DE29609981U1

DE29609981U1 - Verbesserter Gangmechanismus für Pendeluhren

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Publication number: DE29609981U1
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Authority: DE
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Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2006-06-06
Also published as: FR2734924A1; IT1276410B1; ITTO950466A0; ITTO950466A1; GB2301875A; FR2734924B3; GB9611421D0

Description

4. Juni 1996 _#&ldquor; ,«». »» _tm ßflöller-gipre Si Partner

Anmelder: Vittorio Scialia

Verbesserter Gangmechanismus für Pendeluhren

Unser Zeichen: S 5136 - ru / so

Beschreibung

Verbesserter Gangmechanismus für Pendeluhren

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Gang- bzw. Schwingungsbzw. Hemmungsmechanismus für Pendeluhren.
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Bekannte Gangmechanismen umfassen normalerweise eine gezahntes Gangrad und einen Hebel mit zwei Armen, welche alternierend in die Zähne des Gangrades eingreifen, welches in der Betriebs- bzw. Betätigungsrichtung durch eine Wicklungs- bzw. Windungs- bzw. Federeinrichtung gedreht wird.

Bekannte Gangmechanismen weisen den Nachteil auf, daß sie in dem Kontaktbereich zwischen dem Hebel und den Zähnen des Gangrades eine bestimmte Menge an Gleitreibung erzeugen, welche überwunden werden muß durch die Wicklungs- bzw. Vorspanneinrichtung, und unvermeidbar in starker Abnutzung des Gangmechanismus resultieren. Daher muß die Wicklungseinrichtung so ausgelegt sein, daß sie eine gegebene Dauer des Drehmomentes sichert, während sie gleichzeitig ieichtgewichtig und/oder kompakt ist.

Zum Minimieren der Reibung zwischen dem Hebel und dem Gangrad sind verschiedenste Lösungen vorgeschlagen worden, umfassend die Form der Zähne und des Hebels, oder unter Verwendung verschiedener Materialien. Keine hiervon war jedoch erfolgreich beim Reduzieren der Abnutzung des Gangmechanismus, ohne drastisch die Kraft bzw. Leistung zu reduzieren, weiche von der Wicklungseinrichtung gefordert wurde, oder in großem Maße die Dauer des Drehmomentes zu erhöhen.

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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen extrem gradlinigen, zuverlässigen Schwingungs- bzw. Gang- bzw. Hemmungs- bzw. Echapement-Mechanismus bereitzustellen, ausgelegt zum Minimieren der Abnutzung der Komponententeile. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gangmechanismus bereitzustellen, welcher sehr wenig Kraft bzw. Leistung von der Wickeleinrichtung fordert, und welcher einen großen Anstieg in der Dauer des Drehmomentes bereitstellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gangmechanismus für Pendeluhren bereitgestellt, wobei der Mechanismus umfaßt ein gezahntes Gangrad, welches eine Anzahl von Zähnen aufweist; einen oszillierenden Hebel, welcher zwei Arme aufweist, welche alternierend in die Zähne eingreifen; und eine Windungs- bzw. Wicklungseinrichtung zum Drehen des Gangrades in einer Betriebsrichtung; dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Arme zwei Lager aufweisen, mit einem 5 niedrigen Reibungskoeffizienten; wobei der Hebel in die Zähne mittels der Lager

eingreift.

Eine bevorzugte nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft beschrieben mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Frontansicht eines Gangmechanismus

gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang Linie H-Il in Figur 1;

Fig. 3 zeigt eine schematische Frontansicht einer Pendeluhr, umfassend

den Gangmechanismus von Figur 1;

Fig. 4 zeigt eine stark vergrößerte Detailansicht von Figur 1.

Bezugszeichen 1 deutet in Figur 1 einen Gangmechanismus an, inkorporiert in

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einer Pendeluhr, welcher im wesentlichen umfaßt ein gezahntes bzw. mit Zähnen versehenes Gangrad 2, welches sich um die Achse einer Welle 3 dreht, und einen Hebel 4, welcher um die Achse einer weiteren Welle 5 oszilliert. Das Gangrad 2 weist eine Anzahl von Zähnen auf, welche alternierend mit zwei Armen 7 und 8 des Hebels 4 in Eingegriff treten.

Der Mechanismus 1 umfaßt desweiteren eine Wicklungseinrichtung, welche als Gesamtheit bei 9 (Figur 3) angedeutet ist, welche feder- oder gewichtsbetätigt sein kann, wie es später im Detail gezeigt wird, und welche Rotation für das Gangrad 2 in der Betriebsrichtung bereitstellt, d.h. im Uhrzeigersinn, wie es durch den Pfeil in Figuren 1 und 3 angedeutet ist. Mittels einer Welle 5 ist der Hebel 4 integral mit einem Stab 10 des Pendels 10, 11 {Figuren 1, 2) verbunden, welches ebenfalls einen Körper 11 umfaßt, welcher in jeglicher bekannten Weise an dem Stab 10 in einer einstellbaren Position anpaßbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Arme 7 und 8 jeweilige Lager 12 und 13 mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten auf, über welche der Hebel 4 in die Zähne 6 des Gangrades 2 eingreift. Die Lager 12 und 13 sind bevorzugt mikrorollende Kugel- oder Walzenlager, so daß die Arme 7 und 8 die Zähne 6 durch die Lager 12 und 13 rollend entlang des Profiles der Zähne 6 berühren.

Das Profil der Zähne 6 umfaßt eine Frontseite 14, radialwärts in Bezug auf die Welle 3 und eingegriffen durch die Lager 12 und 13; eine hintere Seite bzw. Rückseite, welche einen Abschnitt 15 aufweist, geneigt mit Bezug auf die radiale Richtung; und ein rundes bzw. abgerundetes Ende 6' (Figur 4), welches die Seite 14 und den Abschnitt 15 verbindet. Jedes Lager 12, 13 ist derart an dem Hebel 4 angeordnet, daß , wenn das Lager 12, 13 in die Seite 14 des Zahnes 6 eingreift, die Seite 14 senkrecht zu der radialen Richtung R der Rotationsachse des Lagers 12,13 mit Bezug auf die Welle 5 verläuft, so daß sich die radiale Richtung R durch den Kontaktpunkt zwischen der Seite 14 und dem Umfang des Lagers 12, 13 erstreckt.

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Mittels rollender bzw. Rollager 38 sind die Wellen 3 und 5 {Figur 2) in drehbarer Weise an einen Rahmen gepaßt, weicher als Gesamtes bei 16 (Figur 3) angedeutet ist, und zum Stützen der Pendeluhr. Der Rahmen 16 umfaßt ein Frontpanel

17 und ein Rückpanel 18, welche beide aus durchsichtigem Glas hergestellt sind, und welche zusammengebaut sind mittels fünf Schrauben 19, und parallel zueinander gehalten durch Abstandhalter (nicht gezeigt), um somit einen Raum zu definieren, in welchem die verschiedenen Mechanismen der Uhr aufgenommen werden, umfassend den wie oben beschriebenen Gangmechanismus 1. Der Stab 10 (Figur 2) ist jedoch an dem Schaft bzw. der Welle 5 außerhalb des Rückpanels 18 montiert.

Die Wickeleinrichtung 9 umfaßt in Figur 3 ein Gewicht 20, welches an einem flexiblen Element montiert ist, welches sich um eine Scheibe bzw. Riemenscheibe 22 windet, welche einstückig bzw. integral mit einem Antriebszahnrad 23 ist; und ein Antriebszahnrad 23, welches an einer Welle 24 gepaßt ist, welche sich an den Paneien 17 und 18 des Rahmens 16 mittels entsprechender Rollager dreht, und welche in bekannter Weise mit dem Stundenzeiger 25 gepaßt ist, welcher an dem hinteren des Frontpanels 17 angeordnet ist.

Mittels der Welle 3 ist das Gangrad 2 (Figur 1) integral mit einem Stirnrad 26, welches zwischen den Paneien 17 und 18 angeordnet ist; und zwischen dem Antriebszahnrad 23 und dem Stirnrad 26 sind Übertragungsmittel bereitgestellt, umfassend eine Anzahl von zwischengelagerten Zahnrädern, welche insgesamt angedeutet sind durch 27, und welche vorgesehen sind zum Reduzieren der Rotation des Gangrads 2 mit Bezug auf das Antriebszahnrad 23, wodurch das Drehmoment, welches an dem Rad 2 durch die Wickeleinrichtung 9 erzeugt wird, reduziert ist.

Die Zahnräder 27 umfassen drei zwischengelagerte bzw. mittlere bzw. Zwischen-Zahnräder 28, 29, 30, welche integral mit jeweiligen Stirnrädern 31, 32, 33 mittels jeweiliger Wellen 34, 35, 36 sind, weiche sich an den Paneien 17 und

18 mitteis von jeweiligen Roilagern bzw. Lagerungen drehen. Die Welle 35 ist in

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bekannter Weise mit dem Minutenzeiger 37 gepaßt, welche ebenfalls an dem hinteren des Frontpaneies 17 angeordnet ist.

Das Pendel 10, 11 ist bevorzugt so ausgelegt, daß es eine Zwei-Sekunden-Schwingperiode aufweist. Die Schwingfrequenz ist abhängig von dem Inertiamoment bzw. Trägheitsmoment des Hebels 4 und des Pendels 10, 11, und somit von dem Abstand zwischen ihrem Schwerpunkt und der Rotationsachse des Hebels 4, und kann somit eingestellt werden durch Einstellen der Position des Körpers 11 an dem Stab 10.

Das Gangrad 2 weist dreißig Zähne 6 auf, so daß es eine volle Umdrehung in einer Minute durchführt; und zwischengelagerte Zahnräder 27 sind offensichtlich so ausgelegt, daß der Minutenzeiger 37 eine volle Umdrehung in einer Stunde durchführt, wobei der Stundezeiger 25 eine volle Umdrehung jede zwölf Stunden vollbringt. Schließlich sind insgesamt, oder zumindest eines von dem Hebel 4, dem Gangrad 2 mit dem Stirnrad 26, den zwischengelagerten Zahnrädern 28, 29, 30 mit den entsprechenden Stirnrädern 31, 32, 33, dem Antriebszahnrad 23 und der Scheibe 24 hergestellt aus unüblichen Materialien, wie Glas oder Keramik, um eine originelle Auslegungslösung zu erreichen.

Der Gangmechanismus gemäß der Erfindung funktioniert wie folgt.

Über die zwischengelagerten Zahnräder 27 stellt das Drehmoment, welches durch die Wickeleinrichtung 9 erzeugt ist, Rotation für das Gangrad 2 im Uhrzeigersinn bereit. Normalerweise, wenn der Stab 10 {Figur 1) vertikalwärts stationär ist, greift eines der Lager 12, 13 des Hebels 4 in die radiale Seite 14 eines Zahnes 6 des Gangrades 2 ein, und der Druck bzw. Axialdruck, welcher ausgeübt wird durch den Zahn 6 des Rades 2 auf die Lager 12, 13 erzeugt kein Drehmoment an dem Hebel 4, in dem er gerichtet ist radialwärts zu der Achse der Welle 5 des Hebels 4.

Unter der Annahme, daß das Rad 2 angehalten wird durch das Lager 12 des

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Hebels 4, wie es in Figur 1 gezeigt ist, und daß das Pendel 10, 11 geschoben wird, z.B. nach rechts, beginnt der Hebel 4 zusammen mit dem Pendel 10, 11 zu schwingen, und während es nach rechts schwingt, veranlaßt es das Lager 12 entlang der radialen Seite 14 des eingegriffenen Zahnes zu rollen und eventuell zu lösen. Für seinen Teil bewegt sich das Lager 13, unterstützt durch den geneigten Abschnitt 1 5 der Rückseite des entsprechenden Zahnes 6, auf dem Pfad der radialen Seite 14 des nächsten Zahnes 6.

Das Rad 2 dreht sich daher um einen Schritt im Uhrzeigersinn, und wird angehalten bzw. arretiert mit der radialen Seite 14 des nächsten Zahnes 6 gegen das Lager 13; der Hebel 4 schwingt weiter nach rechts durch seine Eigenkraft und die Trägheit des Pendels 10, 11, so daß er selbst unausgeglichen ist, und zwar mit dem Schwerpunkt des Pendels 10, 11 nach rechts versetzt; an welchem Punkt, die Gravitations- bzw. Schwerkraft des Hebels 4 und des Pendels 10, 11 5 mit Bezug auf die Welle 5 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erzeugt, welches

die nach rechts gerichtete Schwingung des Hebeis 4 abbremst und eventuell anhält, um sich nachfolgend zu bzw. in einer links gerichteten Umkehr zu bewegen.

In diesem Stadium rollt das Lager 13 zuerst entlang der Seite 14 des Zahnes 6, anliegend daran (Position gezeigt durch die gepunktete Linie in Figur 4) bis zu dem abgerundeten Ende 6' (Position gezeigt durch die kontinuierliche Linie in Figur 4); und der Druck bzw. Axialdruck S der Seite 14 des Zahnes 6 wird auf einen Punkt P des Umfanges des Lagers 13 angebracht bzw. bewirkt, welcher angeordnet ist entlang der radialen Richtung R des Lagers 13 mit Bezug auf die Welle 5 (siehe ebenfalls Figur 1), und hat somit keine Wirkung auf die Bewegung des Hebels 4.

Ab dem Moment, bei welchem das Lager 13 in das abgerundete Ende 6' des Zahnes 6 eingreift, wirkt der Druck bzw. die Axialkraft S', ausgeübt durch das Ende 6' auf das Lager 13, nicht langer an dem Punkt P entlang dem Radius bzw. der radialen Richtung R mit Bezug auf die Welle 5, sondern an einem Punkt P',

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welcher sich entgegen dem Uhrzeigersinn entlang des Umfanges des Lagers 13 bewegt. Der Axiaidruck S' wird somit schräg mit Bezug auf die radiale Richtung R, und ist aufteilbar in eine Komponente C radial mit Bezug auf die Welle 5, und welche keinen Effekt auf den Hebel 4 hat, und eine transversale Komponente T, weiche den Hebel 4 nach links schiebt bzw. drückt, so daß das Lager 13 eventuell den Zahn 6 des Rades 2 ausrückt, wobei das Lager 12 in den nächsten Zahn 6 des Rades 2 eingreift, wie es zuvor beschrieben wurde.

Der Axialdruck bzw. Druck bzw. Schub, welcher ausgeübt wird auf den Hebel 4 resultiert somit in einem kinetischen Impuls, weicher ihm ermöglicht, weiter zu schwingen, trotz der verschiedenen Reibungsquellen, welche dazu neigen, ihn abzubremsen, so daß der Hebel 4 weiter zurück- und vorschwingt zum Wiederholen der obigen Zustände in beiden Richtungen. In dem Stillstandszustand schwingt der Hebel 4 bzw. ist ausgelenkt um solch einen Betrag, daß das Energiegleichgewicht zwischen der Energie, aufgenommen durch den Schub, bewirkt bzw. eingebracht durch das Gangrad 2 und dem Druck bzw. dem Schub-Veriust, bedingt durch Reibung NuI! ist.

Die Vorteile des Gangmechanismus der vorliegenden Erfindung werden klar aus der vorangegangenen Beschreibung. Insbesondere stellt die Reduzierung der Reibung zwischen dem Hebel 4 und dem Gangrad 2 starke reduzierte Abnutzung bereit, sowohl des Hebels 4 als auch des Rades 2, und somit wird eine größere Betriebspräzision ermöglicht; das erforderliche Drehmoment der Wickeleinrichtung 9, um den Hebel 4 schwingend zu halten, ist reduziert; die Haltbarkeit bzw. Dauer des Drehmomentes für eine gegebene potentielle Energie der Wickeleinrichtung 9 ist erhöht; und Gangräder von größerem Durchmesser, hergestellt aus unkonventionellen Materialien, wie z.B. Glas oder Keramik, für originelle Designlösungen sind erreichbar.

Es ist deutlich, daß Veränderungen durchgeführt werden können an dem Gangmechanismus, wie er bisher beschrieben und dargestellt ist, ohne jedoch von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die

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Lager 12 und 13 Buchsen bzw. Lagerbuchsen als gegenüberliegend den RoI-lagern bereitgestellt sein; die Lager 12 und 13 können derart an Armen 7 und 8 gepaßt sein, daß sie sich nach innen bezüglich der Arme erstrecken; und die Wellen 24 und 35 können koaxial angeordnet sein, um somit die Zeiger 25 und 37 um eine gemeinsame Achse zu drehen, in welchem Fall weitere Übertragungszahnräder bereitgestellt sein können zwischen dem Zahnrad 23 und dem Stirnrad 33.

Claims

A-. Juni 1336 Müller-Born & Partner Anmelder: Vittorio Scialla "Verbesserter Gangmechanismus für Pendeluhren" Unser Zeichen: S 5136 - ru / so Ansprüche

1. Gangmechanismus für Pendeluhren, wobei der Mechanismus umfaßt ein gezahntes Gangrad (2), welches eine Anzahl von Zähnen (6) aufweist; einen oszillierenden Hebel (4), welcher zwei Arme (7, 8) aufweist, welche alternierend in die Zähne (6) eingreifen; und eine Wickeleinrichtung (9) zum Drehen des Gangrades (2) in einer Betriebsrichtung;
dadurch gekennzeichnet, daß

die zwei Arme (7, 8) zwei Lager (12, 13) mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen; wobei der Hebel (4) in die Zähne (6) mittels der Lager {12, 13} eingeift.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12, 13) von dem Buchsen- bzw. Laufbuchsentyp sind, so daß die Arme (7, 8) die Zähne (6) durch die Lager (12, 13) rollend entlang des Profiles der Zähne (6) berühren.

3. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12, 13) von dem rollenden, Kugel- oder Walzentyp sind, so daß die Arme (7, 8) die Zähne (6) durch die Lager (12, 13) rollend entlang des Profiles der Zähne (6) berühren.

4. Mechanismus nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil aufweist eine radiale Frontseite (14); eine Rückseite, welche zumindest einen Abschnitt (1 5) aufweist, welcher geneigt ist mit Bezug auf die radiale Richtung; und ein abgerundetes Ende (6'), welches die Frontseite

(14) mit dem Abschnitt (15) verbindet; wobei das Ende (6') auf die Lager

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(12, 13) einen Druck (S') ausübt, welcher eine transversale Komponente (T) aufweist.

5. Mechanismus nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeleinrichtung (9) vom federbetätigten Typ ist, und Rotation bereitstellt für ein Antriebszahnrad (23); wobei eine Übertragungseinrichtung (28) bereitgestellt ist zwischen dem Antriebszahnrad (23) und dem Gangrad (2).

6. Mechanismus nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeleinrichtung (9) ein Gewicht (20) umfaßt, welches an einem flexiblen Element (21) gepaßt ist, welches um ein Glied (22) gewickelt ist, welches integral mit einem Antriebszahnrad (23) ist; wobei eine Übertragungseinrichtung (27) bereitgestellt ist zwisehen dem Antriebszahnrad (23) und dem Gangrad (2).

7. Mechanismus nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung eine Anzahl von zwischengeschalteten Zahnrädern (27) aufweist zum Erhöhen der Rotation des Antriebszahnrades (23) mit Bezug auf jene des Gangrades (2).

8. Mechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (23) mit einem Stundenzeiger (25) verbunden ist; und daß die zwischengelagerten Zahnräder zumindest ein zwischengelagertes Zahnrad (28-30) umfassen, welches mit einem Minutenzeiger (37) verbunden ist.

9. Mechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gangrad (2), das Antriebszahnrad (23) und die zwischengelagerten Zahnräder (28-30) sich an einem Rahmen (16) drehen, welcher zwei Panele (17, 18) umfaßt.

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10. Mechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines von dem Gangrad (2), dem Antriebszahnrad (23), den zwischengelagerten Zahnrädern (28-30) und/oder der Stirnräder {26, 31, 32, 36) und/oder zumindest ein Teil des Rahmens (16) und/oder des Hebels (4) aus Glas- oder Keramikmaterial hergestellt sind.