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Einteiliges Zapfenrad für Uhrwerke und ähnliche Feingetriebe Die Erfindung
bezieht sich auf einteilige Zapfenräder für Uhrwerke und ähnliche Feingetriebe,
die aus Kunststoff durch plastische Verformung hergestellt sind. In Uhrwerken finden
solche Zapfenräder vielfach Anwendung als von der Unruh gehemmte Ankerräder. Zu
diesem Zweck trägt die Unruh Hemm- und Hebflächen, beispielsweise zwei gegenläufige,
einen Schlitz zwischen sich frei lassende Schrägflächen, die beim Hinundherschwingen
der Unruh an den zylindrischen Zapfen des Ankerrades entlang gleiten und es dadurch
periodisch freigeben. Wenn ein solches Feingetriebe äußeren Erschütterungen unterworfen
wird, kann es vorkommen, daß sich einer der zylindrischen Zapfen merklich aus seiner
Berührungsebene mit den Triebflächen der Unruh verschiebt. Dann klemmt das Gangwerk
etwas, wodurch meist die Unruh angehalten wird. Einteilige Zapfenräder können auch
in bekannten elektromagnetisch betriebenen Uhren Verwendung finden. In solchen Uhren
werden die Zapfenräder durch eine elektromagnetisch angetriebene Unruh in einer
Drehrichtung bewegt und dienen als Ankerräder.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Übelstand in einfacher und betriebssicherer
Weise zu beseitigen. Sie besteht darin, daß jeder Zapfen des Zapfenrades wenigstens
eine scharfe Kante aufweist. Auch bei einer gewissen Verlagerung beider Getriebeteile
zueinander infolge äußerer Stöße oder sonstiger Erschütterungen wird dadurch ein
Klemmen
des Getriebes ausgeschlossen, und zwar auch bei Stößen,
die im Verhältnis zu den kleinen Größenabmessungen des Teiles eines Feingetriebes
recht stark sind.
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Vorzugsweise besitzt jeder Zapfen ein Profil, das zu seiner durch
die Zapfenachse gelegten Radialebene symmetrisch ist. Jeder Zapfen weist dann zwei
in der Radialebene und sich gegenüberliegende scharfe Kanten auf. Die diese Kanten
verbindenden Seiten- oder Mantelflächen jedes Zapfens bestehen vorzugsweise aus
Segmenten eines Zylindermantels. Aus Festigkeitsgründen empfiehlt es sich, die einzelnen
Zapfen an ihrem Fußende, also an ihrer Ansatzstelle an der Radscheibe, mit einer
vorzugsweise konischen Verstärkung und die Radscheibe selbst mit Verstärkungsrippen
zu versehen. Diese Rippen können zweckmäßig radial, z. B. in Kreuzform, und/oder
konzentrisch angeordnet sein. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung ergibt sich
der Vorteil, daß sich das einteilige Zapfenrad leicht in einem einzigen Arbeitsgang
durch plastische Formgebung herstellen läßt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine Draufsicht auf ein einteiliges, aus Kunststoff
durch plastische Formgebung hergestelltes Zapfenrad, Fig. 2 einen Querschnitt durch
das Rad gemäß Linie II-II der Fig. i, Fig.3 eine Draufsicht auf einen einzelnen
Zapfen in vergrößertem Maßstab und Fig. q. eine Seitenansicht des Zapfens; Fig.
5 und 6 zeigen ein elektromagnetisches Uhrwerk bekannter Bauart mit einem erfindungsgemäßen
Zapfenrad und Fig. 7 bis io schematisch das Zapfenrad im Zusammenwirken mit den
Hemm- und Hebflächen des Treibrades nach den Fig. 5 und 6.
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Das Zapfenrad besteht in üblicher Weise aus einer Radscheibe i mit
einer Radnabe 2 mit zentraler Bohrung 4 und trägt an seiner Unterseite Verstärkungsrippen
3 in Kreuzform. Jeder der an der Oberseite der Scheibe i angeordneten Zapfen 5 weist
an seinem Fußende eine konische Verstärkung io auf, die nicht nur die Festigkeit
des Zapfens erhöht, sondern auch die Herstellung des einteiligen Zapfenrades durch
plastische Formgebung erleichtert. Der zylindrische Teil jedes Zapfens besteht aus
einem Profil, das zu seiner durch die Zapfenachse gelegten Radialebene symmetrisch
ist. Es enthält zwei in dieser Ebene und sich gegenüberliegende scharfe Kanten 8
und 9 sowie zwei die Kanten verbindende Mantelflächen 6 und 7, die aus Segmenten
eines Zylindermantels bestehen. Der Zapfen besitzt demnach in seinem langen Teil
die Form einer symmetrisch bikonvexen Zylinderlinse.
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Die Fig. 5 und 6 stellen eine bekannte elektrische Uhr dar, die im
Gegensatz zu den üblichen mechanischen Uhren eine durch magnetische Kräfte angetriebene
Unruh besitzt. Die Achse ii der Unruh i8 ist mit ihren Enden zwischen zwei Montageplatten
12, 13 gelagert, die durchAbstandhalter 14. verbunden sind. Diese tragen außerdem
eine Spule 15 sowie feste Magnetarme 16. Ein Anker 17 ist auf der Achse i i zwischen
den Polen der Magnetarme 16 unterhalb der Unruh 18 befestigt. Eine Spiralfeder i9
ist als Unruhfeder an dem Finger 2o der Montageplatte 13 und mittels Rolle 21 an
der Achse i i gehalten. Die Unruh 18 besitzt ferner einen Kontaktstift 22, der auf
einen Kontaktarm 23 wirkt, der gegen die Kraft einer Spiralfeder 25 um eine Spindel
24 schwenkbar ist. Die Spindel 24 ist isoliert, 29, an der Montageplatte 12 befestigt
und elektrisch mit der Spule 15 verbunden. Die Vorrichtung zum Antrieb der Zeiger
besteht einerseits aus dem Anker 17 des Elektromotors 15, 16, 17 auf der Achse i
i der Unruh 18 und andererseits aus dem Zapfenrad 28 mit den Zapfen 5, welches sich
in einer Drehrichtung ruckweise dreht. Die Bewegung des Magnetankers 17 wirkt auf
zwei Scheiben 26, 27, die von einer auf der Achse i i befestigten Buchse 31 getragen
werden. Die Scheiben 26, 27 sind geschlitzt, wobei die Enden des Schlitzes so abgebogen
sind, daß eine Austrittsrille für die Zapfen 5 des Zapfenrades 28, welches durch
diese Scheiben getrieben wird, entsteht.
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In den Fig. 7 bis io sind die einzelnen Zapfen 5 des Zapfenrades 28
fortlaufend mit a, b und c bezeichnet. Mit dem Zapfenrad arbeiten die Scheiben
26, 27, wie oben beschrieben wurde, zusammen. Sie enthalten als Triebflächen zwei
gegenläufig gerichtete und einen Schlitz zwischen sich frei lassende Schrägflächen
35 und 36. Beim Hinundherschwingen der Unruh mit den Scheiben 26, 27 in den Richtungen
f l. bzw. f 2 gleitet zunächst der Zapfen a
auf der Schrägfläche
36 entlang. Dadurch dreht sich das Zapfenrad um einen entsprechenden Winkelbetrag.
Beim Zurückschwingen der Unruh mit den Scheiben 26, 27 in Richtung f2 wird der nächste
Zapfen b von der unteren Schrägfläche 35 erfaßt, wodurch das Zapfenrad eine weitere
Winkeldrehung erhält. Wenn der Zapfen b beim Wiedervorschwingen der Unruh in die
Stellung des Zapfens a gelangt ist, wiederholt sich das Spiel.
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Bei anderen Uhren, die nicht wie die beschriebenen und bekannten elektromagnetischen
Uhren arbeiten, treibt das Zapfenrad die Unruh und wird in seiner Bewegung durch
die Unruh gehemmt. Dann liegen die Zapfen a, b, c in den Fig. 7 bis io stets
von unten an den Flächen 26, 27, 36 und 35 an. Das Zusammenwirken des angetriebenen
Zapfenrades mit der Unruh ist mit den obigen Erläuterungen danach auch für diese
Uhren verständlich.