DE69106043T2 - Getriebemechanismus, insbesondere für eine Uhr. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getriebemechanismus, insbesondere für ein Zeitmeßgerät.
• Die herzförmigen Nocken werden sehr häufig in der Uhrentechnik verwendet, insbesondere in Chronographen und sie werden deshalb als "Chronographenherz" bezeichnet. Das Herz ist auf dem Rad eines Chronographenzählers befestigt und ermöglicht die Rücksetzung auf null des Zeigers dieses Zählers nach dem Inbetriebsetzen und Anhalten des Chronographen.
• Zwei Beispiele einer solchen Konstruktion können in den Patenten CH-571 741 bzw. CH-223 717 gefunden werden. In dem ersten Patent ist das Herz des Sekundenzählers auf einer Achse montiert, die das Chronographenrad trägt wie auch einen Antriebsfinger (Fig. 4b, Bezugszeichen 11), welche Elemente übereinander angeordnet sind. In dem bekannten Patent wird die Position der Nullrücksetzung sichergestellt durch eine Kerbe, vorgesehen in der Basis des Herzens und in die der Hammer der Nullrücksetzung greift.
• Die Fig. 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen illustrieren weitere herzförmige Nockenkonstruktionen nach dem Stand der Technik wie auch deren Funktion.
• Demgemäß kann man in Fig. 1 erkennen, daß das Profil des Herzens 1 eine Spitze 2 aufweist und gegenüber zwei abgerundete Seitenflächen 3 und 4, die als Schultern bezeichnet werden. Dieses Herz weist im wesentlichen zwischen den beiden Schultern 3 und 4 einen Durchbruch 5 auf, dessen Achse senkrecht zur Hauptebene des Nockens steht und die Befestigung dieses Herzens auf der Achse 6 des Rades 7 eines Zählers ermöglicht, beispielsweise des Sekundenzählers oder des Minutenzählers eines Chronographen. Wie man in Fig. 2 erkennen kann, können die Schultern 3 und 4 auch etwas angespitzt sein.
• Die Fig. 3a bis 3d zeigen in Draufsicht die herkömmlichen aufeinanderfolgenden Schritte der Rücksetzung auf null eines Chronographenzählers mit Hilfe eines solchen herzförmigen Nockens. Dieses Rücksetzen auf null wird bewirkt mittels eines Hammers 8, der an einem seiner Enden eine Abschrägung 9 aufweist und mit seinem anderen Ende um eine feste Achse 10 drehen kann. Der schematisch dargestellte Zeiger des Zählers ist auf der Achse 6 des Rades 7 befestigt und trägt das Bezugszeichen 11.
• Wenn der Chronograph arbeitet, ist der Hammer 8 von dem Rad 7 entfernt, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist, und dieses Rad kann demgemäß in Richtung des Zeigers einer Uhr drehen und den Zeiger 11 antreiben. Beim Anhalten des Chronographen, realisiert durch Elemente, die hier nicht beschrieben werden, von denen man jedoch eine beispielshafte Beschreibung in dem ersten vorgenannten Patent finden kann, wird das Rad 7 stillgesetzt und der Zeiger 11 zeigt die verstrichene Zeit seit der Inbetriebnahme des Chronographen an, unter der Annahme, daß das Rad 7 der einzige Chronographenzähler sei. Es ist festzuhalten, daß im allgemeinen die Chronographen mit drei Zählern (Stunden, Minuten und Sekunden) versehen sind, die sämtlich mit einem ähnlichen Herz wie das vorstehend beschriebene ausgestattet sind.
• Mittels eines in Fig. 3a nicht dargestellten Mechanismus läßt man den Hammer 8 in Richtung des Pfeils F schwenken, bis seine Abschrägung 9 in Kontakt mit der Peripherie des Herzens 1 gelangt. Man befindet sich demgemäß in der in Fig. 3b dargestellten Position. Da der Hammer mit einer Drucktaste für die Nullrücksetzung gekuppelt ist, kann man auf ihn eine Kraft ausüben, die auf das Herz 1 übertragen wird und, da dieses letztere exzentrisch bezüglich der Achse 6 steht, dreht es leicht (Fig. 3c), bis die Abschrägung 9 in Kontakt mit den beiden Schultern 3 und 4 gelangt (siehe Fig. 3d). In dieser Position ist der Zeiger 11 in seine Ausgangs- oder Referenzposition zurückgeführt.
• In diesem Fall hat das Herz 1 demgemäß ausschließlich die Funktion, das Rad 7 des Zählers auf null rückzusetzen. Wie oben bereits erwähnt, ist es jedoch häufig erforderlich, ausgehend von diesem Rad 7 des Zählers, bei dem es sich beispielsweise um einen Sekundenzähler handelt, ein weiteres Rad anzutreiben, beispielsweise das eines Minutenzählers.
• Die Fig. 4 illustriert die Techniken nach dem Stand der Technik, die es ermöglichen, dieses zweite Rad des Zählers anzutreiben. Zu diesem Zweck verfügt man beispielsweise oberhalb des Herzens 1 über einen Antriebsfinger 12, der über das Profil des Nockens derart hinausragt, daß er in ein Zwischenrad 13 eingreifen kann, das seinerseits mit einem zweiten Zählerrad 14 kämmt, welches seinerseits mit einem Herz 15 versehen ist. Dieser Antriebsfinger erfüllt eine Funktion analog, wenn auch unterschiedlich jener, die in der Beschreibung der Erfindung CH-197 349 erläutert ist. ln diesem letztgenannten Dokument ist keinerlei Nullrücksetzfunktion eines Triebs vorgesehen. Bei dem Betrieb des Chronographen ist der Hammer 8 nicht in Kontakt mit dem Herz 1 und das Rad 7 kann demgemäß umlaufen unter gleichzeitigem Antrieb der Räder 13 und 14 über seinen Antriebsfinger 12. Wenn demgemäß das Rad 7 einen vollständigen Umlauf gemacht hat, ermöglicht der Antriebsfinger 12, die Räder 13 und 14 um eine Teile zu verdrehen.
• Bei der Nullrücksetzung des Chronographen wird das Rad 13 axial aus der Ebene des Antriebsfingers 12 verlagert (obere Funktion, die strichpunktiert dargestellt ist). Der Hammer 8 kann demgemäß das Rad 7 des Sekundenzählers auf null rücksetzen, wie dies vorstehend erläutert wurde.
• Bei dieser Anordnung nach dem Stand der Technik, wie in der des ersten vorgenannten Patents, ist der Antriebsfinger 12 außerhalb der Ebene des Herzens plaziert, um mit dem Rad 13 in Eingriff zu gelangen und nicht die Aktion des Hammers 8 zu beeinträchtigen. Wenn dieser Antriebsfinger 12 nämlich direkt auf der Oberseite des Rads 7 des Zählers angeordnet wäre, in derselben Ebene wie das Herz 1, bestünde die Gefahr, daß er sich in bestimmten Fällen in der Bahn des Hammers 8 bei der Rücksetzung auf null befindet, was das letztere verunmöglicht.
• Eine solche Anordnung vergrößert jedoch die Höhe der Baugruppe, gebildet von dem Herzen 1, dem Rad 7 des Zählers und dem Antriebsfinger 12. Es wäre also interessant, unter Beibehaltung der Nullrücksetzfunktionen einerseits und des Antriebs anderer Zähler andererseits, die Höhe herabzusetzen, die von den diese Funktion erfüllenden Elementen eingenommen wird.
• Die vorstehende Analyse des Standes der Technik bezieht sich auf Eingriffsmechanismen, verwendet in Zeitmeßgeräten wie Chronographen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diesen Typ der Anwendungen. Im Gegenteil kann sie mit Vorteil in anderen Anwendungsfällen angewandt werden, immer dann, wenn es sich darum handelt, einen Satz von umlaufenden Trieben in eine Ausgangsposition zurückzuführen. Sie könnte demgemäß beispielsweise in anderen Zählmechanismen angewandt werden.
• Infolgedessen betrifft die Erfindung einen Getriebemechanismus, umfaßend:
• - einen ersten Trieb, der um eine erste Drehachse umlaufen kann,
• - einen zweiten Trieb, der um eine zweite Drehachse umlaufen kann,
• - einen Nocken, der drehfest mit dem ersten Trieb verbunden ist, welcher Nocken im wesentlichen eben ist und ein Profil besitzt, das im wesentlichen die allgemeine Form eines Herzens aufweist, und
• - Mittel, um den ersten Trieb in eine Ausgangsposition im Zusammenwirken mit dem Nocken zurückzuführen, welcher Getriebemechanismus dadurch gekennzeichnet ist, daß der Nocken ein besonderes Profil aufweist in Richtung der ersten Drehachse, welches es ermöglicht, den ersten Trieb in die Ausgangsposition zurückzubringen und gleichermaßen den zweiten Trieb zur Drehung anzutreiben, um diesen mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis relativ zur Drehung des ersten Triebs umlaufen zu lassen.
• Dank dieser Merkmale der Erfindung und durch seine besondere Form erfüllt das Herz selbst zwei Funktionen, nämlich die Funktion der herkömmlichen Rücksetzung auf null und außerdem die Funktion des Antriebs anderer Triebe des Getriebes. Auf diese Weise vereinfacht man den Aufbau des Mechanismus unter Verringerung der Anzahl der erforderlichen Teile zum Erzielen derselben Funktionen und man gewinnt darüberhinaus Platz in Richtung der Höhe angesichts der Tatsache, daß kein Antriebsfinger außerhalb der Ebene des Nockens befindlich mehr erforderlich ist. Diese letztere Eigenschaft, erzielt durch die Erfindung, ist besonders vorteilhaft bei ihrer Anwendung eines Chronographenmechanismus, bei dem man immer versucht, so weit wie möglich die Höhe zu verringern.
• Die Erfindung läßt sich besser verstehen nach Lesung der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die nur als nicht beschränkend zu verstehenes Beispiel wiedergegeben wird und vervollständigt wird durch die beigefügten Zeichnungen, in denen
• - die Fig. 1 und 2 Schemata sind, welche die Konturen von herzförmigen Nocken nach dem Stand der Technik in zwei Ausführungsformen illustrieren,
• - die Fig. 3a bis 3d Schemata sind zur Illustration der aufeinanderfolgenden herkömmlichen Schritte des Rücksetzens auf null eines Zählerrads dank eines herzförmigen Nockens,
• - die Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Getriebemechanismus ist, vorgesehen in einem Chronographen nach dem Stand der Technik,
• - die Fig. 5 eine Draufsicht auf den Nocken gemäß der Erfindung im Eingriff mit einem weiteren Rad des Getriebemechanismus ist,
• - die Fig. 6 ein vergleichendes Schema ist zur Illustration der Konturen eines Nockens nach dem Stand der Technik und eines Nockens gemäß der Erfindung,
• - die Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teils eines Getriebemechanismus und des Nockens gemäß der Erfindung nach Linie VII-VII der Fig. 5 ist,
• - die Fig. 8 und 9 Schemata sind zur Illustration der verschiedenen Wirkmöglichkeiten des Hammers auf den Nocken gemäß der Erfindung und
• - die Fig. 10 eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der Spitze des Nockens in Herzform ist.
• Die Fig. 7 zeigt einen Getriebemechanismus gemäß der Erfindung, angewandt auf einen Chronographenmechanismus. In diesem Falle ist der Getriebemechanismus zwischen einer Platine 20 und einer Brücke 22 montiert. Der Mechanismus umfaßt einen ersten Trieb 24, gebildet in diesem Fall von dem Sekundenzähler und umfaßt eine Achse 26, die drehbeweglich in einem Rohr 28, befestigt an der Brücke 22, montiert ist. Auf der Achse 26 ist ein Zahnrad 30 montiert, auf das man eine Antriebskraft einwirken lassen kann, herrührend von einem Uhrwerk, das nicht dargestellt ist derart, daß der erste Trieb 24 angetrieben wird. Auf diese Weise bringt man diesen letzteren aus einer Ausgangsposition in eine Endposition. Ein Nocken 32 in Herzform ist drehfest mit dem Rad 30 verbunden. Der Mechanismus umfaßt ferner einen zweiten Trieb 34, der, wie nachstehend erläutert, mit dem ersten Trieb 24 mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis gekoppelt ist. Der Getriebemechanismus umfaßt ferner Mittel 36, die mit diesem Nocken 32 zusammenwirken, um den ersten Trieb 24 in seine Ausgangsposition zurückzustellen. In diesem bestimmten Fall umfaßen diese Mittel 36 einen Hammer, der an die Platine 20 an einer in Fig. 7 nicht sichtbaren Stelle angelenkt ist.
• Die Fig. 6 zeigt den Vergleich zwischen dem Profil eines herkömmlichen Herzens 1, das symmetrisch ist, dargestellt in strichpunktierten Linien und das Profil des Herzens 32, das gemäß der Erfindung asymmetrisch ist. Das Herz 32 weist eine Spitze 38 und zwei Schultern 40 und 42 auf. Da das Herz 32 gemäß der Erfindung asymmetrisch ist, besitzt es eine linke Hälfte 44G und eine rechte Hälfte 44D mit einer Krümmung, die unterschiedlich ist gegenüber jener der linken Hälfte 44G. Man erkennt außerdem, daß die Spitze 38 abweicht von der des herkömmlichen Herzens 1, weil sie eine geradlinige Kante 46 auf der linken und einen konkaven Rand 48 auf der rechten Seite besitzt.
• Es ist festzuhalten, daß die Bezeichnungen rechts und links unter Bezugnahme auf Fig. 6 verwendet werden, in der sich der Nocken 32 in Uhrzeigerrichtung dreht unter der Wirkung der vorerwähnten Antriebskraft. Infolgedessen befindet sich der konkave Rand 48 bei der Drehbewegung des ersten Triebs 24 vorne und der gerade Rand 46 befindet sich hinten.
• Wie in Fig. 5 dargestellt, greift die Spitze 38 des Herzens 32 in die Verzahnung des zweiten Triebs 32 ein, bei dem es sich hier um ein Zwischenrad handelt. Mit anderen Worten bildet diese Spitze 38 einen Teil des Profils des Nockens 32 und dient als Eingriffsmittel für die Fortschaltung des zweiten Triebes 34.
• Die Fig. 7 zeigt, daß dieser zweite Trieb sich axial verlagern kann, um aus der Ebene des Nockens 32 heraus zu gelangen, unter der Wirkung einer Blattfeder 50, die ihn anheben kann, während der Hammer 36 auf den Nocken 32 einwirkt. In dieser Ausführungsform kämmt der zweite Trieb 34 seinerseits mit einem dritten Trieb 52, umfaßend eine Achse 54, auf die ein Rad 56 und ein Nocken 58 aufgekeilt sind. Eine genauere Beschreibung dieser Elemente findet man in der Patentanmeldung EP-A-0 451 660 der Anmelderin.
• In dem Fall, wo der beschriebene Mechanismus in einem Chronographen verwendet wird, ist der erste Trieb 24 beispielsweise ein Sekundenzähler, während der zweite Trieb 52 ein Minutenzähler ist. Das Untersetzungsverhältnis zwischen den beiden Zählern beträgt demgemäß 60:1.
• Die Funktionsweise des Mechanismus wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 7 beschrieben.
• Wenn die Antriebskraft auf das Rad 30 einwirkt, dreht dieses in Uhrzeigerrichtung (Pfeil F'), unter Antrieb des Zeigers 59 (nur in Fig. 5 dargestellt), welcher mit der Achse 26 gekoppelt ist. Das Rad 30 treibt außerdem den zweiten Trieb 34 zur Drehung an.
• Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind zwei der Zähne 60 des zweiten Triebs 34 mit 60a bzw. 60b bezeichnet. Bei jedem Umlauf des ersten Triebs 24 gelangt die konkave Angriffskante 48 der Spitze 38 in Eingriff mit einem der Zähne 60 des zweiten Triebs 34, wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt mit dem Zahn 60a. Die Spitze 38 des Herzens 32 läßt demgemäß den Zahn 60a um einen Halbschritt in Gegenuhrzeigersinn drehen, bis in eine Position, die sich zwischen der Ausgangsposition der Zähne 60a und 60b befindet (in gestrichtelten Linien dargestellt).
• Während der Bewegung des zweiten Triebes 34 wird der dritte Trieb 52 ebenfalls zur Drehung angetrieben und das Rad 56 verlagert sich um einen Halbschritt in Richtung des Pfeils F'. Dieses Rad 56 wird aber von einem Sprungglied 57 positioniert, das sich in stabiler Position nur dann befindet, wenn sein Ende zwischen zwei Zähne dieses Zahnrads 56 plaziert ist. Dieses Sprungglied 57, das sich jetzt in instabiler Position befindet, wird demgemäß die Verlagerung des Rads 56 um einen zusätzlichen Halbschritt in Richtung F' antreiben, um seine stabile Position wieder einzunehmen. Diese Drehung des Rads 56 treibt gleichermaßen die Verlagerung des Triebs 34 um einen Halbschritt an. Der Zahn 60a nimmt demgemäß die Ausgangsposition des Zahns 60b ein.
• Mit anderen Worten kann man davon ausgehen, daß jede Drehung des ersten Triebs 24 um einen Umlauf die Drehung des zweiten Triebs 34 um zwei Halbschritte bewirkt, wobei die Verlagerung um einen ersten Halbschritt mittels des Herzens 32 erfolgt und die des zweiten Halbschritts über das Sprungglied 57. Man erkennt, daß das Profil der Spitze 38 des Nockens 32 sich perfekt an jenes des Endes von Zahn 60 anpaßt, was auf diese Weise einen sicheren Antrieb garantiert.
• Wenn die Endposition der Triebe erreicht ist (im Falle von Chronographen, wenn die zu meßende Zeit verstrichen ist), werden die oben beschriebenen Bewegungen angehalten und der Zeiger 59 zeigt die Position des ersten Triebs 24 an, was das Ablesen der seit dem Inbetriebnehmen verstrichenen Zeit ermöglicht.
• Es folgt demgemäß nun das Rücksetzen auf die Ausgangsposition des ersten Triebs 24, dank dem Hammer 36, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3a bis 3d beschrieben. Man erkennt dabei, daß der erste Trieb 24 in seiner Ausgangsposition rückgesetzt werden kann, sowohl durch eine Drehung im Uhrzeigersinn wie auch durch eine Drehung im umgekehrten Sinne.
• Die Fig. 8 illustriert das Rücksetzen in die Ausgangsposition in dem besonderen Fall, wo der Hammer 36 und genauer gesagt seine vordere Spitze 62 auf dem konkaven Rand 48 der Spitze 38 des Herzens 32 trifft.
• Wenn man davon ausgeht, daß F&sub1; die von dem Hammer 36 senkrecht zur Oberfläche des konkaven Randes 48 ausgeübte Kraft repräsentiert und daß d&sub1; der Abstand der Drehachse 64 des Triebs 24 von der Normalen auf F&sub1; ist, ist das von dem Hammer 36 auf das Herz 32 ausgeübte Drehmoment gleich F&sub1; x dl. Wenn man ferner anerkennt, daß F&sub2; die von dem Hammer 36 senkrecht auf den Rand der Spitze eines herkömmlichen Herzens 1 ausgeübte Kraft darstellt (das in strichpunktierten Linien wiedergegeben ist) und daß d&sub2; der Abstand der Achse 64 von der Normalen auf F&sub2; ist, erkennt man, daß das Moment M&sub2; gleich F&sub2; x d&sub2; kleiner ist als das Moment M&sub1;.
• Die besondere Form der Spitze 38 des Herzens 32 verbessert demgemäß das Rücksetzen in die Ausgangsposition des Triebes. Man erkennt, daß dieses letztere hier im Gegenuhrzeigersinn dreht (Richtung des Pfeils F").
• Die Fig. 9 zeigt den besonderen Fall, wo der Hammer 36 auf die Spitze 38 des Herzens 32 trifft. In diesem Falle ist das Moment M&sub1; nur geringfügig größer als das Moment M&sub2;, doch ergibt sich immer noch eine geringfügige Verbesserung des Rücksetzens in die Ausgangsposition. Man erkennt, daß in diesem Fall der Trieb 24 in Richtung des Uhrzeigers angetrieben wird (Drehsinn F').
• Bei einer weiteren Ausführungsform könnte die Spitze 22 des Herzens 20B zwei konkave Ränder 48 aufweisen (siehe Fig. 10).

Claims (10)

1. Getriebemechanismus, umfassend:

- einen ersten Trieb (24), der um eine erste Drehachse (26) umlaufen kann,

- einen zweiten Trieb (34), der um eine zweite Drehachse umlaufen kann,

- einen Nocken (32), der drehfest mit dem ersten Trieb verbunden ist, welcher Nocken im wesentlichen eben ist und ein Profil besitzt, das im wesentlichen die allgemeine Form eines Herzens aufweist, und

- Mittel (36), um den ersten Trieb in eine Ausgangsposition im Zusammenwirken mit dem Nocken (32) zurückzuführen, welcher Getriebemechanismus dadurch gekennzeichnet ist, daß der Nocken (32) ein besonderes Profil aufweist in Richtung der ersten Drehachse, welches es ermöglicht, den ersten Trieb in die Ausgangsposition zurückzubringen und gleichermaßen den zweiten Trieb zur Drehung anzutreiben, um diesen mit einem vorbestimmten Untersetzungsverhältnis relativ zur Drehung des ersten Triebs umlaufen zu lassen.

2. Getriebemechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (32) eine Spitze (38) umfaßt, die zum Antreiben des zweiten Triebes (34) zur Drehung dient und daß das Profil des Nockens derart ausgebildet ist, daß der erste Trieb (24) in die Ausgangsposition rücksetzbar ist, unabhängig von der Winkelposition des ersten Triebes (24).

3. Getriebemechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) des Nockens (32) mindestens einen konkaven Rand (48) aufweist.

4. Getriebemechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Rand (48) auf der Seite der Spitze (38) vorgesehen ist, der sich vorn befindet relativ zur Drehbewegung, welche der erste Trieb (24) unter der Wirkung einer für diesen Zweck vorgesehenen Antriebskraft ausführt.

5. Getriebemechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (38) einen konkaven Rand (48) und einen geradlinigen Rand (46) aufweist, der auf der Seite der Spitze (38) vorgesehen ist, welcher sich hinten befindet, relativ zur Bewegung, welche der erste Trieb (24) unter der Wirkung der Antriebskraft ausführt.

6. Getriebemechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Trieb (34) axialbeweglich aus der Ebene des Nockens (32) heraus ist, um die Entkupplung desselben zu ermöglichen, wenn der erste Trieb (24) in seine Ausgangsposition rückgesetzt wird.

7. Getriebemechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionsanzeigeorgan drehfest mit dem ersten Trieb (24) verbunden ist.

8. Getriebemechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsanzeigeorgan ein Zeiger (59) ist.

9. Getriebemechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Nocken (32) zusammenwirkenden Mittel zum Rücksetzen des ersten Triebes in seine Ausgangsposition einen Hammer (36) umfassen.

10. Zeitmeßgerät, insbesondere Chronograph, mit mindestens einem Getriebemechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.