DE3535801C1 - Tisch-Standuhr mit Drehpendelattrappe - Google Patents
Tisch-Standuhr mit DrehpendelattrappeInfo
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- G04B45/0038—Figures or parts thereof moved by the clockwork
- G04B45/0053—Figures or parts thereof moved by the clockwork with oscillating motion in hanging or standing clockworks such as imitation of a real pendulum
Description
Die Erfindung betrifft eine Tisch-Standuhr mit einer oder meh
reren rechtwinklig zueinander angeordneten, analogen Zeitanzei
gevorrichtungen sowie mit einer Drehpendelattrappe und einem
Quarzuhrwerk, bei der eine Sekundenwelle in Vertikallage ko
axial zur vertikalen Mittelachse des Sockels und/oder des Stand
gehäuses oder Gestells verläuft und die Drehpendelattrappe
antreibt.
In der jüngsten Vergangenheit ist die Uhrenindustrie nahezu
vollständig dazu übergegangen, Drehpendeluhren oder sogenann
te Jahresuhren mit quarzgesteuerten elektronischen Uhrwerken
auszurüsten, welche die Anzeigevorrichtungen unmittelbar in
Sekundenschritten antreiben und die auch über besondere, meist
mit einer Friktionskupplung versehene Antriebsvorrichtungen
die nach wie vor vorhandenen, in der Regel an einer Bandfeder
aufgehängten Drehpendel impulsweise derart antreiben, daß
sie drehende Schwingungen ausführen. Dabei sind die Quarzuhrwer
ke jeweils so angeordnet, daß die Zeigerwellen eine Horizontal
lage einnehmen, während das Drehpendel um eine vertikale
Achse schwingt. Weil das Pendel keinerlei Regelfunktion mehr
ausübt sondern nur noch als Stilelement dient, spricht man
bei solchen Uhren von Pendelattrappen bzw. Drehpendelattrap
pen.
Es ist auch bereits eine Tisch-Standuhr mit einer Drehpendel
attrappe bekannt (DE-OS 33 27 695), bei der vom Schrittmotor
des quarzgesteuerten Uhrwerks über ein Kurvengetriebe und
eine oder mehrere Pufferfedern die Drehpendelattrappe unmit
telbar in hin- und hergehenden Bewegungen angetrieben wird.
Uhren dieser Art sind auch bereits schon im Handel erhältlich.
Dabei wird von einem Exzenterzapfen, der von einer Gabel um
faßt ist, ein biegeelastischer Hebelarm in hin- und hergehende
Schwenkbewegungen versetzt. Dieser Hebelarm ist mit einem
zweiten ebenfalls biegeelastischen Hebelarm verbunden und mit
diesem gemeinsam um eine parallel zur Zeigerachse verlaufende Achse
schwenkbar gelagert. Am freien Ende des zweiten Hebelarmes
befindet sich ein Zahnsektor, der mit dem Zahnritzel eines
Kronen- oder Kegelrades in Eingriff steht, das seinerseits mit
einem die passende Gegenverzahnung aufweisenden Zahnritzel
in Eingriff steht, welches sich auf der Welle der Drehpendelattrappe
befindet. Um bei möglichst kleiner Exzentrizität des Exzenters
eine den herkömmlichen Pendeluhren entsprechende Schwingungs
amplitude der Drehpendelattrappe zu erhalten, ist zwischen
dem vom Exzenter angetriebenen Schwinghebel und der Welle
der Drehpendelattrappe eine Übersetzung ins Schnelle vorgese
hen, die durch relativ lange Schwinghebelarme bzw. durch
zwei Zahnsektoren mit großen Radien und Zahnritzel mit klei
nen Durchmessern, die mit diesen Zahnsektoren in Eingriff ste
hen, realisiert wird. Zwischen dem Rotor des quarzgesteuerten
Schrittmotors und dem Exzenter jedoch besteht eine Getriebeun
tersetzung ins Langsame, damit die Schwingungsbewegungen
der Schwinghebel bzw. die Umlaufgeschwindigkeit des Exzenters
zumindest annähernd der mehreren Sekunden betragenden Schwin
gungsdauer der Drehpendelattrappe entspricht. Überhaupt ist
dieses Antriebssystem prinzipiell darauf aufgebaut, daß die
Schwingungsbewegungen der Schwinghebel bzw. die Drehgeschwin
digkeit des Exzenters, der die Schwingungsbewegungen der
Schwinghebel erzeugt, möglichst genau auf die Eigenschwingung
der Drehpendelattrappe abgestimmt sind. Dabei ist in diesem
Falle unter Eigenschwingung die Schwingungsdauer zu verstehen,
welche der Pendelkörper der Drehpendelattrappe, wenn er beispiels
weise an einer herkömmlichen Bandfeder aufgehängt wäre, haben
würde.
Durch die relativ langen Schwinghebel beansprucht dieses An
triebssystem relativ viel Raum. Außerdem sind mehrere Zahnrä
der und Zahneingriffe erforderlich sowie eine separate Lagerung
des Drehpendelkörpers, wozu eine besondere Welle benötigt wird,
die an beiden Enden möglichst reibungsarm gelagert sein muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Tisch-Standuhr der eingangs genannten Art mit einer einfache
ren Anordnung und Antriebsvorrichtung der Pendelattrappe zu
versehen, die zudem eine einfachere Lagerung, eine einfachere
Montage, eine geringere Raumbeanspruchung ermöglicht und
mit wenigen Teilen auskommt und die vor allem auch für sol
che Uhren geeignet ist, die mehrere, rechtwinklig zueinander
angeordnete analoge Zeitanzeigevorrichtungen aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die
Drehpendelattrappe koaxial zur Sekundenwelle oberhalb der
Zeigerachsen der Zeitanzeigevorrichtungen angeordnet ist und
von der Sekundenwelle über ein die Drehzahl erhöhendes Überset
zungsgetriebe sowie ein federelastisches Zwischenglied angetrieben
wird.
Abgesehen von den sich unmittelbar aus der Aufgabenstellung
ergebenden Vorteil besteht ein weiterer Vorteil der erfindungs
gemäßen Tisch-Standuhr darin, daß die Pendelattrappe so an
geordnet sein kann, daß ihre Dreh- oder Schwingachse mit
der Mittelachse des Standgehäuses oder -gestells bzw. mit der
Achse der Sekundenwelle zusammenfällt und daß für die Lage
rung der oberhalb der Anzeigevorrichtungen angeordneten Dreh
pendelattrappe keine besondere Welle und auch keine aufwen
digen Lager erforderlich ist. Zudem ist es möglich, die Pen
delattrappe, die aus einem äußerlich beliebig geformten Dreh
körper z. B. aus einer Scheibe mit aufgesetzten geometrischen,
kugelförmigen, kegelförmigen, pyramidenförmigen oder sonstwie
geformten Figuren bestehen kann, kontinuierlich unmittelbar
von der Sekundenwelle in stets gleicher Drehrichtung anzutreiben
und zwar mit einer Geschwindigkeit, die etwa der maximalen
Drehgeschwindigkeit eines herkömmlichen schwingenden Drehpendels
z. B. einer sogenannten Jahresuhr entspricht. Dabei tritt der
überraschende Effekt auf, daß der flüchtige Betrachter der
sich kontinuierlich drehenden Drehpendelattrappe zumindest
nicht sofort merkt, daß diese Drehpendelattrappe keine schwin
genden Bewegungen, sondern eine kontinuierliche Drehbewegung
ausführt. Es ist aber auch möglich, mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eine Pendelattrappe schwingend anzutreiben, wie
nachstehend noch näher erläutert wird. Durch das elastische
Zwischenglied kann, insbesondere dann, wenn die Drehpendelattrap
pe ein sehr kleines Trägheitsmoment aufweist, sichergestellt
werden, daß die Drehpendelattrappe unmittelbar von der Sekun
denwelle aus der Ruhe in Drehung versetzt werden kann, ohne
daß die Sekundenwelle dabei daran gehindert wird, ihre rela
tiv schnellen Schrittbewegungen auszuführen.
Um jedoch auch Drehpendelattrappen mit einem größeren Träg
heitsmoment verwenden zu können, ist es von Vorteil, gemäß
Anspruch 2 eine Friktionskupplung vorzusehen bzw. diese Frik
tionskupplung gemäß Anspruch 3 anzuordnen.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ist sowohl
ohne die erwähnte Friktionskupplung als auch in Kombination
mit dieser von Vorteil, da diese Ausbildung des federelastischen
Gliedes den Vorteil einer relativ flachen Federcharakteristik
über einen relativ großen Drehwinkel gewährleistet und weil
dadurch auch die weitere vorteilhafte Möglichkeit gegeben ist,
die Spiralfeder gemäß Anspruch 5 zugleich als Schleppfeder
auszubilden und dieser dadurch die Funktion der Friktionskupplung
zu übertragen.
Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 sind an sich
bekannt (DE-GM 81 12 066).
Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 hat gegen
über derjenigen des Anspruches 5 den Vorteil der wesentlich
einfacheren Montage, in dem die für die Befestigung des inneren
Endes der Spiralfeder notwendige Nabenhülse entfallen kann
und daß sich das Friktionsmoment zwischen der Friktionsscheibe
und dem Zahnrad nicht mit dem Spannungszustand des als Schrau
benfeder ausgebildeten elastischen Gliedes ändert, wie das
bei der Verwendung einer spiralfederartigen Schleppfeder der
Fall ist.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 er
gibt sich eine besonders einfache Lagerung der Drehpendelattrap
pe und zudem der Vorteil, daß die sich auf der Sekundenwel
le drehende Drehpendelattrappe in der Antriebsrichtung der
Sekundenwelle dreht, so daß ein der Schrittbewegung der Se
kundenwelle entgegenwirkender Drehwiderstand so gut wie nicht
vorhanden ist. Angesichts der relativ kleinen Antriebsdrehmomen
te, die bei solchen Uhren zur Verfügung stehen, ist dieser
Vorteil für die Funktionsweise der gesamten Antriebsvorrichtung
bzw. Drehpendeleinrichtung von nicht unerheblicher Bedeutung.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist
es möglich, die Drehpendelattrappe nach Art eines reversibel
angetriebenen Drehorganes drehpendelähnlich anzutreiben ohne
den Antrieb der Sekundenwelle einem die Ganggenauigkeit be
einträchtigenden Widerstandsmoment auszusetzen.
Hierbei sind die weiteren Ausgestaltungen gemäß der Ansprü
che 9 und 10 nur insofern von Bedeutung, als durch sie, wie
bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung, ebenfalls
eine sehr einfache platzsparende Anordnung und Montage der
einzelnen Getriebeteile sowie der Drehpendelattrappe selbst ermög
licht wird.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird
nicht nur eine ausreichend gute Funktionssicherheit, insbesondere
bezüglich des Selbstanlaufes der Drehpendelattrappe, sondern
eine ausreichend gute Annäherung der Drehbewegung der Drehpendel
attrappe an die Schwingungsbewegungen eines herkömmlichen
echten Drehpendels gewährleistet.
Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Tisch-Standuhr mit vier Anzeigevorrichtungen und
einer oberhalb der Anzeigevorrichtungen konzentrisch
zur Gehäusemittelachse angeordneten Drehpendelattrap
pe;
Fig. 2 eine andere Antriebsvorrichtung für eine in gleicher
Weise angeordnete Drehpendelattrappe im Schnitt;
Fig. 3 eine andere Anordnung und auch eine andere Antriebs
vorrichtung einer Drehpendelattrappe einer ebenfalls
mit vier Anzeigevorrichtungen versehenen Tisch-Stand
uhr;
Fig. 4 die Drehpendelantriebsvorrichtung der Fig. 3 in ver
größerter etwas variierter Schnittdarstellung nach der
Schnittlinie IV-IV aus Fig. 5 und
Fig. 5 einen Schnitt V-V aus Fig. 4.
Die in Fig. 1 dargestellte Tisch-Standuhr weist einen Sockel
1 auf, der aus einem mit einem äußeren Zierprofil 2 versehe
nen Ringkörper 3 besteht, in dessen zylindrischem Hohlraum
4 ein elektrisch betriebenes, handelsübliches Quarzuhrwerk
5 derart angeordnet ist, daß die Achse seiner Gewindehohlna
be 6 mit der Mittelachse des Sockels 1 zusammenfällt. Als tra
gendes Element dient eine kreisrunde Sockelplate 8, die vorzugs
weise aus Metall besteht und konzentrisch auf dem Ringkörper
2 in einer geringen Vertiefung 9 aufliegt. In dieser Lage ge
sichert ist die Sockelplatte 8 mittels einer dünnen Federschei
be 10, die zwischen der Sockelplatte 8 und dem Gehäuse des
Quarzwerkes 5 angeordnet ist und einen nach innen vorsprin
genden Flanschring 11 des Ringkörpers 3 untergreift. Der Ring
körper 3 und die Sockelplatte 8 können statt dessen aber auch
einstückig aus Kunststoff bestehen. Die Gewindehohlnabe 6 des
Quarzuhrwerkes 5 steckt in einer zentralen Bohrung 12 der
Sockelplatte 8, die dabei zugleich für eine Zentrierung zur
Mittelachse 7 sorgt. Von oben ist in die Gewindehohlnabe 6
ein Standrohr 13 eingeschraubt, das an seinem unteren Ende
ein in die Gewindehohlnabe 6 passendes Schraubengewinde 14
aufweist und mittels einer radialen Ringschulter 15 auf dem
Rand der Bohrung 12 planeben aufsitzt. Das Standrohr 13 kann
aus Metall oder aber preisgünstiger aus geeignetem Kunststoff
mit der erforderlichen Formfestigkeit hergestellt sein. Auf dem
im Durchmesser abgesetzten Endabschnitt 16 des Standrohres
13 ist mittels eines zylindrischen Rohrstutzens 17 eine Stirn
platte 18 befestigt, welche eine quadratische Form hat und
mit dem Rohrstutzen 17 als Kunststoff-Spritzgußteil einstückig
verbunden ist. Dabei besteht zwischen dem Rohrstutzen 17 und
dem Endabschnitt 16 des Standrohres 13 eine drehfeste Preßsitz-Ver
bindung. Um das Standrohr 13 herum ist mittels Zierringen
19 und 20 ein beispielsweise messingfarbenes oder außen vergoldetes
Blendrohr 21 konzentrisch zur Mittelachse 7 angeordnet, welches
das Standrohr 13 und auch den Rohrstutzen 17 vollständig um
hüllt, so daß diese Teile von außen unsichtbar sind. Dabei ist
der Zierring 19 am Standrohr 13 und der Zierring 20 am Rohr
stutzen 17 zentriert. Beide Zierringe 19 und 20 sind jeweils
mit zylindrischen Ausnehmungen versehen, deren Durchmesser
auf den Außendurchmesser des Blendrohres 21 abgestimmt ist
und in welche die beiden Enden des Blendrohres 21 wenigstens
teilweise hineinragen.
Auf der Stirnplatte 18, die festsitzend auf dem Standrohr 13
befestigt ist, ist ein würfelförmiges Getriebegehäuse 22 angeord
net, dessen Seitenwände 27 jeweils mittels Rast- oder Schnappver
bindungselementen selbsthaltend an den Kanten der Stirnplat
te 18 derart befestigt sind, daß das Getriebegehäuse 22 bei
der Montage nur auf die Stirnplatte 18 von oben mit einem
gewissen Axialdruck aufgesetzt zu werden braucht. Dieses wür
felförmige Getriebegehäuse 22 besitzt eine zur Mittelachse 7
koaxiale, hohle Lagernabe 23, die an der Innenseite des Getrie
begehäusedeckels 24 angeformt und mit einem Innengewinde
25 versehen ist, welches sich von oben nicht ganz bis zur
halben Gehäusehöhe erstreckt. In einer horizontalen Ebene,
in welcher die rechtwinklig radial zur Mittelachse 7 verlaufen
den Symmetrieachsen 26 der vertikalen Seitenwände 27 des Ge
triebegehäuses 22 liegen, besitzt die Lagernabe 23 vier koaxial
zu den Symmetrieachsen 26 der einzelnen Seitenwände 27 verlau
fende, radiale Lagerbohrungen 28 in denen die inneren Enden
von Minutenzeigerwellen 29 gelagert sind, die ihrerseits in
Stundenzeigerrohren 30 stecken. Diese Stundenzeigerrohre 30
sind jeweils drehbar in Querbohrungen 31 der Seitenwände 27
des Getriebegehäuses 22 gelagert. Sie nehmen jeweils eine ho
rizontale Lage koaxial zu den Symmetrieachsen 26 ein und bil
den jeweils paarweise einen rechten Winkel miteinander, d. h.
sie verlaufen jeweils exakt rechtwinklig zu den Außenflächen
der Seitenwände 27 des würfelförmigen Getriebegehäuses 22.
Innerhalb des Getriebegehäuses 22 zwischen den Seitenwänden
27 und der Lagernabe 23 sind jeweils auf den Minutenzeigerwel
len 29 und den Stundenzeigerrohren 30 Zahnräder 32 und 33
drehfest aufgepreßt. Dabei stehen die Zahnräder 32, die auf
den einzelnen Minutenzeigerwellen 29 befestigt sind, mit einem
gemeinsamen Minutenrad 34 und die auf den einzelnen Stundenzei
gerrohren 30 sitzenden Zahnräder 33 mit einem gemeinsamen
Stundenrad 35 in Eingriff, ohne sich jedoch gegenseitig zu
berühren. Das Minutenrad 34 ist auf dem oberen Endabschnitt
eines Verlängerungsrohres 36 befestigt, das in das untere Ende
der Lagernabe 25 des Getriebegehäuses 22 zentrierend hinein
ragt und das koaxial zur Mittelachse 7 verlaufend und inner
halb des Standrohres 13 angeordnet durch ein Kupplungsstück
37 mit dem Minutenrohr 38 des Quarzuhrwerkes 5 gekuppelt
ist. Das Stundenrad 35, das einen um die doppelte Zahnhöhe
des Minutenrades 34 größeren Durchmesser aufweist als das
Minutenrad 34, sitzt in analoger Weise auf einem Verlängerungs
rohr 39, welches eine zentrale Bohrung 40 der Stirnplatte 18
durchragt und dessen unteres Ende mit dem Stundenrohr 41
des Quarzuhrwerkes 5 gekuppelt ist. Somit treibt das Quarzuhr
werk 5 über die Verlängerungsrohre 36 und 39 und das
Minutenrad 34 sowie das Stundenrad 35 und die mit diesem
in Eingriff stehenden Zahnräder 32 und 33 die horizontalen
Minutenzeigerwellen 29 und Stundenzeigerrohre 30 jeweils syn
chron und gleichsinnig an. Die jeweils gleichlangen Minuten
zeigerwellen 29 und Stundenzeigerrohre 30 sind an ihren äuße
ren, vom Getriebegehäuse 22 relativ weit entfernten Enden je
weils mit einem Minutenzeiger 42 bzw. einem Stundenzeiger 43
versehen, denen jeweils kreisringförmige Zifferblätter 44 hinter
legt sind. Diese Zifferblätter 44 sind jeweils auf Zifferblatt
trägern 45 angeordnet, welche aus kreisförmigen Ringscheiben
bestehen, die unter sich jeweils im Bereich der in Höhe der
Symmetrieachsen 26 liegenden Ebene an den Seitenrändern einstückig
miteinander verbunden sind und die darüber hinaus durch eine
horizontale Deckelplatte 46 einstückig miteinander in Verbindung
stehen. Diese Deckelplatte 46 ist auf der Unterseite des Bodens
46/1 einer topfartigen Vertiefung 46/2 mit einer Hohlnabe 47
versehen, deren untere Stirnfläche auf dem Getriebegehäusedeckel
24 koaxial zur Mittelachse 7 verlaufend aufsitzt. In dieser
Hohlnabe 47 ist zentrierend eine Gewindeflanschhülse 48 angeordnet,
welche an ihrem unteren Ende in das Innengewinde 25 der Lagerna
be des Getriebegehäuses 22 eingeschraubt ist und an ihrem
oberen Ende einen Ringflansch 49 aufweist, der auf der Außenfläche
des Bodens 46/1 aufsitzt. Zugleich ist das obere Ende der Gewinde
flanschhülse 48 durch eine entsprechende Verengung als Radiallager
50 für eine verlängerte Sekundenwelle 51 ausgebildet, welche
durch ein Kupplungsstück 52 mit der Sekundenwelle 53 des Quarz
uhrwerkes 5 verbunden ist und koaxial zur Mittelachse 7 sowohl
das Verlängerungsrohr 36 als auch die Lagernabe 25 des Getriebe
gehäuses 22 und die Gewindeflanschhülse 48 durchragt.
Im Boden 46/1 der topfförmigen Vertiefung 46/2 ist ein Lager
stift 54 parallel zur Mittelachse 7 verlaufend und exzentrisch
dazu angeordnet, auf dem ein Vorgelege 55 eines Übersetzungs
getriebes 56 drehbar gelagert ist, durch welches eine Drehpendel
attrappe in Form eines mit einem Ritzel 57 versehenen und
frei drehbar auf der Sekundenzeigerwelle 51 gelagerten Kreisscheibe
58 mit kugelförmigen Zierkörpern 59 mittels eines Kugel- oder
Steinlagers 60 drehbar gelagert ist.
Unmittelbar oberhalb des Ringflansches 49 ist auf der verlän
gerten Sekundenwelle 51 eine Nabenhülse 61 drehfest aufgepreßt,
auf welcher drehbar ein federhausartig ausgebildetes Zahnrad
62 gelagert ist. In einem zylindrischen Hohlraum dieses Zahnrades
62 befindet sich eine Spiralfeder 63, die als Schleppfeder ausge
bildet ist, in dem ihr inneres Ende an der Nabenhülse 61 be
festigt ist, während ihr äußeres Ende durch die ihr beim Ein
wickeln gegebene Vorspannung an der zylindrischen Innenfläche
anliegt und so mit dem Zahnrad 62 eine Friktionskupplung
bildet. Das Zahnrad 62 steht mit dem Ritzel 64 des Vorgeleges
55 in Eingriff, während das Zahnrad 65 des Vorgeleges 55 mit
dem Ritzel 57 in Eingriff steht. Durch dieses Übersetzungsge
triebe 56 besteht zwischen der Sekundenwelle 51 und der Kreis
scheibe 58 ein Drehzahl-Übersetzungsverhältnis von etwa 1 :
20. Dieses Drehzahlübersetzungsverhältnis kann in weiten Grenzen
variieren, je nachdem, welches Trägheitsmoment die aus der
Kreisscheibe 58 und den Zierkörpern 59 bestehende Drehpendel
attrappe aufweist. Wenn das Trägheitsmoment der auf diese
Weise anzutreibenden Drehpendelattrappe sehr klein ist, kann
eine höhere Übersetzung ins Schnelle gewählt werden bzw. besteht
die Möglichkeit, auf die Friktionskupplung zu verzichten und
das äußere Ende der Spiralfeder 63 fest mit dem Zahnrad 62
zu verbinden, so daß die Spiralfeder lediglich eine Pufferfunk
tion bzw. Glättungsfunktion für die Antriebsimpulse der sich
schrittweise drehenden Sekundenwelle 51 ausübt.
Wenn, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Spiralfeder
63 als Schleppfeder ausgebildet ist, muß sie so bemessen sein,
daß das von ihr auf das Zahnrad 62 übertragbare maximale
Reibungsmoment bzw. kraftschlüssiges Drehmoment nicht größer
ist als das Antriebsdrehmoment, daß die verlängerte Sekunden
welle 51 vom Quarzuhrwerk 5 erhält. Unter dieser Bedingung
ist sichergestellt, daß die Sekundenwelle 53 bzw. die verlängerte
Sekundenwelle 51 und mit ihr auch die Glieder der Zeitanzeige
nicht stehen bleiben, wenn die Drehpendelattrappe aufgrund
irgendwelcher Umstände an ihrer Drehung gehindert wird bzw.
aus der Ruhelage in Drehung versetzt werden muß. Da die zur
Verfügung stehenden Antriebsdrehmomente bei den handelsübli
chen Quarzuhrwerken der hier interessierenden Art etwa zwischen
0,2 × 10 -3 Ncm bis etwa 5 × 10 -3 Ncm liegen, ist es, wenn
man eine relativ kurzzeitige Beschleunigung der Drehpendelattrap
pe auf ihre maximale Drehgeschwindigkeit erreichen will, er
forderlich, das Trägheitsmoment der Drehpendelattrappe mög
lichst klein zu halten, was bedeutet, daß die Drehpendelattrap
pe aus einem möglichst leichten Stoff mit möglichst geringer
Gesamtmasse und kleinem Radius hergestellt ist.
Bei der anhand der Fig. 1 vorstehend beschriebenen Ausführungs
form besteht die Möglichkeit, die gesamte Antriebseinrichtung
einschließlich der verlängerten Sekundenwelle 51 in folgender
Weise zu montieren:
Nach dem Aufsetzen des Getriebekastens 22 auf die Stirnplatte
18 mit den bereits vormontierten Zahnrädern 32 und 33 und
den Minutenzeigerwellen 29 sowie den Stundenzeigerrohren 30
wird die bereits mit der Nabenhülse 61 versehene verlängerte
Sekundenwelle 51 von oben durch das Radiallager 50 der Ge
windeflanschhülse 23 geschoben und durch eine Steckkupplung
mit der Sekundenwelle 53 des Quarzuhrwerkes 5 gekuppelt. Da
nach wird das Zahnrad 62 von oben über die mit ihrem inne
ren Ende bereits an der Nabenhülse 61 befestigte Spiralfeder
63 geschoben, so daß sie lose auf der oberen Ringschulter der
im Durchmesser abgesetzten Nabenhülse aufliegt. Danach wird
das Vorgelege 55 auf den Lagerstift 54 aufgesteckt und sein
Ritzel 64 gleichzeitig mit dem Zahnrad 62 in Eingriff gebracht.
Dann kann die Kreisscheibe 58 mit den Zierkörpern 59 und
seinem Kugel- oder Steinlager 60 auf das obere Ende der ver
längerten Sekundenwelle 51 aufgesetzt werden, so daß ihr Ritzel
57 mit dem Zahnrad 65 des Vorgeleges 55 in Eingriff gelangt.
Wenn dann das Quarzuhrwerk 5 anläuft und die verlängerte
Sekundenwelle 51 ihre schrittweisen Drehbewegungen ausführt,
wird zunächst die Spiralfeder 63 um ein gewisses Maß gespannt.
Zugleich über das Reibungsmoment das Zahnrad 62 allmählich
in Drehung versetzt, daß dann zugleich über das Vorgelege
55 die Drehpendelattrappe, bestehend aus der Kreisscheibe 58
und den Zierkörpern 59 ebenfalls drehend angetrieben, wobei
die Drehpendelattrappe erst allmählich auf ihre volle Drehge
schwindigkeit kommt.
In Fig. 2 ist eine andere Antriebsvorrichtung für ein anderes
Ausführungsbeispiel einer Drehpendelattrappe im Schnitt dar
gestellt. Sie unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 im
wesentlichen dadurch, daß auf einer an Stelle der Nabenhülse
61 auf die verlängerte Sekundenwelle 51 eine Flanschnabe 66
drehfest aufgepreßt ist, auf welcher lose eine Friktionsscheibe
67 aufliegt, die frei drehbar auf der verlängerten Sekunden
welle 51 konzentrisch angeordnet ist. Diese Friktionsscheibe
67 besitzt einen nach unten ragenden, exzentrisch angeordneten
Stift 68, an dem das eine Ende einer mit radialem Spiel um
die Flanschnabe 66 herum angeordnete Schraubenfeder 69 eingehängt
ist, deren anderes Ende mittels eines Stiftes 70 am Flansch
der Flanschnabe 66 befestigt ist. Hier dient die Schraubenfeder
69 als Kraftspeicher. Auf der Friktionsscheibe 67 liegt mit ihrem
Eigengewicht ein scheibenförmiges Zahnrad 71 auf, das ebenso
wie die Friktionsscheibe 67 frei drehbar auf der Sekundenwelle
51 angeordnet ist. Dieses Zahnrad 71 bildet mit der Friktionsschei
be 67, die einen erhöhten Kontaktrand aufweist, eine Friktions
kupplung deren Friktionsmoment genügend groß ist, um die
aus Kunststoff bestehenden drei Radialarme 72 mit ihren drei
Hohlkugeln 73 bestehende Drehpendelattrappe 74 anzutreiben.
Diese Drehpendelattrappe 74 ist mit einer Lagerhülse 75 versehen,
an welcher ein Zahnritzel 76 angespritzt ist. Dieses Zahnritzel
76 steht mit dem Zahnrad 65 des auch hier wieder vorhandenen
Vorgeleges 55 in Eingriff, in dessen Ritzel 64 das Zahnrad
71 eingreift. Auch hier ist die Drehpendelattrappe 74 mit Hilfe
der Lagerhülse 75 und eines aus einer Kugel- oder aus einem
Steinlager bestehenden Axiallagers 77 auf dem im Durchmesser
verjüngten Ende 78 der Sekundenwelle 51 reibungsarm drehbar
gelagert. Die Montage der einzelnen Teile gestaltet sich bei
dieser Ausführungsform insofern einfach, als die Schraubenfeder
69, die Friktionsscheibe 67 und das Zahnrad 71 jeweils lediglich
lose auf die Flanschnabe 66 bzw. die Sekundenwelle 51 aufgesteckt
zu werden brauchen und der Arbeitsgang der Befestigung der
Spiralfeder 63 an der Nabenhülse 61 sowie das Eindrehen der
Spiralfeder 63 in den zylindrischen Hohlraum des Zahnrades
62 entfällt.
Mit Ausnahme der Sekundenwelle 51 und der Schraubenfeder
69 können, wie auch bei dem anhand der Fig. 1 beschriebenen
Ausführungsbeispiel, alle Getriebeteile aus Kunststoff bestehen.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem eine Drehpendelattrappe 80, welche eine beliebige äußere
Gestalt haben kann und ebenfalls wie die vorbeschriebenen Drehpen
delattrappen 58/59 und 74 oberhalb der vierfach vorhandenen
Anzeigevorrichtungen mit den Zeigern 42 und 43 auf einer vertika
len, koaxial zur Sekundenwelle 51 verlaufenden Lagerwelle
84 angeordnet ist, die aber im Gegensatz zu den vorbeschriebenen
Drehpendelattrappen 58/59 und 74 nicht kontinuierlich in einer
Drehrichtung, sondern wie die Drehpendel herkömmlicher Drehpen
deluhren, schwingend, d. h. hin- und hergehend angetrieben
wird. Die Drehpendelattrappe 80 besteht aus einer dünnen,
kreisförmigen Scheibe 81, auf deren Oberseite einige gleichmäßig
verteilt angeordnete, kugelförmige Zierkörper 82 angebracht
sind und die in ihrem Zentrum auf der Oberseite einen elipsoid-för
migen Zapfen 83 aufweist, in welchem koaxial die dünne Lagerwelle
84 befestigt ist. Angeordnet ist die Drehpendelattrappe 80 in
einer zylindrischen Vertiefung 85 des Deckels 86 eines im Grundriß
quadratischen, aus klarsichtigem Kunststoff bestehenden Gehäuses
87. An der Unterseite des Deckels 86 ist in dessen Zentrum
eine Hohlnabe 88 angeformt, die im Durchmesser passend auf
ein Lagerrohr 89 eines hohlzylindrischen Ringgehäuses 90 zentrie
rend aufgesetzt ist. Dieses Ringgehäuse 90 hat einen zylindrischen
Hohlraum 91, der nach unten hin offen ist und nach oben von
einem Ringboden 92 begrenzt wird, an welchem das Lagerrohr
89 einstückig konzentrisch angeformt ist. Die untere Stirnkante
93 der Hohlnabe 88 sitzt auf der Oberseite des Ringbodens 92
auf. In einer zylindrischen Vertiefung 94 des Deckels 86 ist
eine Befestigungsmutter 95 auf ein am oberen Ende des Lagerrohres
89 angebrachtes Gewinde aufgeschraubt, durch welche die Hohlnabe
88 des Gehäuses 87 und das Ringgehäuse 90 zusammengehalten
werden. Das Ringgehäuse 90 seinerseits ist durch Rastmittel
oder Schnappverbindungselemente konzentrisch zur Mittelachse
7 und somit auch konzentrisch zur Sekundenwelle 51 am
flanschartigen Rand 96 einer hohlzylindrischen Lagerscheibe
97 befestigt, die in ihrer Mitte mit einem Steinlager 98 versehen
ist, auf welchem die Welle 84 lose aufsitzt und somit leicht
drehbar gelagert ist. Außerdem ist die Welle 84 in zwei Radial
lagern 99, die ebenfalls aus Steinlagern bestehen können, im
Lagerrohr 89 zentrisch gelagert. An ihrem unteren Ende besitzt
die Welle 84 ein Zahnritzel 100, das drehfest mit ihr verbunden
ist und in welches die Stirnverzahnung 101 eines Zahnsektors
102 eingreift, der oberhalb der Lagerscheibe 97 angeordnet
und drehbar auf einem ortsfesten Lagerstift 103 mittels einer
Nabe 104 gelagert ist und der über der Stirnverzahnung 101
eine zweite Stirnverzahnung 105 mit einem um etwa ein Drittel
kleineren Radius besitzt. In diese Stirnverzahnung 105 mit
dem kleineren Radius greift eine Stirnverzahnung 106 eines
an einem Schwinghebel 107 einstückig angeformten Zahnsektors
108 ein, der schwenkbar auf einem Lagerstift 109 gelagert ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, liegen sich die beiden Lagerstifte
103 und 109 in bezug auf die Mittelachse 7 bzw. die Welle
84 diametral gegenüber. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die
Lagerstifte 103 und 109 im Ringboden 92 des Ringgehäuses 90
achsparallel zur Mittelachse 7 bzw. zur Welle 84 befestigt sind.
Auch der Schwinghebel 107 ist mit einer Lagernabe 110 versehen,
die den Lagerstift 109 aufnimmt. An einem etwa parallel zum
Schwinghebel 107 verlaufenden Hebelarm 111, der durch einen
federelastischen im Querschnitt verjüngten Gelenkabschnitt 112
unmittelbar einstückig mit der Lagernabe 110 bzw. mit dem
Schwinghebel 107 verbunden ist, ist ein achsparallel zur Welle
84 verlaufender und eine Schlitzöffnung 113 der Lagerscheibe
97 durchragender Taststift 114 befestigt, der in eine sinusähnlich
verlaufende in sich geschlossene stirnseitige Ringnut 115 einer
Kulissenscheibe 116 eingreift. Die Kulissenscheibe 116 ist drehfest
auf der Sekundenwelle 51 mittels einer Lagernabe 117 angeordnet.
Die verlängerte Sekundenwelle 51 ist mittels eines Lagerzapfens
51′ in einer Lagernabe 97′ der Lagerscheibe 97 zentriert gelagert.
Wenn sich die verlängerte Sekundenwelle 51 mit der Kulissenscheibe
116 in der üblichen Weise dreht, folgt der Taststift dem sinusarti
gen Verlauf der Ringnut 115 und führt dabei hin- und hergehen
de Schwingbewegungen aus, die über den federelastischen Gelenk
abschnitt 112 auf den Schwinghebel 107 und von diesem über
den Zahnsektor 102 auf das Zahnritzel 100 übertragen werden,
so daß dies abwechselnd in beiden Drehrichtungen angetrieben
wird. Es ist aus Fig. 5 erkennbar, daß durch die gewählten
Hebelverhältnisse und Zahneingriffe zwischen der Kulissenscheibe
116 und dem Zahnritzel 100 eine Übersetzung ins Schnelle im
Verhältnis von etwa 1 : 16 besteht, was bedeutet, daß die
Drehpendelattrappe 80 einen wenigstens 16mal größeren Winkelaus
schlag ausführt als der Hebelarm 111, wobei diesem Winkelausschlag
bzw. dieser Schwingungsamplitude der Drehpendelattrappe 80
ein gewisser Überhub zugerechnet werden muß, der durch das
Trägheitsmoment verursacht und durch den federelastischen
Abschnitt 112 ermöglicht wird.
Durch den elastischen Gelenkabschnitt 112 im Übertragungsmecha
nismus, der die rotierende Bewegung der Sekundenwelle 51 und
der Kulissenscheibe 116 in eine oszillierende Schwenkbewegung
des Schwenkhebels 107 bzw. des Zahnritzels 110 umwandelt,
entsteht ein in der Geschwindigkeit sinusförmiger Drehbewegungs
ablauf der Drehpendelattrappe 80, der jedoch nicht synchron
verläuft mit den Schwingbewegungen des Hebelarmes 111, sondern
dazu zeitverzögert bzw. mit einer zeitlichen Phasenverschiebung
behaftet ist.
Auch bei dieser Art der Bewegungsübertragung bzw. des Antriebs
der Drehpendelattrappe ist es erforderlich, sicherzustellen,
daß die Sekundenwelle 51 auch dann nicht an der Ausführung
ihrer drehenden Schrittbewegungen gehindert wird, wenn die
Pendelattrappe aus irgendwelchen Gründen längere Zeit stillsteht
bzw. jeweils sich in der Umkehrphase ihrer Schwingbewegungen
befindet. Aus diesem Grunde ist die Elastizität des Gelenkabschnit
tes 112 so ausgelegt, daß die Sekundenwelle 51 die Kulissenschei
be 116 auch dann in Drehung halten kann, wenn der Schwing
hebel 107 stillsteht und nur der Hebelarm 111 der sinusartigen
Ringnut 115 folgend seine Schwingbewegungen ausführt.
Es ist noch nachzutragen, daß die Lagerscheibe 97 auf der
Oberseite des bei diesem Ausführungsbeispiel etwas größer
gewählten Getriebegehäuses 22 befestigt ist und daß die klar
sichtigen Seitenwände 118 des Gehäuses 187 mit innen oder außen
aufgesetzten, ringförmig angeordneten Stundenziffern 119 oder
mit einer Ring-Zeitskala sonstiger Art versehen sind.
Gerade bei dieser Ausführungsform der Erfindung, bei der eine
oszillierende, d. h. hin- und herschwingende Bewegung der Dreh
pendelattrappe 80 vorgesehen ist, ist es von Vorteil, wenn die
Drehpendelattrappe ein möglichst geringes Trägheitsmoment auf
weist, damit sie ihre Schwingbewegungen im vorgesehenen Ryth
mus von beispielsweise sechs Schwingungen pro Umdrehung der
Kulissenscheibe 116 folgen kann.
Claims (11)
1. Tisch-Standuhr mit einer oder mehreren rechtwinklig zuein
ander angeordneten, analogen Zeitanzeigevorrichtungen,
sowie mit einer Drehpendelattrappe und einem Quarzuhrwerk,
bei der eine Sekundenwelle in Vertikallage koaxial zur
vertikalen Mittelachse des Sockels und/oder des Standge
häuses oder Gestells verläuft und die Drehpendelattrappe
antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpendelattrap
pe (58/59, 74, 80) koaxial zur Sekundenwelle (51) oberhalb
der Zeigerachsen (26) der Zeitanzeigevorrichtungen (42,
43, 44) angeordnet ist und von der Sekundenwelle (51)
über ein die Drehzahl erhöhendes Übersetzungsgetriebe (56
bzw. 71, 64, 65, 76 bzw. 106, 105, 101, 100) sowie ein
federelastisches Zwischenglied (63, 69, 112) angetrieben
wird.
2. Tisch-Standuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Drehpendelattrappe (58/59, 74) und der
Sekundenwelle (51) eine Friktionskupplung angeordnet ist,
deren kraftübertragendes Reibungsmoment kleiner ist als
das Antriebsdrehmoment der Sekundenwelle (51).
3. Tisch-Standuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Friktionskupplung zwischen dem federelastischen
Glied (63, 69) und dem ersten Getriebeglied (62, 71) des
Übersetzungsgetriebes angeordnet ist.
4. Tisch-Standuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das federelastische Glied aus einer mehrere Windungen
aufweisenden und koaxial zur Sekundenwelle (51) angeordne
ten Spiral- oder Schraubenfeder (63, 69) besteht, deren
eines Ende mit einer drehfest auf der Sekundenwelle (51)
angeordneten Nabenhülse (61) bzw. Flanschnabe (66) be
festigt ist.
5. Tisch-Standuhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung des federelastischen Gliedes als Spiralfeder (63) diese
in einem federhausartig ausgebil
deten, drehbar auf der Sekundenwelle (51) gelagerten Zahn
rad (62) schleppfederartig untergebracht ist.
6. Tisch-Standuhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung des federelastischen Gliedes als Schraubenfeder (69)
deren zweites Ende mit einer
drehbar auf der Sekundenwelle gelagerten Friktionsscheibe
(67) verbunden ist, auf welcher mit geringer Axialkraft
ein ebenfalls drehbar auf der Sekundenwelle (51) gelagertes
Zahnrad (71) des Übersetzungsgetriebes aufliegt.
7. Tisch-Standuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehpendelattrappe (58/59, 74)
leicht drehbar unmittelbar auf dem oberen Ende der Sekun
denwelle (51) gelagert ist.
8. Tisch-Standuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übersetzungsgetriebe aus zwei miteinander in Ein
griff stehenden Zahnsektoren (102, 108) und einem auf
einer Welle (84) der Drehpendelattrappe (80) sitzenden
oder an der Drehpendelattrappe selbst angebrachten Zahn
ritzel (100) besteht, wobei der eine Zahnsektor (108) durch
ein an einem federelastischen Hebelarm (111) befestigtes
Tastorgan (114) mit einer Kurvenbahn (115) einer auf der
Sekundenwelle befestigten Kulissenscheibe (116) in Eingriff
steht, welche bei ihrer Drehung den Hebelarm (111) in
schwingende Bewegungen versetzt.
9. Tisch-Standuhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tastorgan aus einem Taststift (114) besteht, der
in eine sinusartig verlaufende, in sich geschlossene Ring
nut (115) in der Stirnfläche der Kulissenscheibe (116) eingreift.
10. Tisch-Standuhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Zahnsektoren (102, 108) auf Lagerstiften
(103, 109) gelagert sind, die sich in bezug auf die Pendel
achse bzw. die Mittelachse (7) diametral gegenüberliegen
und achsparallel zur Mittelachse (7) bzw. Pendelachse verlaufen
und daß der mit dem Zahnritzel (100) der Drehpendelattrappe
in Eingriff stehende Zahnsektor (102) zwei zueinander konzentri
sche Stirnverzahnungen (101, 105) mit unterschiedlichen
Teilkreisradien aufweist, wobei die Verzahnung (105) mit
dem kleineren Teilkreisradius in Eingriff steht mit dem
Zahnsektor (108), der mit dem Tastorgan (114) verbunden
ist.
11. Tisch-Standuhr nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen
der Sekundenwelle (51) und der Drehpendelattrappe (58/59,
74, 80) so gewählt ist, daß die maximale Dreh- bzw. Schwin
gungsgeschwindigkeit der Drehpendelattrappe wenigstens
5mal größer ist als die Drehgeschwindigkeit, der sich in
einer Minute einmal drehenden Sekundenwelle (51).
Priority Applications (2)
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DE3535801A DE3535801C1 (de) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Tisch-Standuhr mit Drehpendelattrappe |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |