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Die Erfindung betrifft eine Uhr mit unsichtbarem Antriebswerk
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nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Zweck der Erfindung ist es, derartige Uhren mit verborgen angebrachtem
Antriebswerk zu verbessern.
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Es sind schon Uhren bekannt, bei denen durch geschickte konstruktive
Anordnung der die Zeit-anzeige einerseits und der die Zeitregelung andererseits
vornehmenden Bauteile bzw.
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Baugruppen, dem Betrachter der Uhr der Eindruck vermittelt werden
sollte, die Minuten- und Stundenzeiger bewegten sich sozusagen im "freien Raum",
d.h. es bestünde trotz Zeigerbewegung keinerlei Verbindung zu einem Antriebswerk,
welches meistens im Gehäusesockel der Uhr oder in einer Gehäuseanformung verborgen
angeordnet war. Besonders eindrucksvoll wurde diese Empfindung dann hervorgerufen,
wenn die Uhr transparente Gehäusewände oder ein transparentes Zifferblatt aufwies,
durch die hindurch die vom Betrachter vielfach als mysteriös angesehene Zeigerbewegung
trotz scheinbar fehlendem Antrieb beobachtet werden konnte.
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DieseTäuschung war insbesondere dann sehr effektvoll, wenn der Betrachter
ein technischer Laie war und somit eine einleuchtende Erklärung für das chronometrische
Phänomen nicht gefunden werden konnte.
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Die DE-PS 45 408 offenhart eine Taschenuhr, bei welcher das mechanische
Antriebswerk mit Unruh im Bereich der erweiterten Krone versteckt angeordnet ist.
Durch das Antriebswerk wird über Zwischenübersetzungen eine mit einem Zahnkranz
versehene transparente Glasscheibe angetrieben, die in ihrem Außendurchmesser noch
größer ist, als dem sichtbaren Bereich des Zifferblattes entspricht. Durch die Glasscheibe
wird das sehr klein ausgebildete Zeigerwerk angetrieben, das hinter ausgeprägt großen
Zeigernaben versteckt gehalten ist.
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Diese bekannte Anordnung ist sehr schwierig zu verwirklichen.
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Neben dem hinsichtlich der räumlichen Abmessungen sehr klein zu haltenden
Uhrwerk, sind Übersetzungen ins Schnelle notwendig.
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Außerdem werden mehrere hintereinander angeordnete Scheiben im Zifferblattbereich
verwendet, wodurch im Laufe der Zeit die Transparenz beeinträchtigt werden könnte.
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Die DE-PS 443 388 offenbart eine Tischuhr, bei welcher eine parallel
zum Zifferblatt drehbeweglich angeordnete transparente Scheibe über eine Gliederkette
vom im Sockel der Uhr verborgen gehaltenen Uhrwerk angetrieben wird. Diese transparente
Scheibe ist mit dem Minutenzeiger verbunden und betätigt über ein zugeordnetes mechanisches
Schaltwerk den Stundenzeiger, um auf das klassische Zeigerwerk - seiner Abmessungen
wegen -verzichten zu können.
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Das zur Weiterschaltung des Stundenzeigers verwendete mechanische
Schrittschaltwerk ist schwierig herzustellen und störanfällig.
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Es kann auch zu Irrtümern der Zeitanzeige führen.
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Ferner ist der zum Antrieb der transparenten Scheibe verwendete Kettenantrieb
aufwendig und kompliziert.
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Die DE-PS 467 671 offenbart eine Tischuhr mit einer in einer transparenten
Kugel angeordneten Zeitanzeigevorrichtung.
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Hierbei ist die Kugel auf Leitrollen des feststehenden Gehäuseteiles
abnehmbar gelagert. Sie wird durch zwei montierbare Hälften gebildet, die durch
einen einen Zahnkranz aufweisenden Rahmen zusammengehalten werden. Über diesen Zahnkranz
erfolgt der Antrieb der Kugel durch ein Antriebsrad des im Inneren des Gehäuse-
oder Sockelteiles angeordneten Uhrwerkes.
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Das Zifferblatt mit Zeigerwerk ist mittig, aber außerhalb seines Schwerpunktes
an der mit der Kugel umlaufenden und mit dieser starr verbundenen Minutenwelle aufgehängt.
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Die Kugel dreht sich also relativ zum an der Minutenwelle hängenden
Zifferblatt mit Zeigerwerk, wobei die Kugel pro Stunde unter dem Antrieb des Uhrwerkes
eine Umdrehung um eine Horizontalachse vollzieht.
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Der Aufbau dieser bekannten Uhr ist relativ kompliziert und mehr für
spezielle Reklamezwecke als zur Anwendung für Wohnraumuhren gedacht. Das Zeigerwerk
ist räumlich ausladend ausgebildet und läßt sich deshalb schlecht hinter dem Zifferblatt
verbergen.
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Aus diesem Grunde ist das Zifferblatt der Uhr auch nicht transparent
ausgebildet.
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Die DE-PS 818 626 zeigt eine Uhr mit transparentem Zifferblatt und
mit im Sockel verborgen angebrachtem Uhrwerk. Es ist eine transparente Antriebsscheibe
vorgesehen, welche außen an der Peripherie einen dem Antrieb durch das Uhrwerk dienenden
Zahnkranz aufweist, der jedoch für den Betrachter durch den Zifferblattreif abgedeckt
ist.
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Hierbei ist der Minutenzeiger mit der Antriebs scheibe verbunden,
die in ihrem Mittel eine Welle aufweist, welche mit dem Zeigerwerk verbunden ist,
das in seiner Anordnung an der verdrehbaren Antriebsscheibe durch ein Gegengewicht
stabilisiert ist und dem Antrieb des Stundenzeigers der Uhr dient.
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Auch bei dieser bekanntgewordenen Anordnung ist jedoch eine gewisse
räumliche Ausdehnung des Zeigerwerkes nicht zu vermeiden, welche störend wirkt.
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Die DE-OS 32 o6 944 zeigt eine quarzgesteuerte Armbanduhr, bei welcher
der Minutenzeiger mit einer zentral angeordneten Antriebsscheibe verbunden ist,
von welcher aus das Zeigerwerk über einen mit dieser verbundenem Trieb antreibbar
ist.
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Durch das Zeigerwerk wird ein den Stundenzeiger tragendes Stundenrohr
angetrieben, um welches herum die Antriebsscheibe angeordnet ist. Das Stundenrohr
selbst ist auf einer fest,tehenden zentralen Welle des Uhrwerkes angebracht.
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Der Antrieb der Antriebs scheibe erfolgt über eine periphere Verzahnung
durch einen quarzgesteuerten Schrittmotor.
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Die Anordnung dieser Uhr ist jedoch nicht transparent gehalten und
nicht dazu ausersehen, einen verborgenen Uhrenantrieb aufzuweisen.
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Die DE-PS'n 427 134, 430 537 und 438 539 offenbaren Uhren mit verstecktem
Zeigerantrieb, bei welchen zum Antrieb für den Minuten- und den Stundenzeiger jeweils
getrennte transparente Scheiben vorgesehen sind, welche über Getriebeglieder einer
dem Zeigerwerk sinngemäß entsprechenden Getriebeanordnung des Uhrwerkes, zueinander
im Verhältnis 1:12 untersetzt, angetrieben werden, die ihrerseits den Antrieb durch
das ebenfalls im Gehäusesockel verborgen gehaltene Uhrwerk erfahren.
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Hierzu ist zum Antrieb der mit dem Minutenzeiger verbundenen Antriebsscheibe
ein Kegelgetriebe vorgesehen, wohingegen die mit dem Stundenzeiger verbundene Antriebs
scheibe ihren Antrieb über ein Stirnradgetriebe erfährt; das von einem die Untersetzung
1:12 bewirkenden Schneckengetriebe beaufschlagt wird.
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Die Verwendung zweier getrennter Antriebsscheiben, jeweils für Stunden-
und Minutenzeiger, ist jedoch aufwendig.
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Außerdem ist es schwierig, die Elemente des Zeigerwerkes und des Uhrwerkes
zusammen im Sockel des Uhrgehäuses verdeckt anzubringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Uhr vorzugsweise mit
transparentem Zifferblatt und Gehäuse zu schaffen, bei welcher der Antrieb verborgen
ist, so auszugestalten, daß das Zeigerwe rk möglichst verkleinert und derart hinter
den Zeigernaben versteckt angeordnet ist, daß ein optimaler Eindruck einer Uhr mit
beweglichen Zeigern, jedoch ohne erkennbaren Antriebsmechanismus eiftteht.
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Die Erfindung geht hierbei aus von dem Stand der Technik gemäß DE-PS
45 408.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichen
des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale.
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Eine Reihe von Weiterbildungen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den dem Anspruch 1 nachgeordneten Unteransprüchen erfaßt.
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Die Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen zur Folge.
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So ist eine leichte Zeigerverstellung direkt am Zeigerwerk möglich,
unabhängig vom Antriebswerk im Sockel der Uhr.
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Die Abmessungen des Zeigerwerkes nach der Erfindung sind gering und
dessen Bauteile erlauben eine einfache Herstellung, z.B. durch Kunststofformverfahren.
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Die Anordnung nach der Erfindung benötigt streng genommen nur zwei
transparente Scheiben, wenn man auf eine Deckscheibe verzichtet. Alle Getriebeglieder
des Zeigerwerkes bei der Uhr nach der Erfindung lassen sich leicht und ohne besonderen
zusätzlichen Aufwand verkleiden, so daß sie einer direkten Inaugenscheinnahme durch
den Betrachter entzogen sind.
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Der Aufbau der Uhr nach der Erfindung ist kompakt, sie läßt sich einfach
montieren.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung in Form eines
Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert und in der beigegebenen Zeichnung,
welche eine Seitenansicht mit Halbschnitt des Zeigerwerkes der Uhr nach der Erfindung
darstellt, abgehildet.
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Eine transparente Antriebsscheibe 1 wird von einem nicht dargestellten
elektro-magnetischen Schrittmotor über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben. Der
Schrittmotor, der Teil des nicht dargestellten, verborgen gehaltenen Uhrwerkes ist,
wird zweckmäßig über eine elektronische Quarzsteuerschaltung mit sekundlichen Impulsen
fortgeschaltet, so daß
er also in der Stunde - bei 2-poliger Ausführung
-1800 Umdrehungen vollzieht. Die Bauelemente der elektronischen Schaltung sind zweckmäßig
auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet, welche zusammen mit dem Schrittmotor,
dem übrigen Räderwerk des Antriebswerkes und der Trockenbatterie im Sockel der Uhr
nach der Erfindung angeordnet ist.
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Der elektro-magnetische Schrittmotor treibt über seine ihm nachgeordnete
Untersetzung des Antriebswerkes die Antriebsscheibe 1 an, welche an ihrer Peripherie
mit einer entsprechenden Stirnverzahnung versehen ist. Das gesamte Übersetzungsverhältnis
vom 2-poligen-Schrittmotor zur Antriebsscheibe 1 beträgt i = 1:18ovo, wobei die
Teilübersetzung an der Antriebsscheibe 1 bei einem angenommenem Durchmesser von
200 mm z.B.
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1:50 betragen kann, so daß eine Restübersetzung von 1800 = 36 7wauf
das Untersetzungsgetriebe des Antriebswerkes entfällt, das zwischen Antriebsscheibe
1 und dem Schrittmotor vorgesehen ist.
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Die Gesamtübersetzung ist jedenfalls so gewählt, daß die Antriebsscheibe
1 eine Umdrehung pro Stunde vollzieht.
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Die Antriebsscheibe 1 ist nun auf einem Trägerteil angeordnet, der
als eine Trägerbuchse 2 ausgebildet ist. Diese Trägerbuchse 2 aus Metall oder aus
Kunststoff hergestellt, weist einen Ansatz 3 auf, auf welchem die Antriebsscheibe
1 mit einem Gleitsitz aufgebracht ist.
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Sie wird hierbei durch eine Friktionsscheibe, welche als eine Federscheibe
4 ausgebildet ist, geführt bzw. mechanisch beaufschlagt, die ihrerseits durch eine
mit der Trägerbuchse 2 verbundene Scheibe 5 in ihrer Position gesichert ist.
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Die Scheibe 5 ist auf einem Ansatz 6 der Trägerbuchse 2 durch Vernieten
(bei Metall) oder Verschweißen (bei Kunststoff) gehaltert. Die Friktionsscheibe,
welche zweckmäßig als eine Federscheibe 4 ausgebildet ist, erzeugt die Friktion
zwischen der Scheibe 5 und der Antriebsscheibe, die einmal erforderlich ist, um
einen für den Antrieb der Trägerbuchse 2 erforderlichen Kraftschluß zu gewährleisten
und ferner um eine relative Verstellung zwischen dieser und dem Antriebsrad 1 zu
ermöglichen.
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Auf einem weiteren Ansatz 7 der Trägerbuchse 2 ist nun der Minutenzeiger
8 mit seiner an ihm ausgeformten Nabe19 aufgedrückt, d.h. der Minutenzeiger 8 läuft
gemeinsam mit der Trägerbuchse 2 und damit auch mit der Antriebsscheibe 1 um, d.h.
er vollzieht -wie üblich - eine Umdrehung pro Stunde.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es nun, daß das Zeigerwerk
der Uhr als ein Umlaufgetriebe, insbesondere als ein Planetengetriebe ausgebildet
ist, wodurch eine für die vorliegende Ausführungsform einer Uhr mit unsichtbarem
Antriebswerk besonders günstige Ausgestaltung ermöglicht wird.
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Die Trägerbuchse 2 ist auf einem in einem Gehäuseteil 9 der Uhr gehalterten
unverdrehbaren Lagerstift 10 mittels des Ansatzes 11 und der eingepreßten Lagerbuchse
2a geführt.
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Vorzugsweise ist das Gehäuseteil 9 eine transparente Rückwand der
Uhr, welche einen Durchblick durch das Zifferblatt der Uhr hindurch ermöglicht.
Das Gehäuseteil 9 ist im Falle des Ausführungsbeispieles der Erfindung zweckmäßig
selbst als Zifferblatt ausgebildet.
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Die Trägerbuchse 2 weist eine Bohrung 13 auf, in welcher ein Lagerstift
14 eingepreßt ist. Auf diesem ist ein Planetenritzel 15 angeordnet, welches zusammen
mit der Trägerbuchse 2 umläuft.
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Das Planetenritzel 15 kämmt mit einem auf dem Lagerstift ?o fest und
unverdrehbar angeordneten Sonnenrad 16, d.h. es (15) vollzieht während der Umdrehungsbewegungen
des Antriebsrades 1 mit der Trägerhuchse 2 und dem Minutenzeiger 8 eine sogenannte
Planetenbewegung.
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Der Ansatz 11 der Trägerbuchse 2 ist auf dem freien Ende 12 des Lagerstiftes
10 geführt.
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Am freien Ende 12 des Lagerstiftes 1o ist eine Siderungsscheibe 32
aufgebracht. Die Trägerbuchse 2 ist dadurch in ihrer Anordnung auf dem Lagerstift
10 durch die Sicherungsscheibe 32 und das fest angeordnete Sonnenrad 16 begrenzt.
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Das Planetenritzel 15 kämmt nun außer mit dem feststehenden ersten
Sonnenrad 16 noch mit einem zweiten Sonnenrad 17, das mit einer zweiten, ebenfalls
auf dem Lagerstift 1o aufgebrachten Drehbuchse 20 umläuft, d.h. fest mit dieser
verbunden ist.
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Auf dem Ansatz 21 dieser zweiten Trägerbuchse 20 ist nun der Stundenzeiger
22 mit seiner an ihm ausgeformten Nabe 23 aufgesetzt. Das heißt aber nun, das durch
das Planetenritzel 15 und die beiden Sonnenräder 16 und 17 gebildete Planetengetriebe
muß so dimensioniert sein, daß die Obertragung der Drehbewegung der Antriebsscheibe
1 bzw. der ersten Trägerbuchse 2 auf die zweite Trägerbuchse 20 im Verhältnis 1:12
erfolgt, und damit ein Fortschreiten des Minuten- (8) und des Stundenzeigers 22
wie bei einem normalen Zeigerwerk vonstatten geht.
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Bezeichnet man die Drehzahl der Antriebsscheibe 1 bzw. der ersten
Trägerbuchse 2 mit n0 die Drehzahl des feststehenden ersten Sonnenrades 16 mit n1
und die Drehzahl des zweiten Sonnenrades 17 mit n3> so ergibt sich als Gleichung
des Planetengetriebes mit Stirnradverzahnung n0 - n3 z1 . Z4 = n0 - n1 z2 . z3
wobei
z1 die Zähnezahl des (feststehenden) ersten Sonnenrades 16 und z2, z4 die Zähnezahl
des Planetenritzels 15 und z3 die Zähnezahl des zweiten Sonnenrades 17 der zweiten
Trägerbuchse 20 bedeuten.
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Da nun n1 = ° und z2 = z4,ergibt sich für das Planetengetriebe 15;
16, 17 folgendes Zähnezahlenverhältnis für z1 und z3 1 - 1/12 = z1 . #4 = 11 1 -
0 #2 . z3 12 d.h. die Zähnezahl des ersten Sonnenrades 16 z1 = 11 (oder 22) und
die Zähne zahl des zweiten Sonnenrades 17 z3 = 12 (oder 24) Mit Rücksicht auf einen
nicht zu kleinen Modul, werden zweckmäßig die Zähne zahl beim ersten Sonnenrad 16
z 1 = 11 und beim zweiten Sonnenrad 17 z3 = 12 gewählt.
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Da nun z2 = z4 wird die Zähnezahl des Planetenritzels 15 zweckmäßig
mit 12 oder 14 angenommen, d.h. seine Verzahnung wird einheitlich gewählt.
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Mit Rücksicht auf die gleichen Zentralen zwischen dem mit einer einheitlichen
Verzahnung versehenen Planetenritzel 15 und den Sonnenrädern 16, 17 einerseits und
die unterschiedlichen Zähnezahlen z1, z3 der letzteren andererseits, werden entsprechende
Profilkorrekturen bei den Verzahnungen der Sonnenräder 16, 17 vorgenommen, um einwandfreie
Eingriffsverhältnisse mit dem Planetenritzel 15 zu gewährleisten.
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Die zweite Trägerbuchse 20 ist seitlich durch eine in einer kreisringförmigen
Ausnehmung 24 angeordnete Schraubenfeder 25 in axialer Richtung beaufschlagt, die
auf der Seite der feststehenden Wand 9 gegen eine Zwischenscheibe 26 anläuft. Aüf
der Seite des zweiten Sonnenrades 17 läuft die zweite Trägerbuchse 20 mit einem
Ansatz 27a gegen einen solchen 27b des (feststehenden) ersten Sonnenrades 16 an.
Durch die von der Schraubenfeder 25 zwischen der zweiten Trägerbuchse 20 und der
Zwischenscheibe 26 erzeugten Friktionswirkung wird die zweite Trägerbuchse 20 und
damit die Position des auf dieser aufgebrachten Stundenzeigers 22 stabilisiert.
Eine derartige Stabilisierung ist zweckmäßig, um nachteiligen Einflüssen von im
Planetengetriebe 15, 16, 17 womöglich auftretender Zahnluft zu begegnen.
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Die beiden Trägerbuchsen 2, 20 sind als schalenförmige Teile ausgebildet,
die mit ihren Schalenöffnungen einander zugewandt auf dem Lagerstift 1o angeordnet
sind. In den Schalenöffnungen beider Trägerbuchsen 2, 20 sind das Planetenritzel
15 und die ersten und zweiten Sonnenräder 16, 17 angeordnet, welche mit dem Planetenritzel
15 in Verzahnungseingriff stehen.
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Die Schalenränder 7a, 21a der Trägerbuchsen 2, 20 stehen einander
unmittelbar gegenüber und bewirken eine Abdeckung der verzahnten Teile 15, 16, 17,
wodurch diese dem Einblick entzogen werden. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung
das Planetenritzel 15 in seiner Position auf dem Lagerstift 14 gesichert.
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Der Ansatz 11 der ersten Trägerbuchse 2 trägt eine Rändelung 29, auf
welcher das kappenartig ausgebildete Stellelement 30 mit seiner Ausnehmung 31 aufgepreßt
ist. Es wird in seiner Position durch den Ansatz 6 der Trägerbuchse 2 definiert.
Es überdeckt hierbei mit seiner Ausnehmung 31 auch eine die Position der letzteren
festlegende Sicherungsscheibe 32 am freien Ende 12 des Lagerstiftes 10.
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Das Stellelement 30 durchragt im Ausführungsbeispiel der Zeichnung
die transparente Frontscheibe 35 der Uhr in einer Bohrung oder Ausnehmung 36. Es
ist außerhalb der Frontscheibe 35 am Rändel 37 der manuellen Betätigung zugänglich.
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Die Antriebs scheibe 1 wird vom nicht dargestellten Schrittmotor des
Antriebswerkes über eine Zwischenübersetzung angetrieben, die ebenfalls nicht dargestellt
ist. Dadurch bewegt sich die Antriebsscheibe 1 zusammen mit der ersten Trägerbuchse
2 einmal in der Stunde um ihre Achse.
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Die Verzahnung 1Sa des Planetenritzels 15 wälzt sich hierbei auf der
Verzahnung des auf dem Lagerstift 1o fest angeordneten Sonnenrades 16 ab und vollzieht
hierbei Z1 +1 Umdrehungen in seiner Ebene. Z2,4 Diese Drehbewegungen des Planetenritzels
15 werden dann entsprechend den gewählten Verzahnungsverhältnissen auf das mit der
zweiten Trägerbuchse 20 verbundene zweite Sonnenrad 17 übertragen, mit dem Effekt,
daß sich letzteres pro voller Umdrehung der Antriebsscheibe 1 um 1/12, und zwar
in derselben Richtung, bewegt. Da sich die Minuten-(8) und Stundenzeiger 22 zusammen
mit ihren Trägerbuchsen 2, 20 bewegen, wird auf die beschriebene Weise das Funktionsspiel
eines normalen Zeigerwerkes nachgebildet. Durch die Verwendung eines Planetenritzels
ergibt sich jedoch hierbei eine wesentlich kompaktere Anordnung, als dies bei der
Verwendung eines normalen Zeigerwerkes möglich wäre.
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Zur manuellen Verstellung der Zeitanzeige der Uhr nach der Erfindung
wird das Stellelement 30 betätigt. Durch die Friktion 1, 2, 4 und 5 ist eine relative
Verdrehung zwischen Antriebsscheibe 1 und erster Trägerbuchse 2 und damit des Minutenzeigers
8 möglich, welche sich über das Planetenritzel 15 entsprechend untersetzt auf die
zweite Trägerbuchse 20 und den Stundenzeiger 22 überträgt. Es ist somit unabhängig
vom Antriebswerk und der von diesem angetriebenen Antriebsscheibe 1 eine manuelle
Verstellung des Minuten- (8) und des Stundenzeigers 22 unmittelbar vor den Zeigernaben19,
23 durchführbar.