DE847232C

DE847232C - Federtriebwerk mit konstanter Kraft

Info

Publication number: DE847232C
Application number: DEK10822A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kaufmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-08-01
Filing date: 1951-08-01
Publication date: 1952-08-21

Description

Federtriebwerk mit konstanter Kraft

Zur 1'.1'Ile!llll@' l'lill'r glltl.'n l i;iilgg('ll3i11gkf'It 1)e'1

fe@lerctiiellctieil l'l1r'l-ken i;t cs \\iel:tig, doll

111;t11 die .cll;illliilie \\ irkun iler @crittclerlieheii

Antriebskraft \crineidut. .\1n (;angrad soll ein

lllii`lichst konstantt's 1)i-(-linic)inellt angreifen. Es

sind schon verschiedene 1Asungen dieser _\ufgalte

lwkwuu. In erster Linie linder auch heute noch die

@chnocke \-crt@-cnlluti@`. Sie ist aber schwierig her-

zustellen und intil.i für jede einzelne Triebfeder

eigens konstruiert werden, entzieht sich also der

Serienproduktion. .\itl.'@crdenl beansprucht sie als

Iugmittel@@ctricl>e \-iel I@atlllt. \1<t11 l;rliiit ferner

\,o1-1-iilittitl;@c'll. I)ei denen zt@iscliet: Triebfeder und

Gangrad eins Ildf>feder eingeschaltet ist. \\-(,Ich(,

Uis zii vilwin ge\\ issen Grad L#espatlut gehalten m-ird.

\\-;ihrcnd glas üliurschüssige Antriebstnonietit cnt-

weller durch eilie I@l'ilnttisl@renisc' oller <furch ein

;:llalmerl; ullscli;illlirli @emaulm viril. Diese T@on-

>truktil@nell haben teils Gien Mangel, date sie ihre

\ufgal)c nicht xi)lll:omntcii erfüllen, teils sind sie

ztt kompliziert und nutzen überdies die L:nc'rgie der

Triebfeder schlecht aus. Man liat auch schon ver-

sucht, eine Nel)enfeder als Kraftgleichhalter <ler

Triebfeder entgenenArken zu lasen, m-as alwr des-

halll auf Scli@e ierigkeitett stöl.)t, weil es seht- schwer

ist, genau aufeinander al)gestitninte Federn herzu-

stellen.

lni folgenden ist eitre neuartige 1_;>sttttgsriti@gliCli-

!<eit beschrieben, die bei groUier 1''infachheit die ge-

nannten Nachteile der bisher bekannten Konstruk-

tionen vermeidet. Das Wesen der Frfindung soll

an 1land der hig. i crl:itttert \\-erden. Ein walzen-

fiirini<ger Kreiszylinder als Federkern ist srhrattliett-

linienartig finit einem homogenen Federland von

rechteckigem Querschnitt bewickelt, welches im entspannten Zustand geradlinig gestreckte Form zeigt, also bestrebt ist, diese Form anzunehmen. Es wird am unmittelbaren Entspannen dadurch gehindert, daß sein eines Ende mit dem Zylinder, (las andere Ende mit einer Zahnstange fest verhunden ist, welche mit einem auf der Zylinderachse sitzenden Zahnrad im Eingriff stellt. Dabei ist der Teilkreisradius des Zahnrads gleich dem Abstand (per neutralen Faser des Federbands von der Zvlinderachse. Die Zahnstange wird außerdem so geführt, daß sie sich nur geradlinig bewegen kann. Das Entspannen des Federbands ist somit nur noch auf ganz bestimmte Weise möglich. Es muß heim Alllaufen (pes Federbands jedes seiner Teilchen die ganze ihm innewohnende Verformungsetiergie über einen gewissen Wegabschnitt abgeben, was bedeutet, daß die Zahnstange mit konstanter Kraft abgeschoben wird.

1lan kann sogar ein in gewissen Grenzen beliehiges Weg-Kraft-Gesetz einarbeiten indem man die Federbreite oder in beschränktem Umfang die Dicke über die Bandlänge variiert.
In einem Federhaus für Uhren nitil.l aller die Feder aus Raumersparnisgründen spiralenartig um den Federkern gewickelt werden. Peshalb muß man I:eson(lere Maßnahmen treffen, uni die stückweise Entspannung der Feder zu erreichen.

Fig. 2 a zeigt (las Federhaus in teilweise abgelaufenem Zustand, nachdem das Aufzugrats und die eine Stirnwand allgenommen sind. Fig.21) einen Schnitt nach A-13 in Fig.2a. Auf der Achse i ist der Fellerkern 2 befestigt, (per (las eilte Ende der Triebfeder 3a, 36, 3c aufnimmt. Einige Windungen der Triebfeder legen sich spiralig (licht aufeinander uni den Fellerkern und bilden so die Innenspirale 3a. Die Triebfeder setzt sich fort im L11)ergangsbogen 3n und legt sich dann in einigen Windungen der Außenspirale 3c an die Innenfläche (pes Reifs .I, an dem auch (las andere Ende der Triebfeder befestigt ist. Die Triebfeder ist nach später zu betrachtenden Gesichtspunkten vorgeformt, sie hat daher das Bestreben, sich zu entspannen und so Innenspirale oller Außenspirale zti verlassen. Damit dies nicht unmittelbar geschehen kann, wird die Triebfeder von neun Lenkrollen in folgender Weise geführt: Drei Lenkrollen, voll (leiten eilte als 5 gekennzeichnet ist, sichern die Innenspirale, während sich 6 und 7 ebenso wie die noch übrigen vier Lenkrollen gegen die Außenspirale legen. Sie sind zu dreien in je einem Lenkrollenrahmen gelagert. Fig. 2c zeigt den Lenkrollenrahmen f; für die (prei Lenkrollen 5, 6 und 7 in Ansicht und I)raufsiclit. Ganz ebenso ist es hei den restlichen, übersichtshalber nicht besonders bezeichneten Lenkiollen. Die Lenkrollenrahmen sind dergestalt, daß die Lenkrollen in jeder Phase des Alllaufs wenigstens in guter Näherung gerade zwischen Innenspirale und Außenspirale Platz finden. \Vie dies trotz (pes veränderlichen Zwischenraums möglich ist, ersieht nian aus Fig.2(1, welche die Begrenzungsflächen voll Innenspirale und Außenspirale in fünf Phasen (pes Ablaufs I bis V in ihrer Stellung

zu den Lenkrollen 5 und () schematisch darstellt.

Übrigens sind in Fig. 21) die Lenkrollenrahlnen und

Lenkrollen der Deutlichkeit zuliebe nicht vollstän-

dig eingezeichnet. Die Achsen der drei Lenkrollen,

die die Innenspirale sichern, stehen beiderseits etwas

über den Lenkrollenrahinen hinaus und gleiten

in radialen Schlitzführungen in den Stirnwänden

des Federhauses o. Dieses ist auf der Achse i frei

drehbar gelagert und trägt den Abtriebszahnkranz

io. Der Reif .1 hat Spielraum gegenüber dem Fe-

derhaus und wird lediglich voll der rollengeführten

Außenspirale 3c getragen. Auf einem Vierkant der

Achse i sitzt ferner das Aufzugrad i i, das in üb-

licher Weise mit einem Gesperre atisgertistet ist

und wie sonst betätigt \\ ird.

Der !\lllauf geschieht null folgendermaßen: Die

Achse i mit Federkern und Aufzugrad befindet sich

in Ruhe. Die Federwindungen auf der Innenspirale

drängen zur Entspannung, welche aller nur dadurch

statthaben kann, (laß derL'llergangsl>ogen 36 die

Lenkrolle 5 vor sich hertreibt, die die Kraft Tiber

ihre Achse und die Schlitzführungen all das Feder-

haus abgibt. Der Ül>ergangsllogell wandert uni den

Kern herum, so (laß die Innenspirale nach und nach

allgetragen wird. !)er Reif 4 u11(1 die Außenspirale

bewegen sich dabei frei nach Maßgabe des Über-

gangsbogens.

Da der Krünimungsradius hei den äußeren Win-

dungen der Innenspirale ein gi-<ißerer ist als bei den

inneren, muß zur h.rzielting einer konstanten An-

triebskraft bei ersteren entweder die Federbreite

oller die Dicke gröller sein als bei den letzteren.

1'(an kann sich aller auch dadurch helfen, daß malt

der Feder schon vor dein 1?ilil(#gen in (las Feder-

haus eitle vorausberechnete spiralenartige Form

gibt, was wohl praktisch auch .-im einfachsten zu

erreichen ist. Wenn dic hederahmessetngen nach

den geometrischen Verhältnissen des Federhauses

getroffen sind, ist die Konstanz des Drehniolnents

nur noch eine Frage der gleichniiißigen 'Material-

beschaffenheit der Feder, wodurch die Mdglichkeit

der Serienproduktion erliffllet wird.

Ein Gleiten voll Federwin(lullgen aufeinander

findet nicht statt; auller der IZollenreillung kommt

also keine wesentliche 1Zeibung ins Spiel, und es ist

einzusehen, daß diese eilten ziemlich konstanten

Einfluß auf die Antriebskraft hat.

Der Aufzug kann w@ihreild des Betriebs getätigt

werden und geschieht einfach dadurch, daß der

Fellerkern durch Drelieli der .-\clise r neu bewickelt

\v i rd.

Bei entsprechender l@@rmgelluug der Feder kann

man sogar ein beliebiges \\'eg-Kraft-(@esetz er-

halten.

Der Einfluß der Temperatur ist gering. denn der

1:lastizitätsino(ltil w111 Stahl verringert sich mil-

ttm 2,5 °/o bei ioo' "f eililleraturerlicihtiri;;. -1a11

l:öntite durch entsprechende Bemessung des- Tenil>e-

rattirkonipensation an ller Unruh der hutreffenden

Uhr abhelfen.

Die beschriebene

hat Bedeutung tür

P r:izisiorisulirwerlce mit Federantrieh, wie z. 1i.

,;Z ililftscllrollollletC'1. ulld Ilat 11e111 liekatllltell ge@T('ll-

über den Vorteil (ler scrie@nnül.tigen Herstellbatkeit

und der betr:ichtlichen Raumersparnis hei voller

\ustitttzttit@" ( lcr @erlerenerie.

Claims

PATE\TA\SPR"C.HE: r. Federtriebwerk mit konstanter Kraft, da- durch @ehe»nzcichnet. daß ein homogenes, ge- strccl;tes Federhand schraubenlinienartig auf einen drehbaren %%:tlzenf(*irtni-ett Federkern ge- wickelt ist und vermittels einer Zahnstange oder durch Lenkrollen oder eine ähnliche Vor- richtung so "eführt wird, daß es sich beim Ablaufen Stück für Stück vom gcsI)annten Zu- lud so-seich in (lctt I@:tt(lzttstatid begibt. _. Ferlertricl@:;eri; finit lteliel@ig vorgeschrie- heiwnt \\'c,@-Kraft-\-crlauf, gegenüber der An-

orcltittttg nach Anspruch t dadurch gekennzeichnet, daß ein Federband variabler freite oder Dicke Verwendung findet. 3. Federhaus mit beliebigem Weg-Kraft-Verlauf, bei konstanter Kraft besonders geeignet für Uhren, dadurch gekennzeichnet, claß ein in bestimmter Weise vorgeformtes Federband variabler Breite oder Dicke spiralenartig auf einen Kern gewickelt ist und durch Lenkrollen am unmittelbaren Entspannen gehindert wird. Die Feder kann sich nur dadurch, daß sie die Lenkrollen vor sich hertreibt, Stück für Stück entspannen und legt sich danach spiralenartig weiter außen in einen Reif. Die Lenkrollen sitzen auf Lenkrollenrahmen so, daß sie in Jeder Phase des Altlaufs gerade zwischen Innenspirale Lind Außenspirale Platz finden.