DE2313654C3 - 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 aufweift.

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 Überdruck aufrechtzuerhalten, da hierdurch das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere wirksam erschwert wird.

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

Eine dieser Einrichtungen besteht aus einer Art Manometer au. zwei scheibenförmigen, elastischen Membranen aus ι inem gummielasüschen Werkstoff, welche mit ihren Rä dem bei Atmospliärendruck zusammengelebt sind und eine sphärische Teilkugelform annehmen, sobald das Gehäuse unter Unterdruck gesetzt wird. Diese Kugelfläche wirkt danr, auf einen Hebel unter Zusammendrücken einer Feder, während das andere Hebelende als Anzeigeorgan dieni.

Bei einer anderen, einfacheren Ausführung einer derartigen Anzeigeeinrichtung verschiebt sich ein Kolben hinter einem Gl^s, 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 gummielasiischen Werkstoff, welche kugelig gekrümmt ist und hierbei zwei stabile Lagen (konkav und konvex) einnehmen kann. Diese Ausführung gestaltet 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 Mem branbewcgung dadurch, daß diese in einer stabilen Lage an einem Glas haftet und hierdurch einen besonderen optischen Effekt auslost.

Die Verwendung einer Membran aus einem gummielastischen Werkstoff ist an sich sehr /weckmäßig und zuverlässig, wenn der Druck in dem Gehauseinnenraum sich schlagartig oder zumindest schnell ander·.

Bei der praktischen Anwendung eines Gehäuses mit Unter oder Überdruck in seinem Innenraum anden sich iedoch dieser Innendruck verhältnismäßig langsam, so daß dann die Durchlässigkeit des Membranmatenals eine wichtigen Roüc spielt. Auf Cirund dieser Durchlässigkeit erfolgt nämlich durch den ungleichen Druck beiderseits der Membran eine allmähliche Diffusion und ein Druckausgleich unter Veränderung der Druckverhältnisse in dem Gehäuse. Auf lange Sicht gesehen bietet daher eine Membran aus einem gummielastischen Werkstoff keine zuverlässige Abdichtung gegenüber einer sehr langsamen Druckveränderung. Bei der Sichtbarmachung einer Druckveränderung durch Anhaften der Membran an einem Glas /ur Überwachung eines Unterdruckes im Uhrgehäuse bleib» die Membran in ihrer ursprünglichen I agc und haftet nicht an dem Glas, während man bei einer schnellen Druckerhöhung das Annähen 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 vcrhältnismauig «chnell 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 setzbar ist und welches eine Einrichtung zur Prüfung der Aufrcchtcrhaltung 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 Metallmembran den Kolbenhohlraum in zwei dicht voneinander abgetrenn-

te Kammern aufseilt, von denen die eine ein Gas ent hält, während Jie 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 über uder von dessen Abfall unter einen vorgegebenen Wert entweder vollständig in die Kolbenkammer eintritt und den Kolben sichtbar macht oder zwischen Kolbe-.i und Glas tritt und den Kolben abdeckt.

Man verwendet hierbei zweckmäßigerweise eine Meiallmembran, die an ihrem Umfangsrand am Kolben befestigt ist.

Bei einer rbgewandellen Ausführungsform kann die das Gas enthaltende Kammer auch aus zwei Metalimembranen bestehen, welche an ihren Umfangsrandem miteinander verbunden sind und eine frei in der Flüssigkeit schwimmende Kapsel biWen.

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

Fine suche 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 eingefärbles Öl verwendet.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfiihriingsform der Erfindung in einem vergrößerten Teilschritt t dargestellt, wobei zeigt

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

F 1 g. 2 die gleiche Darstellung bei aufgehobenem Unterdrück.

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 diciv zur Aufnahme und Führung eines Kolbens 4, wozu die zylindrische Mittelbohrung um 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, in welche ein Deekel 10 eingesetzt Ut. Dieser Deckel 10 weist in seinem Mittelbereich ein Loch Il 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 den". Uhrglas 1.

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

Die Metallmembran besteht vorzugsweise aus Bronze und hat eine Stärke 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 hai 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 rückslandsfrei in organischen Materialien löst und dem Öl eine gegenüber Tageslicht stabile Färbung verleiht. Eine geringe Stärke dieser ölschicht genügt, um die metallisch glänzenden Außenflächen des Ringes 3 und 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 11 nach oben in dieses Öl und legt wiederum Unterdruck an. Das hat zur Folge, daß die Metallmembrane 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 Erreichimg dieses Unterdruckwertes die Metallmembran 12 in ihre andere, konvexe Stabillage 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 Materials und den Abmessungen der Membran.

Um eine gleichmäßige Ölschicht 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

eicht 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 erhallen 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 Aufrechterhaltung 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 niehl notwendigerweise das Uhrglas der Uhr zu sein, son dem kann auch besonders für diese Einrichtung vorge sehen werden, wobei die Einrichtung dann beispiels weise an einer geeigneten Stelle des Zifferblattes an geordnet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dichtes Uhrgehäuse, dessen Innennuim unter Unter- oder Überdruck setzbar ist und welches eine Einrichtung zur Prüfung der Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Unter- oder Überdrucke¹: aufweist, gekennzeichnet durch eine Prüfeinrichtung aus einem hohlen Kolben (4) in einer zylindrischen Bohrung eines Ringes (3), weiche 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 Xietallmembran (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.

2 Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Metallmembran 12, die a;i ihrem Lmfangsrand am Kolben (4) befestigt ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Gas enthaltende Kammer aus zwei Meiallmembranen, welche an ihren Umfangsrändern miteinander verbunden sind und eine frei in der Flüssigkeit schwimmende Kapsel bilden.

4. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen eine konzentrische Mittelbohrung für den Kolben (4) aufweisenden Metallring (3), weicher in einer Ausnehmung (2) des Glases (?) unter L'inhaltung eines mit der Flüssigkeit gefüllten Zwischenraumes (5) zwischen seiner Stirnfläche und dem Glas eingeklebt ist. +o

5. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung der Prüfeinrichtung unter dem Uhrglas.

b. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine undurchsichtige Flüssigkeit aus einem eingefärbten öl.