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Die Erfindung betrifft ein Schaltuhrwerk der im Gattungsbegriff des Anspruches 1 definierten Art zur zeitverzögerten Auslösung einer Schaltvorrichtung, insbesondere zum Scharfmachen von Sprengkörpern.
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Bekannte Schaltuhrwerke dieser Art sind entweder nicht genügend unempfindlich gegen starke Stoßeinwirkungen oder mit einem Aufwand konstruiert, der nur bei größeren Objekten gerechtfertigt erscheint. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Schaltuhrwerk mit einfacher Mechanik zu schaffen, welches auch starken Stoßbeanspruchungen standhält. Die hierzu vorgeschlagene Lösung ist im Kennzeichen des Anspruches 1 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Einzelheiten der Erfindung sollen nun anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert sein. Es zeigt
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Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Uhrwerks mit allen Bauteilen in Seitenansicht,
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Fig. 2 eine konkrete Ausgestaltung im Seitenschnitt,
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Fig. 3 die Ausgestaltung der Fig. 2 in Draufsicht nach Entfernung der oberen Platine.
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Die wesentlichen Bauteile des Uhrwerks, insbesondere die Hauptwelle und die einzelnen Zahnradtriebe sind in üblicher Weise zwischen zwei Platinen 1 und 2 aufgenommen, welche die Form von Kreissegmenten haben und untereinander weitgehend kongruent sind. Durch im Bereich ihrer Außenränder zwischen ihnen aufgenommene Pfeiler 3 von zylindrischer Form mit konzentrischem Innengewinde und jeweils zwei von den sich gegenüberliegenden Außenseiten her in diese eingedrehte Pfeilerschrauben 4 sind die Platinen gegenseitig befestigt und in einem definierten Abstand voneinander gehalten.
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In eine entsprechend große Bohrung in der Platine 2 ist von deren Innenseite her der kräftige Vorderabschnitt einer mehrfach abgesetzten Buchse 9 drehbar eingesetzt, die der Aufnahme der Hauptwelle 10 dient. Der genannte Vorderabschnitt tritt jenseits aus der Platine 2 hervor und findet durch einen Flanschabschnitt von noch größerem Durchmesser an dieser einen Anschlag. Jenseits des Flanschabschnittes ist der Durchmesser der Buchse in zwei Stufen reduziert. Auf den ersten Abschnitt ist eine Zahnscheibe 8 aufgesetzt und gegen die Rückseite des Flanschabschnittes verpreßt. Der einen kleineren Durchmesser aufweisende zweite Abschnitt erstreckt sich jenseits der Zahnscheibe 8 bis knapp vor die Platine 1 und findet je nach räumlicher Lage des Systems an dieser seinen Anschlag.
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Durch eine entsprechend konzentrisch angeordnete Bohrung in der Platine 1 ist von deren Außenseite her die Hauptwelle 10 in die Buchse 9 eingesetzt, deren vorderes Ende mit der Stirnseite der Buchse 9 fluchtet. Ein außerhalb der Platine 1 verbleibender Abschnitt der Hauptwelle 10 dient als Betätigungsschaft für die durch das Schaltuhrwerk auszulösende Mechanik oder Elektronik. Dieser Abschnitt hat einen größeren Durchmesser und kann zur Übertragung der Wellendrehung beispielsweise auf einer Seite abgeflacht sein. Ferner ist in diesen Abschnitt ein radial verlaufender einseitig aus dem Schaft hervorstehender Anschlagstift 30 eingesetzt und durch eine axial ausgerichtete Madenschraube 31 fixiert. Zusammen mit einem an der Platine 1 befestigten Begrenzungsbolzen 27 begrenzt der Anschlagstift 30 die Drehbewegung der Hauptwelle 10 bzw. des sie fortsetzenden Betätigungsschaftes.
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Der außerhalb der Platine 2 hervortretende Abschnitt der Buchse 9 dient als Federherz für die um ihn aufgewickelte Triebfeder 21, deren äußeres Ende durch eine Halteschraube 22 festgehalten ist, welche in eine an der Platine 2 befestigte Gewindebuchse 5 eingeschraubt ist. Das innere Ende der Triebfeder 21 ist mittels eines Federhakenstiftes 29 an dem Vorderabschnitt der Buchse 9 fixiert, der sich radial durch diese erstreckt und zugleich die Lage der Hauptwelle innerhalb der Buchse 9 fixiert.
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Das Zahnsegment der Scheibe 8 greift in einen Trieb 12, dessen Drehbewegung über ein auf die gleiche Welle gesetztes Zahnrad 11 auf einen Trieb 14 übertragen wird. Das dem Trieb 14 zugeordnete Zahnrad 13 greift in einen Trieb 16und das diesem zugeordnete Zahnrad 15 in einen Trieb 18. Das Zahnrad 17 des Triebs 18 schließlich greift in einen Rüttelanker 19, auf dessen Welle eine Schwungmasse 20 angeordnet ist. Bei einer den Zeichnungen entsprechenden Versuchsanordnung betrug die gesamte Radübersetzung e = 24 000 und die Schwingungszahl des selbst anlaufenden Rüttelankers 6,4 Hz.
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Im aufgezogenen Zustand ist das Uhrwerk zunächst durch eine in der zu betätigenden Vorrichtung befindliche, nicht dargestellte Blockiervorrichtung am Anlaufen gehindert, welche von außen her an dem Betätigungsschaft der Hauptwelle 10 angreift. Bei Freigabe der Blockierung durch einen Hebel oder andere geeignete Mittel läuft das Uhrwerk selbsttätig an und leitet eine zunächst nur langsame Drehung der Hauptwelle ein, welche hier Federwelle und Betätigungswelle zugleich ist. Die Verzahnung am Umfang der Zahnscheibe 8 nimmt im Fall der hier gezeigten Ausgestaltung einen Winkel von etwa 150° ein, was im Zusammenhang mit den vorgenannten Daten zu einer Vorlaufzeit von etwa 20 Minuten führt. Nach Durchlaufen des verzahnten Sektors kommt die Zahnscheibe 8 außer Eingriff mit dem Trieb 12 und legt sprungartig ihren freien Restwinkel zurück. Diese im Millisekundenbereich liegende Drehung der Zahnscheibe 8 und der mit ihr verbundenen Hauptwelle 10 wird über den Betätigungsschaft nach außen übertragen und löst den gewünschten mechanischen oder elektrischen Schaltvorgang aus. Der genannte Restwinkel wird durch das äußere System, spätestens aber durch den rückseitigen Anschlag des Stiftes 30 an dem Bolzen 27 bestimmt und beträgt maximal etwa 180°.
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Das Aufziehen der vorgespannt montierten Triebfeder des Uhrwerks erfolgt vor dessen Einsetzen in das zu betätigende äußere System über den Betätigungsschaft, an dessen Stirnseite sich hierzu ein Schlitz oder dergl. befinden kann. Hierbei wird die Hauptwelle entgegen der Kraft der Triebfeder um knapp eine Umdrehung zurückgesetzt, welche Bewegung durch den gegenüberliegenden Anschlag des Stiftes 30 an dem Bolzen 27 begrenzt ist.
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Zur Erleichterung des Aufziehens ist die Welle des von der Zahnscheibe 8 kontaktierten Triebs 12 beidseitig in einem Langloch 35 gelagert, wodurch dieser bei Drehung der Zahnscheibe 8 in Aufzugsrichtung entgegen der Kraft einer schwachen Rücksetzfeder 36 ausweichen und sein Zahnrad 11 außer Eingriff mit dem folgenden Trieb 14 gebracht werden kann. Hierdurch wird das übrige mit dem Rüttelanker 19 in Verbindung stehende Räderwerk ausgekuppelt und ein leichtes Aufziehen der Triebfeder möglich. Unmittelbar bei Bewegungsumkehr der Hauptwelle bzw. der Zahnscheibe 8 rückt die Rücksetzfeder 36 den Trieb 12 wieder ein, wodurch ein freies Durchschnappen der Hauptwelle unterbleibt.
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Wenn bei ablaufendem Uhrwerk der letzte Zahn der nur segmentförmig mit Zähnen bestückten Zahnscheibe 8 außer Eingriff mit dem Trieb 12 kommt und die Zahnscheibe 8 um den Betrag des Restwinkels vorspringt, spielt die Zahnluft des gesamten ausgekuppelten Räderwerks zurück, was zu Schwierigkeiten beim Aufziehen des Uhrwerks führen kann, weil bei Drehung der Hauptwelle 10 in Aufzugsrichtung eventuell eine Zahnspitze des Triebs 12 auf die Spitze des letzten Zahns der Zahnscheibe 8 treffen und das gegenseitige Eingreifen behindern kann. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit sind die sich gegenüberliegenden Langlöcher 35 in den Platinen 1 und 2 nicht parallel zu einer Tangente an den Umfangskreis der Zahnscheibe 8 an dessen Berührungspunkt mit dem Trieb 12 ausgerichtet sondern in einem spitzen Winkel von etwa 30° zu dieser, der sich in Aufzugsrichtung der Zahnscheibe 8 öffnet. Hierdurch ist ein schräges Ausweichen bzw. Einlaufen des Triebs 12 an den Umfang der Zahnscheibe 8 vorgesehen, was eine gegenseitige Behinderung der Verzahnungen vermeidet.
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Die beschriebene Lagerung der Hauptwelle 10 in der Buchse 9, ihre kombinierte Funktion als Aufzugs- und Betätigungswelle und die gemeinsame Verbindung der Hauptwelle und der Buchse mit der Triebfeder gewährleisten einen recht robusten Aufbau des Uhrwerks und machen es gegen auch grobe Stoßbelastungen unempfindlich. Ein weiterer Vorteil liegt in der besonders einfachen Montage des Uhrwerks, bei welcher die Buchse 9 gemeinsam mit den einzelnen Zahntrieben in die Platine 2 einsetzbar ist, an welcher zuvor die Pfeiler 3 angebracht wurden. Nach Abdeckung und Fixierung mit der Platine 1 kann dann von außen her die Hauptwelle 10 eingesteckt werden, die unter gleichzeitiger Fixierung des inneren Endes der zunächst geraden Triebfeder 21 mittels des Federhakenstiftes 29 mit der drehbaren Buchse 9 verbunden wird. Nach Festsetzen des äußeren Endes der Triebfeder mittels der Federhalterschraube 22 kann die Triebfeder über den Betätigungsschaft der Hauptwelle 10 in eine vorgespannte Lage aufgezogen werden, die durch Einsetzen des Anschlagstiftes 30 erhalten bleibt.
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Die Befestigung des Uhrwerks an der zu betätigenden Vorrichtung erfolgt durch ein schalenartiges Schutz- und Spanngehäuse 34, welches die beiden Platinen, die zwischen diesen befindlichen Bauelemente und die außerhalb der Platine 2 befindliche Triebfeder in sich aufnimmt, wobei der Verlauf der Seitenwand des Gehäuses demjenigen der Platinenränder entspricht und eine Vertiefung im Gehäuseboden als Federhaus dient, so daß sich der verbleibende plane Bodenbereich an die Außenseite der Platine 2 anlegen kann. Nur einige an der Außenseite der Platine 1 befestigte Führungsstifte 33 und der Betätigungsschaft sowie der neben diesem befindliche kleine Begrenzungsbolzen 27 treten aus der offenen Seite des Gehäuses hervor, wobei die Führungsstifte 33 abgesetzt gedreht sind und ihr als Anschlag wirkender stärkerer Fußabschnitt ebenfalls noch um ein geringes Maß von wenigen Zehnteln eines Millimeters aus dem Gehäuse hervorsteht. Dies bewirkt einen entsprechend schmalen Spalt zwischen Gehäusewand und der Bezugsfläche der zu betätigenden Vorrichtung. Durch Schrauben 26 ist das Gehäuse 34 von seiner Bodenplatte her an der Platine 2 befestigt, wozu entsprechende Stufenbohrungen im Gehäuseboden und Gewindelöcher an der Platine 2 vorgesehen sind.
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An der Bodenseite des Gehäuses 34 sind ferner zwei durchgehende Gewindebohrungen vorgesehen, in welche zwei Sicherungsschrauben 25 bzw. 32 einsetzbar sind, die mit schlank abgedrehten Vorderabschnitten in den Raum zwischen den Platinen hineinragen. Die Schraube 25 greift in den letzten Zahntrieb vor dem Rüttelanker 19 ein und blockiert den Anlauf des Uhrwerks. Die Schraube 32 ist auf der Seite der Rücksetzfeder 36 nahe am Umfang des Zahnrades 11 des ersten Zahntriebs angeordnet und verhindert dessen evtl. Ausweichen innerhalb des Langlochs 35 bei starken Erschütterungen während des Transportes, wodurch ein sonst denkbares Durchschnappen der Zahnscheibe 8 und der Hauptwelle 10 verhindert ist.
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Beim Anschluß des aufgezogenen Schaltuhrwerks an die zu betätigende Vorrichtung werden die Führungsstifte 33 in entsprechende Führungslöcher in der Vorrichtung eingeschoben bis deren verstärkte Fußabschnitte daran anschlagen. Zugleich wird der Betätigungsschaft in eine entsprechende Kuppelposition mit der Mechanik der Vorrichtung gebracht. Anschließend wird das Gehäuse 34 durch Halteschrauben 23 an der Vorrichtung befestigt, zu deren Aufnahme an mehreren Stellen der Gehäusewand seitlich vorstehende Halterungen 37 vorgesehen sind. Die Halteschrauben 23 sind abgesetzt gestaltet und verhindern das völlige Festziehen von zwischen Schraubenkopf und Halterung eingesetzten Federn oder Federscheiben 24. Auch nach dem Anziehen der Halteschrauben verbleibt ein Spalt zwischen Gehäusewand und Vorrichtung, um eine Federwirkung zu ermöglichen. Das zugleich die Funktion eines Federhauses übernehmende Gehäuse schützt das Uhrwerk gegen Fremdkörper und Verschmutzung und hält es auch bei starken Stößen sicher in seiner Position.
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Nach dem Einbau des aufgezogenen Uhrwerks in die zu betätigende Vorrichtung wird die Anlaufsicherung 25 entfernt, woraufhin das Uhrwerk kurz anläuft bis die an dem Betätigungsschaft angreifende vorrichtungsseitige Blockiereinrichtung greift. Die am Umfang des Zahnrades 11 angeordnete Transportsicherung 32 hingegen verbleibt. Nach Freigabe der an dem Betätigungsschaft angreifenden Blockierung kann das Uhrwerk anlaufen und nach Ablauf der Vorlaufzeit den gewünschten Schaltvorgang auslösen. Die notwendige Vorlaufzeit kann in bekannter Weise durch Änderung der Schwungmasse 20 des Rüttelankers 19 eingestellt werden.