-
Automatische Uhr Die Erfindung bezieht sich auf eine sich selbsttätig
aufziehende Uhr und insbesondere auf eine Uhr, bei der die Aufziehkräfte für die
Triebfeder ganz oder zum Teil durch eine schwingbar .gelagerte Aufzugmasse gewonnen
werden. Die Erfindung ist für alle tragbaren Uhren, die Beschleunigungskräften ausgesetzt
sind, brauchbar, besonders aber für Armbanduhren.
-
Eingehende Untersuchungen mit Selbstaufzügen bei Armbanduhren haben
ergeben, daß sowohl die Häufigkeit als auch die Intensität der Bewegungen in großen
Grenzen schwankt und @daß es praktisch nicht möglich ist, durch Wahl eines bestimmten
Untersetzungsverhältnisses zwischen der Aufzugmasse und der Triebfeder allen Verhältnissen
Rechnung zu tragen. Wählt man z. B. eine relativ kleine Untersetzung, so erzielt
man zwar den Vorteil, daß die Uhr bereits bei kurzer erschütterungsreicher Bewegungsdauer,
z. B. Radfahren zum Arbeitsplatz und anschließendem Ablegen der Uhr, voll aufgezogen
wird; diese kleine Untersetzung versagt aber, wenn nur geringe Beschleunigungskräfte
wirksam werden, da in diesem Fall die erzielbaren Kräfte auch bei einer extrem schweren
Aufzugmasse nicht ausreichen, um die Uhr ganz aufzuziehen. Wählt man hingegen eine
relativ große Untersetzung, so erhält man zwar durch genügend lange und schwache
Beschleunigungen, z. B. Arbeiten am Schreibtisch, einen Vollaufzug, bei kurzen erschütterungsreichen.
Bewegungen wird aber die Uhr ebenfalls nur unvollständig aufgezogen. Zur Vermeidung
.der geschilderten Nachteile und in Anwendung der durch die Versuche gefundenen
Erkenntnisse wird nach der Erfindung
eine sichselbsttätig aufziehendeUhrvorgeschlagen,
die eine oder auch mehrere Aufzugmassen aufweist und bei der verschieden große Untersetzungsverhältnisse
zwischen der oder den Aufzugmassen einerseits und ider Triebfeder andererseits selbsttätig
und/oder willkürlich umsteuerbar wirksam werden können.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Uhr mit zwei Aufzugmassen
versehen sein, ,die beide mit verschieden großen Untersetzungen die Triebfeder aufziehen.
Hierbei kann eine solche Anordnung gewählt sein, daß eine der beiden Aufzugmassen,
vorzugsweise die mit kleinerer Untersetzung arbeitende, eine durch Pufferfedern
;gefesselte Lage einnimmt und die andere, vorzugsweise die mit größerer Untersetzung
arbeitende Aufzugmasse, urigefesselt, d. h. also umlaufend angeordnet ist.
-
Zur Vereinfachung des Aufzugmechanismus kann das. Aufzuggetriebe iso
ausgebildet sein, daß die beiden Aufzugmassen auf ein gemeinsames Schaltrad einwirken,
so daß 'also der zwischen Schaltrad und Triebfeder gelegene Teil Lies Untersetzungsgetriebes
beiden Aufzügen gemeinsam ist. Insbesondere kanndieAnordnung,so getroffen sein,
daß die mit kleinerer Untersetzung arbeitende, vorzugsweise gefesselte Aufzugmasse
eine Schaltklinke trägt, über die sie auf das, Schaltrad einwinkt, während die mit
größerer Untersetzung arbeitende, vorzugsweise ungefesstelte Aufzugmasse über Kurvenflächen
an einem die Schaltklinke tragenden, vorzugsweise gefesselten Hebel auf das Schaltrad
zur Einwirkung kommen kann.
-
Wird die mit kleinerer Untersetzung arbeitende Aufzugmasse bzw. .deren
Tragarm mit einer Nase versehen und durch eine Feder gegen die mit der zweiten Aufzugmasse
verbundenen Kurvenflächen in Anschlag gebracht, so kann der besondere Schalthebel
für die Übertragung ,der Aufziehkräfte von der mit .den Kurvenflächen versehenen
Aufzugmasse in Fortfall kommen. Die größere Untersetzung wird hierbei -durch die
Wahl der Steigung der Kurvenflächen erzielt.
-
An sich wäre es möglich, Kurvenflächen verschiedener Krümmung, z.
B. zur Erzielung einer besonders großen Untersetzung, zu wählen. In die engere Wahl
kommen für diesen Zweck jedoch in erster Linie Kurvenflächen, die Teile von archimedischen
oder logarithmischen Spiralen sind. Die archimedische Spirale ergibt Proportionalität
zwischen Steigung und Verdrehungswinkel und damit eine gleichmäßige Hebungsarbeit.
Sie hat jedoch den Nachteil, daß -der Winkel der Tangente des Berührungspunktes
laufend verschieden ist. Die logarithmische Spirale hat den Vorzug einer konstanten
Tangente, dagegen den Nachteil, daß die Steigung nicht proportional zum Verdrehungswinkel
ist.
-
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Kurvenflächen aus Kurventeilen
herzustellen, die eine Mittelurig zwischen einer archimedischen und einer logarithmischen
Spirale darstellen, wodurch beider Vorteile vorhanden und beider Nachteile abgeschwächt
sind. Eine besonders günstige Konstruktion ergibt sich, wenn die entsprechend gewählten
gemittelten Kurvenflächen die Flanken eines vorzugsweise dreigliederigen Schaltsternes
bilden. Durch die Wahl der Steigung wird hierbei die Größe der Untersetzung bestimmt.
Vorteilhaft wird die Steigung so groß .gewählt, daß bei einem Winkel von 2o bis
30'° gerade ein Zahn geschaltet wird.
-
Die Erfindung läßt sich aber auch mit einer Anordnung verwirklichen,
bei welcher nur eine einzige Aufzugmasse vorhanden ist. So ist es möglich, eine
solche mit Selbstaufzug versehene Uhr mit wenigstens. zwei verschiedenen konstanten
Untersetzungen auszurüsten und hnerbei die vorhandene einzige Aufzugmasse willkürlich
umsteuerbar über die eine oder andere Untersetzung auf die Triebfeder einwirken
zu lassen. Eine andere Lösung besteht darin, die Aufzugmasse bei ihrer Relativbewegung
sowohl nach der einen als auch nach der anderen Seite eine Aufzugkraft an die Triebfeder
abgeben zu lassen, -wobei nach der einen Seite eine kleinere Untersetzung wirksam
wird. Die Aufzugmasse wird hierbei günstig urigefesselt angeordnet. Das Umkehrrad
wird vorteilhaft in die größere Untersatzung eingebaut. Ein weiterer Lösungsweg
best@e'ht@darin, das Untersetzungsvethältnis zwischen der Aufzugmasse und der Triebfeder
in Abhängigkeit von der Winkellage der Aufzugmasse relativ zur Uhr, vorzugsweise
stetig veränderlich auszubilden.
-
Zur Durchführung des zuletzt genannten Lösungsgedankens @eignen sich
Aufzugmassen, die entweder vollständig urigefesselt um eine Achse drehbar gelagert
sind, oder solche, die sich um einen mehr oder weniger großen Betrag nach beulen
Seiten bewegen können.
-
Die von solchen Aufzugmassen eingenommene häufigste Lage ist die,
bei der die Drehachse lotrecht über dem Massenschwerpunkt liegt. Bei dieser Lage
der Aufzugmasse treten im allgemeinen die kleinsten Beschleunigungskräfte auf, und.
es wird daher vorgeschlagen, die relative Labe zwischen Aufzugmasse und dem Untersetzungsgetriebe
so zu wählen, daß in dieser Lage das Untersetzungsverhältni.s ein Maximum wird.
-
Eine besonders einfache und in bezug auf Verluste günstige Ausführungsform
für die Ausbildung des Untersetzungsgetriebes ergibt sich, wenn zur Erzeugung der
mit der Winkellage -der Aufzugmasse veränderlichen Untersetzung wenigstens ein urirundes
Zahnradpaar benutzt wird. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich bei Benutzung
elliptischer Zahnräder, deren Drehachsen durch einen der Ellipsenbrennpunkte geben.
Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, daß das eine Ellipsenrad mit einer
Schaltklinke versehen und lose drehbar auf der Welle des Schaltrades gelagert ist,
während :das zweite Ellipsenrad mit der Aufzugmasse verbunden ist. Hierbei ergibt
sich auch eine -bequeme Voreinstellung der mittleren Untersetzung, z. B. in der
Weise, daß in die Bewegungsib@ahn der Aufzugmasse, vorzugsweise an
der
von ihr am seltensten eingenommenen Stelle, ein Pufferglied angeordnet wird und
die relative Lage zwischen der Aufzugmasse und dem mit ihr verbundenen Antriebsglied,
inaheson:dere dem elliptischen Zahnrad, einstellbar ausgebildet wird.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben .sich aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen und den Patentansprüchen.
-
In den Fig. i bis 8 sind verschiedene Ausführungsbeispiele zu der
Erfindung in schematischen Ansichten dargestellt.
-
Fig. i und 2 zeigen in zwei zueinander senkrechten Ansichten einen
Selbstaufzug unter Benutzung zweier Aufzugmassen; Fig. 3 zeigt die Darstellung einer
Kurve, wie sie vorteilhaft zur Bewegungsübertragung bei dem Aufzug gemäß Fig. i
und 2 benutzt werden kann; Fig. q. und 5 zeigen in zwei zueinander senkrechten Ansichten
ein Ausführungsbeispiel für einen Selbstaufzug mit nur einer Aufzugmasse unter Benutzung
eines aus elliptischen Rädern bestehenden Zahnradpaares; Fig. 6 zeigt ein ähnliches
Ausführungsbeispiel wie die Fig. d. und 5, bei dem die Umlaufbewegung der Aufzugmasse
durch ein in die Bahn ,derselben einragendes Federglied beschränkt ist und bei dem
di: Aufzugmasse relativ zu dem mit ihr verbundenen elliptischen Rad verstellt werden
kann; Fig. 7 und 8 zeigen in zwei Ansichten ein Ausführungsbeispiel für eine nach
zwei Seiten aufziehende Aufzugmasse, wobei für beide Aufzüge verschieden große Untersetzungen
gewählt sind.
-
In den `Fig. i und 2 stellt i das Federhaus und 2 ,die von dem Federhaus
umschlossene Triebfeder einer Uhr dar. 3 ist die mit dem inneren Ende der Triebfeder
verbundene. Federwelle, mit der das Rad .l. fest verbunden ist. Das Rad q. steht
mit dem Zwischentrieb 5 im Eingriff, das über die Welle 6 und das Zwischenrad 7
mit dem Trieb 8 auf der Welle 9 in Verbindung steht. Mit der Welle 9 ist ferner
ein Schaltrad io fest verbunden, in das ein bei ri im festen Uhrwerkteil schwenkhar
gelagerter und durch eine nicht dargestellte Feder belasteter Sperrkegel 12 eingreift.
Aufder Welle 9 ist weiterhin die Aufzugmasse 13 schwenkbar gelagert. Der die Aufzugmasse13
tragende Arm 14 ist mit einer bei 15 schwenkbar gelagerten Schaltklinke 16 versehen,
die ebenfalls in das Schaltrad io eingreift. Außerdem weist der Arm 14 eine Anschlagnase
17 auf. In der Nähe dieser Anschlagnase ;17 ist eine Welle 18 gelagert, die einerseits
mit einer zweiten Aufzugmasse i9 versehen ist und die andererseits einen Schaltstern
2o trägt. Aufzugmasse 13 bzw. deren Hebelarm 1:1. werden durch eine schwache Feder
21 in Richtung auf die Welle 18 der zweiten Aufzugmasse gedrückt, so -daß die Nase
17 an den Kurvenflächen des Schaltsternes :2o zum Anschlag kommt.
-
Wie bereits erwähnt, sollen die Kurvenflächen des Schaltsternes so
gekrümmt sein, daß sie einer NIittelung zwischen einer archimedischen und einer
logarithmischen Spirale entsprechen. In Fig. 3 ist mit einer ausgezogenen Linie
eine entsprechende Kurve M aufgezeichnet; die gestrichelte Linie A stellt eine archimedische
und die strichpunktierte Linie L eine logarithmische Spirale dar.
-
Den Fig. i und 2 entnimmt man, daß die beiden Aufzugmassen 13 und
,i9 mit verschiedener Untersetzung ihre Schwingbewegung auf die Triebfeder übertragen.
Erhält :die Uhr energiereiche Bewegungen, so liefert die Aufzugmasse 13 in erster
Linie die Aufzugkräfte, wobei sich die Uhr relativ schnell aufzieht. Wirken auf
die Uhr nur verhältnismäßig kleine Beschleunigungen ein und ist die Aufzugmasse
13 hierbei nicht mehr in der Lage, die Gegenkraft der Triebfeder zu überwinden,
so erfolgt trotzdem noch ein weiteres Aufziehen über die Aufzugmasse i9. Hierbei
gleiten die Kurvenflächen des Schaltsternes 2o entlang der Nase 17, so daß über
den Hebel 14 und die mit diesem verbundene Schaltklinke 16 das weitere Aufziehen
der Triebfeder erfolgt.
-
Brei dem Ausführungsbeispiel in Fig. d. und 5 entsprechen die Teile
i bis 12 den. gleichen Teilen in Fig. i und 2. Die mit dem Schaltrad io verbundene
Welle 9 trägt jedoch -ein elliptisch geformtes Zahnrad 22, das auf dieser Welle
frei drehbar ist und das bei @23 eine in das Schaltrad io eingreifende Schaltklinke
24 trägt. Die Sperrfedern sind in den Figuren fortgelassen worden. Mit dem elliptischen
Zahnrad 22 steht ein gleich großes Zahnrad 25 im Eingriff, das ebenso wie das andere
Zahnrad um einen Ellipsenbrennpunkt drehbar gelagert ist. Das Ellips:enra.d 25 ist
mit einer Welle 26 fest verbunden, ,die auch die Aufzugmasse 27 trägt. Die beiden
elliptischen Zahnräder 22 und 25 sind so miteinander in Eingriff gebracht, daß die
Summe der beiden Teilkreisra@dien im Eingriffspunkt jeweils konstant ist, so daß
bei geeigneter Formgebung der Zähne die beiden elliptischen Räder ohne große Reibungsverluste
miteinander kämmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Untersetzungsverhältnis
je nach der Stellung der beiden elliptischen Räder im Verhältnis 4:1 zu verändern,
so daß auch die Gesamtuntersetzung in diesem Verhältnis je nach der Lage der Aufzugmasse
sich ändert.
-
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, die Aufzugmasse in eine solche
Lage zu :dem mit ihr verbundenen Antriebsrad zu bringen, daß bei der am häufigsten
eingenommenen tiefsten Lage der Aufzugmasse das Untersetvungsverhältnis seinen maximalen
Wert aufweist. Dies wäre bzispielsweise in der dargestellten Lage der Aufzugmasse
27 und des Antriebsrades 25 der Fall. In dieser Lage genügen also bereits kleine
Bewegungen der Uhr, um :die Triebfeder aufzuziehen. Da die Aufzugmasse im vorliegenden
Fall ungefesselt frei umlaufen kann, wird sie vor allem auf Grund der durch die
Gegenkraft der Triebfeder ausgeübten Kraft bei häufigen Bewegungen entgegen dieser
Kraft umlaufen und hierbei auch in eine Lage geraten, bei der das Untersetzungsverhältnis
kleiner ist und damit das Aufziehen rascher erfolgt. Reichen die ausgeübten Bewegungen
hierbei nicht aus, um die Triebfeder aufzuziehen,,so gelangt
die
Masse in kurzer Zeit wieder in eine Lage mit größerem Untersetzungsverhältnis, bei
dem also die ausgeübten Kräfte zum Aufziehen der Feder ausreichen.
-
Bei .dem Ausführungsbeispiel in Fig.6 ist in dem Weg der Aufzugmasse
28 eine Pufferfeder 29 vorgesehen, ,die bei der halbkreisförmigen Ausbildung .der
Aufzugmasse 2-8 deren Bewegungsbahn auf :den Winkel a von. etwa 16o° einschränkt.
Außerdem sollen noch Mittel vorgesehen sein, um die relative Lage zwischen der Aufzugmasse
28 und :dem elliptischen Rad 25' beliebig verstellen zu können. Im übrigen soll
der Aufzug genau so arbeiten wie der in Fig. q. und 5 :dargestellte. Man entnimmt
ider Fig. 6, daß es durch die Beschr änkung,des Bewegungswinkels der Aufzugmasse
und durch die Einstellung :der relativen Lage zwischen Aufzugmasse und dem mit ihr
verbundenen Antriebsrad möglich ist, den mittleren Aufzuggrad in gewissen Grenzen
zu verändern und (damit beispielsweise diesen :den Eigenheiten :desi Trägers :der
Uhr anzupassen. Der Uhrmacher kann bei einer derartigen Ausbildung des Selbstaufzuges
beim Verkauf der Uhr eine solche Einstellung vornehmen und damit das mittlere Untersetzungsverhältnis
in geeigneter Weise wählen.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 entsprechen die Teile
i bis io .den in .den vorausgehenden Figurendargestellten. Auf der Schaltradwelle
9 sind hier zwei verschieden große Zahnräder 30 und 3i lose gelagert, von
denen jedes mit einer Schaltklinke 32 bzw. 33 in die Verzahnung des Schaltrades
io eingreift. Das kleinere Zahnrad 3o steht mit einem Zahnrad 34 dirzkt im Eingriff,
das fest auf der auch die Aufzugmasse 35 tragenden Welle 36 befestigt ist. Das größere,
auf der Welle 9 lose gelagerte Zahnrad 3 1 ist mit .einem Zwischen- oder
Umkehrrad 37 im Eingriff, -las ebenfalls. in das Zahnrad 3¢ eingreift.
-
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich ohne Schwierigkeit
aus den Figuren. Bewegt sich die Aufzugmasse im Uhrzeigersinn entsprechend Fig.
8, so wird die Triebfeder über die Zahnräder 34 und 30 und die Schaltklinke
32 aufgezogen. Bei einer Bewegung entgegen. dem Uhrzeiger erfolgt (der Aufzug bei
größerer Untersetzung über das Umlenkrad 37, -las Zahnrad 31
und die Schaltklinke
33. Die Aufzugmasse ist ungefesselt gelagert, wodurch erreicht wird, daß diese in
Richtung des geringeren Widerstandes umlaufen kann. Bei schwachen, auf die Uhr einwirkenden
Bewegungen wird daher in erster Linie die Triebfeder über die größere Untersetzung
aufgezogen. Bei kräftigeren Bewegungen wird dagegen auch über :die kleinere Untersetzung
ein Kraftfluß auf idie Triebfeder übertragen.