DE3027313C3 - Ins Langsame übersetzendes Zahnradgetriebe für ein elektronisches Uhrwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ins Langsame übersetzendes Zahnradgetriebe für ein elektronisches Uhrwerk, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die Zeiger von mi; einem Schrittmotor ausgerüsteten elektronischen Uhrwerken sind meistens durch diesen Motor mittels eines Untersetzungsgetriebes angetrieben, dessen Übersetzungsverhältnis unter Berücksichtigung der Winkelamplitude der Schaltschritte des Motors gewählt ist. Eine Besonderheit dieses Untersetzungsgetriebes besteht darin, daß es in günstiger Ausbildung blockiert, falls in einem Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Schaltschritten des Motors in unerwünschter Weise ein Drehmoment auf das angetriebene Rad zur Einwirkung gelangt. Es wird damit erreicht, daß dieses Drehmoment nicht auf den Schrittmotor übertragen wird und daß es sich deshalb erübrigt, magnetische Motorblockiermittel vorzusehen, die befähigt sind, einem solchen Drehmoment, das recht erheblich sein kann, zu widerstehen.

Für die Ausbildung der zur Verwendung gelangenden Getriebe bieten sich verschiedene Bauweisen an, wobei alle bereits bekannten Ausführungsarten mit gewissen Nachteilen behaftet sind.

Die aus der DE-OS 27 09 348 bekannte Bauweise, die sich für Uhrwerke eignet, weist ein treibendes Zahnritzel mit sechs Flügeln auf, welches mit einem getriebenen Rad kämmt, das sechzig Zähne hat. Das Untersetzungsverhältnis beträgt also 1 : 10.

Eine andere bekannte Bauart, die bestimmt ist zur Verwendung in einem großvolumigen Uhrwerk, ist aus der Anmeldung PCT WO 79L00930 bekannt und weist ein treibendes Zahnritzel auf, das nur zwei Zähne hat. Dieses Ritzel ist drehfest mit der Welle des Schrittmotors verbunden in solcher Weise, daß es bei jedem Schaltschritt eine halbe Umdrehung ausführt. Dessen Zähne haben die Gestalt von zylindrischen Stiften, die an ihrer Basis konisch verdickt sind und an zwei parallelen Scheiben festsitzen. Die Zähne des getriebenen Rades haben radiale Flanken und einen Kopf mit einer zur Radachse koaxialen zylindrischen Fläche. Der Eingriff dieser Zähne mit den zylindrischen Zähnen des Rotors erstreckt sich bis zur Achse dieses letzteren.

Die Dauteile dieser bekannten Ausführung können im Spritzgießverfahren erhalten werden für recht großvo-.'^r> lumige Uhrwerke; die Ausbildung eignet sich aber nicht für Armbanduhren, denn bei diesen hat der Durchmesser des »reibenden Zahnritzels, das auf der Schrittmotorwelle vorliegt, eine Größe, die recht wohl kleiner sein kann als 0,5 mm.

so Mit der vorliegenden Erfindung wird der Zweck verfolgt, die Fabrikation von Untersetzungsgetrieben zu ermöglichen, welche sich eignen zur Verwendung in elektronischen Armbanduhren mit Schrittmotor, in denen die Anzahl von Getriebestufen zwischen dem J5 ritzelartigen Rotor des Schrittmotors und den anzeigenden Elementen des Werkes auf ein Minimum reduziert ist zwecks Vereinfachung der Konstruktion, in welchen des weiteren die F.ingriffsverhältnisse so gut wie möglich sind, um eine Überlastung des Motors zu •»o vermeiden, und deren Fabrikation schließlich mit einfachen mechanischen Mitteln fuöglich sein soll, um so die Großserienproduktion zu ermöglichen.

Ausgehend von einem Getriebe der eingangs erwähnten Art wird die Lösung dieser Aufgabe in einer Ausbildung gesehen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 umschrieben ist.

In bezug auf weitere Besonderheiten von Weiterausbildungen des erfindungsgemäßen Uhrwerkes wird namentlich auf die Unteransprüche verwiesen, aber so auch auf die beiliegende Zeichnung und zugehörige Beschreibung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschniu einer ersten Ausführungsart des Ritzels,

F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. I,
F i g. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Ritzels,

Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3 und

Fig. 5 eine Ansicht eines Getriebes, welches das in den Fig. I und 2 dargestellte Ritzel aufweist, in kleinerem Maßstab.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ritzel sind metallische Decolletagetcile und können somit unter optimalen Produktionsverhältnissen hergestellt werden.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigle Ritzel besieht aus einem Körper 1 mit zylindrischer Mantelfläche 2 und

mit /wei an der einen Stirnseite herausragenden Zähnen 3 und 4. die einander diametral gegenüberliegen. Der Körper 1 hat ein axiales Sackloch 5, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Innenseiten der Zähne 3 und 4 entspricht. Diese Zähne haben Kopfflächen, die aus Teilen der zylindrischen Mantelfläche 2 bestehen. Die Zahnflanken 6 und 7 bestehen aus ebenen, zu einander parallelen und auch zur Achse des Körpers 1 parallelen Flächen. Bei der Fertigung genügt es. für die Herausbildung der Zähne 3 und 4, nach dem Einbohren des Sackloches 5, stirnseitig das Werkstück, welches den Körper 1 bildet, anzufräsen unter Verwendung von einen oder von zwei Frässcheiben, welche winkelrecht zur Achse des Ritzels vorgeschoben werden.

Falls das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ritzel mit dem Rotor des Schaltmotors in einer mit Zeigern ausgestatteten elektronischen Uhr direkt drehfest verbunden Dzw. mit ihm einstückig verbunden ist, kann der Körper nach der von den Zähnen 3 und 4 abgevvendeten Seite hin verlängert sein, wobei diese Verlängerung eine Welle bildet, die den Magneten des Motors trägt. Diese Welle kann dann auch zwei Laufflächen haben, die dazu bestimmt sind, in Lagern zu laufen. Es kann auch an dem von den Zähnen 3 und 4 abgewendeten Ende des Körpers 1 ein stiftförmiger Fortsatz vorgesehen sein.

Diese Elemente haben eine herkömmliche Ausbildung und brauchen hier nicht beschrieben zu werden.

Die Fig.3 und 4 veranschaulichen eine andere Ausführungsform. In dieser besteht das Ritzel aus einem Körper 8, der in zwei Teile 8a und 8i> unterteilt i'\, die zueinander koaxial und in der Längsrichtung in Abstand voneinander gelegen sind. Diese zwei Teile sind von einem zentralen zylindrischen Loch 9 durchsetzt; sie sind durch zwei Zähne JO und It miteinander verbunden, welche — ähnlich wie die Zähne 3 und 4 -Flanken 12 und 13 haben, die aus zur Achse des Ritzels parallelen, ebenen Flächen bestehen. Bei der Fertigung erhält man diese Zähne durch einen Fräsvorgang, bei welchem in den Körper 8 zwei Schlitze eingefräst werden, woraus sich dann auch die beiden Teile 8a und Hb ergeben. Die ausgehend von einem Ende des Körpers 8 eingearbeitete zentrale Bohrung 9 ist eine Sackbohrung, was es ermöglicht, am anderen Ende des Körpers 8 einen Lagerungsfortsatz vorzusehen. In der Fi g. 3 ist mit strichpunktierten Linien ein Zahn eines Zahnrades 14 angedeutet, das mit dem Ritzel in Eingriff steht.

Die Eingriffsverhältnisse eines treibenden Ritzels 15, das etwa aus einem solchen gemäß den Fig. 1 und 2 oder einem solchen gemäß den Fig.3 und 4 bestehen kann, mit einem angetriebenen Zahnrad 14, sind in der F i g. 5 näher veranschaulicht. Das Zahnrad 14 ist beispielsweise ein solches mit sechzig Zähnen 16 (die drei im Eingriffsbereich gelegenen Zähne sind mit 16,·), 16/), 16c^bezeichnet). Diese Zähne 16 haben einen mit 17

bezeichneten spitzbogenförmigen Kopf und zwei Flanken 18 und 19, die aus ebenen Flächen bestehen, welche zur Achse des Zahnrades parallel sind und mindestens angenähert radial gerichtet sind. Die Achse des Ritzels 15 ist auf einem Kreis 20 gelegen, dessen Radius geringfügig kleiner ist als der Radius des das Zahnrad 14 einhüllenden Kreises. Es sollte darauf geachtet werden, daß die beiden Zäi.ne des Ritzels in bezug auf den Magneten des Rotors so orientiert sind, daß in jeder Stillhaltelage dieses Rotors diese Zähne tangential zum Kopfkreis des Zahnrades 14 orientiert sind. Die Zähne 3 und 4 des Ritzels werden dann somit in die Zahnlücken hineinragen, die zwischen den Zahnpaaren 16;i, 16ö bzw. 16<(, 16t" vorliegen. Damit wird erreicht, daß das Ritzel in den Stillhaltezeiten in bezug au·' das Zahnrad !4 als Blockiereiement dient. In diesem /wischen aufeinanderfolgenden Impulsionen gelegenen .Stillhaltezeiten ist das Ritzel natürlich durch die magnetische Blockierung des Rotors in Ruhelage gehalten Damit ist dann das Zahnrad /4 auch an einer Drehung gehindert. Dies ergibt sich daraus, daß der Zahn I6£> od^r 16c·, der mit dem Ritzel in Berührung kommt bei einom nachfolgenden Schaltschritt, vn der />lindrischen Kopffläche des einen der beiden Zähne des Ritzels anliegt und somit auf diese eine radiale Kraft ausübt. Am Rotor selbst gelangt also kein Stördrehtnoment in Wirkung. Falls das Ritzel 15 eine Halbumdrehung ausführt nach .,eder Sekunde, so wird offensichtlich das Zahnrad hierbei um den Betrag einer Zahnteilung vorbewegt, also beispielsweise um eine 'Λ,ο-Umdrehung bei jedem Schaltschritt. Das Zahnrad kann ;j!so auf eine Welle aufgesetzt sein, auf der auch der Sekundenzeiger sitzt. Das Räderwerk ist somit außerordentlich vereinfacht. Das Modul der Verzahnung kann beispielsweise etwa 0,15 betragen.

Es ist auch darauf hinzuweisen, daß trotzdem die Flanken der Ritzelzähne aus ebenen Flächen bestehen, die Verzahnungsverhältnisse nichtsdestoweniger zufriedenstellend sind. Bei der Drehung wird das Rad 14 in einer regelmäßigen Bewegung vorbewegt von dem Zeitpunkt an, in welchem der jeweils treibende Zahn des Ritzels 15 an demjenigen Zahn 16a zum Eingriff gelangt, der innerhalb des Ritzels gelegen ist. Wenn das Ritzel sich seiner neuen Stillhaltelage nähert, se überträgt sein treibender Zahn die Bewegung an das Zahnrad mittels der Kopffläche und der andere Ritzelzahri wird diese Bewegung des Zahnrades zum Stillstand bringen genau in demjenigen Zeitpunkt, in welchem auch die Drehung des Rotors aufhört. Da in den Stillstandsperioden die Zähne des Zahnrades an den Kopfflächen der Ritzelzähne anliegen, besteht nicht die Gefahr, daß die am Ritzel /ur Einwirkung gelangende Reaktion die magnetische Blockierung überwinden könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ins Langsame übersetzendes Zahnradgetriebe für elektronisches Uhrwerk, mit einem treibenden, eine schrittweise Drehung ausführenden Ritzel und einem angetriebenen Zahnrad, dessen Zahnung mit derjenigen des Ritzels derart zusammenarbeitet, daß in den Ruhezeiten zwischen aufeinanderfolgenden Schaltschritten das Zahnrad stillgehalten wird, ohne daß ein anfällig am Zahnrad zur Einwirkung gelangendes Stördrehmoment als solches auf das Ritzel übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel einen Ritzelkörper hat, an dem einstückig zwei in bezug auf die Ritzeldrehachse einander diametral gegenüberliegende Zähne ausgebildet sind, deren Flanken aus achsparallel verlaufenden ebenen Flächen bestehen, wogegen die Zähne des Zahnrades einen spiizbogenförmigen Kopf und radial orientierte ebene Flanken haben, und daß der Achsabstand von Ritzel und Zahnrad kleiner ist als der Radius des die Zahnung des Zahnrades einhüllenden Kreises.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ritzelkörper eine axiale Bohrung hat, deren Wandung auch die Innenoberflä ehe der Ritzelzähne bildet, und daß der Ritzelkörper eine zylindrische Außenoberfläche hat, die auch die Außenfläche der beiden Ritzelzähne bildet.

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad sechzig Zähne hat.

4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand von Ritzel und Zahnrad nur soviel kleiner als der Radius des die Zahnung des Zahnrades einhüllenden Kreises gewählt ist, daß, wenn das Ritzelzahnpaar tangential zum Zahnrad orientiert ist, es dieses stillhält.

5. Zahnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelzähne als Vorsprünge an einer Stirnseite des Ritzelkörpers vorliegen.

6. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzzlzähne als Verbindungselemente zwischen zwei koaxialen Abschnitten des Ritzelkörpers ausgebildet sind.