DE2709348A1

DE2709348A1 - Anordnung zum verhindern der rueckwaertsuebertragung einer antriebskraft in einem zahnraedergetriebe

Info

Publication number: DE2709348A1
Application number: DE19772709348
Authority: DE
Inventors: Kenichi Muranishi
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1977-09-15
Also published as: HK58285A; US4108016A; DE2709348B2; GB1579052A; DE2709348C3; JPS6011270B2; JPS52106061A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR _o „ _

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< MÜNCHEN 86. POSTFACH 8602 4S

Anwaltsakte 27 927 3. MSrz 1977

Ricoh Watch Co., Ltd. Nagoya-shl, Aichi-ken / Japan

Anordnung zum Verhindern der Rückwärtsübertragung einer Antriebskraft in einem Zahnrädergetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verhindern der Rückwärtsübertragung einer Antriebskraft in einem Zahnrädergetriebe beispielsweise eines Zeitmessers, welche eine Antriebsübertragung nur von der Antriebsseite zur angetriebenen Seite, nicht jedoch umgekehrt ermöglicht,

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Bei einem Rädergetriebe eines Zeitmessers wird die Antriebskraft etwa eines Unruheantriebs, einen Stimmgabelantriebs, eines Fortschaltmotors od. dergl. im normalen Betrieb von der Antriebsseite zu der einen großen und einen kleinen Zeiger aufweisenden Abtriebsseite übertragen. Beim Stellen der Uhrzeiger wird jedoch häufig eine Antriebskraft von der Abtriebs- zur Antriebsseite übertragen. Dadurch kann jedoch an der Antriebsseite eine solche Veränderung eintreten, daß der Zeitmesser dann im normalen Betrieb nicht mehr richtig geht. Wird etwa der Läufer eines Fortschaltmotors beim Stellen der Zeiger durch Rückwärtsübertragung der Antriebskraft über das Getriebe verdreht, so ist es nachher nicht sicher, ob der Läufer durch einen darauf folgenden Eingangsimpuls weitergedreht wird oder nicht.

Um dies zu verhindern, haben herkömmliche Zeitmesser eine Rutschkupplung im Abtriebsteil oder zwischen diesem und dem Rädergetriebe und eine Arretiereinrichtung im letzteren, welche eine Umkehr der Antriebsübertragung im Rädergetriebe verhindert. In vielen Fällen ist die Rutschkupplung so ausgebildet, daß ein Teil des Minutenrads zusammengepreßt wird, so daß es mit seiner Innenfläche in feste Anlage am Umfang der Sekundenwelle kommt. Die Arretiereinrichtung kann eine mechanische Einrichtung sein, mit einem Sperrteil, welches etwa beim Herausziehen der Aufzugskrone mit dem Rädergetriebe in Eingriff kommt, oder auch eine magnetische Einrichtung, mittels welcher ein drehbares Teil des Antriebs magnetisch

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festgehalten wird.

Derartige Einrichtungen zum Verhindern der Antriebsumkehr weisen jedoch gewisse Mangel auf. Eine mechanische Arretiereinrichtung etwa benötigt ein kompliziertes Hebelwerk für die Betätigung des Sperrteils, während es bei einer magnetischen Arretiereinrichtung äußerst schwierig ist, die Kraftübertragung der Rutschkupplung richtig einzustellen.

Angesichts dieser Mangel schafft die Erfindung eine Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung in einem Rädergetriebe, welche sich mühelos in einen Zeitmesser einbeziehen läßt und keine mühseligen Einstellarbeiten erfordert.

Eine Anordnung der genannten Art ist gemäß der Erfindung geeignet, die Antriebsübertragung von einem angetriebenen auf ein antreibendes Zahnrad zu unterbrechen, wenn das angetriebene Zahnrad entweder im Uhrzeiger- oder im Gegenzeigersinn gedreht wird. Demgegenüber vermögen herkömmliche Anordnungen zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung eine Übertragung von Antriebskräften auf ein antreibendes Zahnrad nur jeweils in einer Drehrichtung des angetriebenen Zahnrads zu unterbrechen.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Rädergetriebe einer einen Fortschaltmotor als Antrieb enthaltenden quarzge-709837/0779

steuerten Uhr mit einer Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung aus einem der Antriebsseite zugehörigen Ritzel und einem der Abtriebsseite zugehörigen Zahnrad in der relativen Stellung bei normaler Antriebsübertragung vom Ritzel auf das Zahnrad,

Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden Ausschnitt in einer Stellung, in welcher das Zahnrad durch das Stellen der Zeiger im Gegenzeigersinn belastet, eine Antriebsübertragung auf das Ritzel jedoch verhindert ist, und

Fig. 3 einen Fig. 1 und 2 entsprechenden Ausschnitt in einer Stellung, in welcher das Zahnrad durch das Stellen der Zeiger im Uhrzeigersinn belastet, eine Antriebsübertragung auf das Ritzel jedoch verhindert ist.

Die in der Zeichnung dargestellten Teile gehören zum Rädergetriebe einer von einem Fortschaltmotor angetriebenen, quarzgesteuerten Uhr. Der Fortschaltmotor hat einen Läufer, welcher durch in Sekundenabständen erzeugte Impulse um jeweils einen Pol weitergedreht wird. Der Läufer hat sechs Magnetpole und ist fest mit einem Ritzel 1 verbunden, welches entsprechend der Anzahl der Magnetpole sechs Zähne aufweist. Das Ritzel 1 stellt ein Antriebsglied im Rädergetriebe der quarzgesteuerten Uhr dar und befindet sich in Eingriff mit einem vierten Zahnrad 2, welches sechzig Zähne aufweist. Das vierte Zahnrad bildet zusammen mit in gegenseitigem Eingriff befindlichen dritten und zweiten Zahnrädern ein Getriebe für die Antriebsübertragung auf den

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Minuten- und Stundentrieb zum Bewegen der Uhrzeiger.

In der gezeigten Anordnung bilden das Ritzel 1 und das Zahnrad 2 zusammen eine Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung. Das antriebsseitige Ritzel 1 hat sechs Zähne, deren Stärke zum freien Ende hin zunimmt und welche am freien Ende eine im wesentlichen ebene Stirnfläche 1a haben. Demgegenüber hat das abtriebsseitige Zahnrad 2 sehr dünne bzw. schmale Zähne. Dank dieser Ausbildung ist die Übertragung der Antriebskraft vom Ritzel 1 auf das Zahnrad 2 möglich, während die Übertragung der Antriebskraft vom Zahnrad 2 auf das Ritzel 1 durch Blockieren verhindert ist. Fig. 1 zeigt den normalen Betriebszustand, in welchem sich das Ritzel Λ im Uhrzeigersinn dreht und dabei seine Antriebskraft auf das Zahnrad 2 überträgt. Fig. 2 und 3 zeigen zwei blockierte Zustände beim Stellen der Uhrzeiger. Dabei ist das Zahnrad 2 in Fig. 2 in Gegenzeigersinn und in Fig. 3 im Uhrzeigersinn belastet, die Rückübertragung der Antriebskraft auf das Ritzel 1 jedoch jeweils durch Blockieren verhindert.

Bei der als Beispiel gewählten quarzgesteuerten Uhr dreht sich der Läufer des Fortschaltmotors im normalen Betrieb jeweils nur in einer Richtung. Seine Drehung wird über das Ritzel 1 auf das Zahnrad 2 übertragen (Fig. 1). Wird nun zum Einstellen der Uhrzeiger die Stellkrone herausgezogen, so wird die Erzeugung von Antriebsimpulsen unterbrochen, so daß der Motor stehen bleibt, wird die Krone dann gedreht, so wird die dazu aufgebrachte Antriebskraft auf den Minuten-

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trieb und von diesem über eine aus dem Minutenrad und der Sekundenwelle gebildete Rutschkupplung zurück auf das zweite, dritte und vierte Zahnrad übertragen. Dadurch wird das vierte Zahnrad 2, wie man in Fig. 2 und 3 erkennt, jeweils nur um ein kleines Stück im Uhrzeigeroder Gegenzeigersinn gedreht und kommt dadurch in eine Sperrstellung gegenüber dem Ritzel 1, so daß die Drehung des Zahnrads 2 nicht auf das Ritzel 1 übertragen werden kann. Die über die Stellkrone erzeugte Drehung führt daher zum Durchrutschen der Rutschkupplung zwischen dem Minutentrieb und der Sekundenwelle und wird nicht auf dac aus den zweiten, dritten und vierten Zahnrädern gebildete Getriebe übertragen.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Magnetpole des Läufers und die Zähne des Ritzels in bestimmter Stellung zueinander ausgerichtet, und zwar so, daß im Stillstand des sich intermittierend drehenden Läufers die Mittelachse jeweils eines Zahns des Ritzels im wesentlichen durch die Drehachse des Zahnrads 2 verläuft. Durch die sehr geringe Drehung des Zahnrads beim Einstellen der Zeiger wird das Ritzel daher nur um ca. 15° verdreht, d.h. der Läufer wird nicht bis zu seinem nächsten Magnetpol weiter- oder zurückgedreht.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, ist die Umkehr der Antriebsübertragung in einem Rädergetriebe gemäß der Erfindung durch die Zahnräder selbst verhindert, so daß kein komplizierter Mechanismus für die Betätigung eines

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Sperrteils notwendig ist und das aufwendige Einstellen der Rutschkupplung entfallen kann. Bei Anwendung der erfindungsgenäßen Anordnung wird also die Umkehr der Antriebsübertragung im Getriebe selbst verhindert. Bei Uhren mit sehr großen Zeigern besteht außerdem die Gefahr, daß das Rädergetriebe bei stärkeren Erschütterungen durch das Gewicht der Zeiger in Drehung versetzt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist auch diese Gefahr beseitigt.

Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Läufer eines Fortschaltmotors sechs Magnetpole. Er kann stattdessen jedoch auch nur zwei Magnetpole aufweisen. Auch sind die Anzahlen der Zähne des Ritzels 1 und des vierten Zahnrads 2 nicht auf sech bzw. sechzig beschränkt. Ferner ist es nicht notwendig, daß das antreibende Läuferritzel und das angetriebene vierte Zahnrad des Getriebes eine Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung bilden. Stattdessen kann eine solche Anordnung auch aus irgend einem anderen Z^hnradpaar des Getriebes gebildet sein. Auch braucht die Rutschkupplung nicht unbedingt zwischen dem Minutentrieb und der Sekundenwelle angeordnet zu sein, sondern kann an einer beliebigen Stelle zwischen der Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung und dem Zeigertrieb angeordnet sein. Die vorstehende Beschreibung bezieht sich zwar auf eine quarzgesteuerte Uhr mit Portschaltmotor, die erfindungsgemäße Anordnung ist jedoch auch für Uhren mit Antrieb durch Unruhe oder Stimmgabel verwendbar. Außerdem ist die Anordnung nicht

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nur für Uhren, sondern ?uch für ähnliche Laufwerke verwendbar, etwa für Stoppuhren und dergl..

Damit die Sperre nicht unbeabsichtigt in Wirkung tritt, ist die beschriebene Anordnung in jedem falle so auszubilden, daß die V/irk-Achse des der Antriebsseite zugehörigen Zahnrads oder Ritzels durch die Drehachse des zur Abtriebsseite gehörenden Zahnrads oder Kitzels hindurch oder nahe an ihr vorüber verläuft, und daß die Zähne des zur Antriebsseite gehörigen Zahnrads bzw. Ritzels an ihren freien Enden eine ebene Stirnfläche haben. Zur Verringerung der Reibung sind die Ecken 1b der ebenen Stirnseiten 1a vorzugsweise soweit abgerundet, daß die Sperrwirkung dadurch nicht beeinträchtigt ist. Hat das antriebsseitige Zahnrad oder Ritzel der Anordnung zum Verhindern der Umkehr der Antriebsübertragung einen sehr kleinen Durchmesser, so ergibt sich eine sehr kurze Eingriffslänge, wodurch die selbstsperrende Wirkung in Frage gestellt ist. Das antriebsseitige Zahnrad muß also einen möglichst großen Durchmesser haben, und seine Zähne sind vorzugsweise so dünn wie fertigungstechnisch möglich oder tragbar. In gleicherweise sind die Zähne des abtriebsseitigen Zahnrad vorzugsweise so dünn wie nur mög-] ich. Da sich die Länge des Sperrbereichs ,jedoch dadurch, daß die Zähne des abtriebsseitigen Zahnrads möglichst dünn sind, verkürzt, erhält das antriebsseitige Zahnrad einen kleineren Durchmesser, um die Sicherheit der Sperrwirkung zu erhöhen.

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Claims

DR BERG DIPL-NG. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 860245 2 7 0 9 3 A

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M.y Anordnung zum Verhindern der Rückwärtsübertragung einer Bewegung in einem Rädergetriebe, gekennzeichnet durch zwei in gegenseitigem Eingriff befindliche Zahnräder (1, 2) des Getriebes, über welche eine Drehbewegung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite übertragbar, die Übertragung der Drehbewegung von der Abtriebsseite zur Antriebsseite durch Blockieren der Zahnräder jedoch verhindert ist.

?. Anordnung nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsübertragung der Bewegung verhindernde antriebsseitige Zahnrad (1) Zähne aufweist, deren Stärke zu ihrem freien Ende hin zunimmt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des antriebsseitigen Zahnrads (1) an ihren freien Enden im wesentlichen

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ORIGINAL INSPECTED

ebene Stirnflächen (1a) haben.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken (1b) der ebenen Stirnseiten der Zähne des antriebsseitigen Zahnrads abgerundet sind, so daß die das Blockieren nicht beeinträchtigen.

5· Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das antriebsseitige Zahnrad (1) über die freien Enden seiner Zähne einen vergrößerten Durchmesser hat und daß die Zähne so dünn sind wie fertigungstechnisch möglich oder tragbar.

6. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5_? dadurch gekennzeichnet, daß das die Rückwärtsübertragung der Bewegung verhindernde abtriebsseitige Zahnrad (2) dünne Zähne und einen kleinen Durchmesser über die Zahnspitzen hat.

7. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit einer Rutschkupplung im Rädergetriebe einer Uhr angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückwärtsübertragung der Bewegung verhindernden Zahnräder das mit dem Läufer eines Fortschaltmotors verbundene Ritzel (1) und ein viertes Zahnrad (2) des Laufwerks der Uhr sind.

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9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rutschkupplung zwischen dem Minutentrieb und der Sekundenwelle des Laufwerks angeordnet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des treibenden Zahnrades konkav eingewSlbte Zahnkopfflächen haben.

11. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnspiel der beiden Zahnräder in der Größenordnung einer mittleren Zahnbreite liegt.

12. Anordnung nach mindestens einem der Anprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Zahnrad (1) eine geringe ZShnezahl, vorzugsweise weniger als zwölf Zähne aufweist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnköpfe des getriebenen Zahnrades stark konvex gewölbt verlaufen.

14. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Antrieb durch das treibende Rad (1) dieses mit seinen Zahnflanken in Eingriff mit den Zahnflanken und/oder Zahnkopfflächen

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des getriebenen Rades 1st, während bei Antrieb durch das normalerweise getriebene Rad Infolge des Zahnspiels eine Verschiebung der Drehlage der beiden Zahnräder auftritt, so daß dann beim in Eingriff Kommen eines Zahnpaares der stark konvex geölbte Zahnkopfbereich des Zahnes des normalerweise getriebenen Rades in Eingriff mit der Zahnkopffläche des Zahnes des normalerweise treibenden Rades gelangt und auf letzteres eine wenigstens angenähert auf dessen Drehachse gerichtete Kraft ausübt, deren Reaktionskraft auf den Zahn des jetzt treibenden, normalerweise getriebenen Rades, ein Weiterdrehen des letzteren verhindert .

15· Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der wenigstens angenähert auf die Drehachse des normalerweise treibenden Rades gerichtete Kraft im Bereich des Reibungswinkels liegt, in welchem noch Selbsthemmung eintritt.

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