden der Ausnehmung 2 und der gegenüberliegenden Stirnfläche des Ringes 3 befindet sich ein Zwischenraum von 0,1 bis 0.2 mm. Der Ring 3 ist außerdem mit einer Gewindebohrung 6 versehen zur Aufnahme einer Schraube 7, welche diese Gewindebohrung mittels eines Dichtungsringes 8 dicht abschließt, der zwischen dem Schraubenkopf und einer Ringschulter der Gewindebohrung 6 eingeklemmt wird.

Der Kolben 4 besteht seinerseits aus einer Hülse 9. ir. welche ein Deckel 10 eingesetzt ist. Dieser Deckel 10 weist in seinem Mittelbereich ein Loch ti mit geringem Durchmesser von beispielsweise 0,2 bis 0,4 mm auf. Über dieses Loch 11 ist der Innenraum des hohlen Kolbens nach außen offen. Dieses Loch mündet zwischen dem Kolben und dem Boden der Ausnehmung 2 in dem Uhrglas 1.

Der Kolbeninnenraum ist nun in zwei Kammern 14 und 15 aufgeteilt, welche dicht voneinander abgetrennt sind mittels einer Metallmembranc 12. die um ihren Umfang zwischen einer Ringschulter 9a der Hülse 9 und einem weiteren Metallring 13 gehalten wird. Die dichte Verbindung c'f r Kolbenteile untereinander kann ebenfalls mittels eines geeigneten Klebstoffes, beispielsweise Epoxydharz, erfolgen.

Die Metallmembran besteht vorzugsweise aus Bronze und hat eine Starke in der Größenordnung von 0,025 mm. Sie ist leicht gewölbt ausgebildet und kann auf diese Weise zwei stabile Lagen einnehmen, wie sie jeweils in F i g. 1 und in F i g. 2 dargestellt sind.

Die Kolbenkammer 14 ist vollständig durch die Metallmembran 12 verschlossen und enthält Luft von Atmosphärendruck, während sich die Membran in einer konkav gekrümmten Lage befindet, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist und ihre Lage während der Montage der Einrichtung entspricht.

Die andere Kolbenkammer 15, das Loch 11 und der Zwischenraum 5 sind mit einem öl gefüllt Dieses öl hat einen niedrigen Dampfdruck, ist chemisch sehr beständig und weist einen geringen thermischen Viskositätskoeffizienten auf. Verwendbar ist hierfür beispielsweise ein öl, wie es in Diffusionspumpen gebraucht wird. Dieses Öl ist hierbei auffallend gefärbt mit einem Farbstoff, welcher sich leicht und rückstandsfrei in organischen Materialien löst und dem öl eine gegenüber Tageslicht stabile Färbung verleiht. Eine geringe Stärke dieser ölschicht genügt, um die metallisch giänzenden Außenflächen des Ringes 3 unu des Kolbens 4 abzudekken.

Die Montage des Kolbens geht in folgender Weise vor sich: ·

Das öl wird zunächst sorgfältig durch Anlegen von Unterdruck in einem geeigneten Gefäß entgast Hierauf taucht man den Kolben 4 mit seinem Loch Jl nach oben in dieses Ö! und legt wiederum Unterdruck an. Das hat zur Folge, daß die Metr.llmembrane 12 in eine konvexe Lage gebracht wird, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. Es wird dann wieder normaler Atmosphärendruck hergestellt, damit das öl die Kolbenkammer 15 und das Kolbenloch vollständig ausfüllen kann, wobei die Membran 12 ihre andere konkave Lage nach F i g. 2 einnimmt. Die Ausnehmung 2 des Glases 1 mit dem Ring 3 wird gleichzeitig während desselben Vorganges mit öl gefüllt.

Nachdem man die beiden Teile aus dem Ölbad herausgenommen hat, setzt man den Kolben mit seinem Loch nach unten in die zylindrische Bohrung und drückt ihn ganz ein, worauf die Schraube 7 eingeschraubt wird. Das öl, welches zwischen die zylindrische Bohrung und den Kolben eindringt, dient gleichzeitig zu dessen Schmierung. In diesem Zustand erscheint unter dem Glas 1 ein der Farbe des Öles entsprechender Ring, welcher einen hellen, metallischen Bereich umgibt, der durch den Kolben gebildet wird.

Sobald jetzt der Gehäuseinnenraum unter Unterdruck gesetzt wird, bleibt dieser Zustand so lange erhalten, bis dieser Unterdruck einen Wert erreicht hat, welcher durch die elastischen Eigenschaften der Metallmembran 12 vorgegeben ist.

Sobald bei Erreichung dieses Unterdn>ckweries die Metallmembran 12 in ihre andere, konvexe Stabillagc nach F i g. 1 umschlägt, erscheint unter dem Glas 1 schlagartig eine gleichmäßig gefärbte Kreisfläche. Der Umschlagspunkt der Membrane kann berechnet werden nach dem Elastizitätsmodul des verwendeten Ma· terials und den Abmessungen der Membran.

Um eine gleichmäßige ölschiebt auf den ganzen Boden der Ausnehmung 2 des Glases 1 zu erzielen, wird die Stärke oder Dicke des Zwischenraumes 5 zwischen dem Boden der Ausnehmung 2 und der Stirnfläche des Ringes 3 so gewählt, wie es der Verschiebung des Kolbens 4 entspricht. Diese Kolbenverschiebung kann

leicht zumindest näherungsweise berechnet werden, da der Raum zwischen den beiden stabilen Lagen der Membran 12 etwa zwei sphärischen Segmenten entspricht.

Wie bereits erwähnt, kann in einer abgewandelten Ausführungsform die gleiche Wirkung erhalten werden mittels einer dichten Metallkapsel, welche freischwebend in dem den Kolbeninnenraum ausfüllenden öl erhalten wird. Eine solche Kapsel kann aus zwei runden Bronzemembranen hergestellt werden, welche entlang ihrer Umfangsränder miteinander verlötet sind.

Sobald der Innendruck des Uhrgehäuses in beiden Fällen den Wert von beispielsweise etwa 0,1 atm erreicht, schlägt die Membran 12 in ihre konkave Ausgangsstellung nach F i g. 2 um, wodurch das öl zwisehen dem Kolben und dem Glas in den Kolbenraum eintreten kann. Gleichzeitig verschiebt sich der Kolben in Richtung des Glases 1 und seine metallische Stirnfläche ist durch dieses Glas von außen erkennbar.

Mittels der gleichen Anordnung und Ausbildung ist es auch möglich, die Aufrechlerhaltung eines Überdruckes im Innern eines Uhrgehäuses zu überwachen. In diesem Fall kann auf den Zwischenraum 5 verzichtet werden, so daß bei herrschendem Überdruck eine vollständige, metallische Scheibe von außen erkennbar ist. Demgegenüber erscheint ein gefärbter Mittelbereich, sobald der Innendruck des Gehäuses unter einen vorgegebenen Wert absinkt.

Das die Einrichtung abdeckende Glas braucht nicht notwendigerweise das Uhrglas der Uhr zu sein, sondern kann auch besonders für diese Einrichtung vorgesehen werden, wobei die Einrichtung dann beispielsweise an einer geeigneten Stelle des Zifferblattes angeordnet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   t. Dichtes Uhrgehäuse, dessen Innenraum unter Unter- oder Oberdruck setzbar ist und weiches eine Einrichtung zur Prüfung der Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Unter- oder Oberdruckes aufweist, gekennzeichnet durch eine Prüfeinrichtung aus einem hohlen Kolben (4) in einer zylindrischen Bohrung eines Ringes (3), welche an einer Seite durch ein Glas (1) dicht verschlossen ist und an der anderen Seite mit dem Gehäuseinnern in Verbindung steht, wobei wenigstens eine bistabile MetaUmembran (12) den Kolbenhohlraum in zwei dicht voneinander abgetrennte Kammern (14, 15) aufteilt, von denen die eine (14) ein Gas enthält, während die .andere (15) über ein auf der Glasseite mündendes Loch (11) nach außen offen und mit einer undurchsichtigen Flüssigkeit gefüllt ist, die in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Gehäuse- ao druckes über oder von dessen Abfall unter einen vorgegebenen Wert entweder vollständig in die Kolbenkammer eintritt und den Kolben durch das Glas sichtbar macht oder zwischen Kolben und Glas tritt und den Kolben abdeckt. as
2. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Metallmembran 12, die an ihrem Umfangsrand am Kolben (4) befestigt ist.
3. 3. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Gas enthaltende Kammer aus zwei Metallmembranen, welche an ihren Umfangsrändern miteinar_jer verbunden sind und eine frei in der Flüssigkeit schwimmende Kapsel bilden.
4. 4. Gehäuse nach Aiispruct. 1, gekennzeichnet durch einen eine konzentrische Mittelbohrung für den Kolben (4) aufweisenden Metallring (3), welcher in einer Ausnehmung (2) des Glases (1) unter Einhaltung eines mit der Flüssigkeit gefüllten Zwischenraumes (5) zwischen seiner Stirnfläche und dem Glas eingeklebt ist.
5. 5. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung der Prüfeinrichtung unter dem Uhrglas.
6. 6. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine undurchsichtige Flüssigkeit aus einem eingefärbten öl.