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Datumsuhr Die Erfindung bezieht sich auf eine Datumsuhr mit springender Tages- und Datumsanzeige, mit einer drehbaren Tagesscheibe, einer drehbaren Datumsscheibe, je einem die Scheiben antreibenden Tages- und Datumssternrad sowie einem die beiden Sternräder steuernden Mechanismus.
Derartige Datumsuhren mit Datumssprung sind, besonders auch als Armbanduhren, weit verbreitet. Die meisten dieser bekannten Mechanismen arbeiten mit Hebelfedern, welche zur exakten Positionierung der Anzeigescheiben in ihren Anzeigestellungen dienen und gewöhnlich in die Verzahnung bzw. in entsprechende Aus- nehmungen am Umfang der rotierbaren Anzeigescheiben eingreifen.
Hierbei besteht nun jedoch die Schwierigkeit, dass die auf die Anzeigescheibe drückende Federkraft der Hebelfeder einerseits nur möglichst gering sein sollte, damit das beim Datumssprung vom Antriebsmechanis- mus der Uhr aufzubringende zusätzliche Drehmoment nicht unerwünscht hoch ist, da ja während des Datumssprunges die Hebelfeder unter entsprechender Spannung ausser Eingriff mit der Anzeigescheibe gebracht werden muss;
anderseits jedoch ist zur exakten Fixierung der Anzeigescheibe in einer Anzeigestellung und zur Verringerung der Gefahr einer zufälligen Bewegung der Anzeigescheibe infolge äusserer Stösse eine möglichst starke Kraft der Hebelfeder wünschenswert. Diese sich widersprechenden Forderungen an die zu wählende Kraft der Hebelfeder können daher bisher nur durch einen Kompromiss erfüllt werden, indem man die Federstärke nur gerade so stark wählt, wie es für eine einigermassen sichere Fixierung der Anzeigescheibe in ihren Anzeigestellungen erforderlich erscheint.
Man ist dann gezwungen, den Uhrwerksmechanismus während des Datumssprunges mit einem entsprechend hohen Drehmoment zu belasten, was weit über demjenigen Drehmoment liegt, das nur zur Überwindung der normalen Reibungskräfte erforderlich wäre. Eine derartige zusätzliche Be- lastung des Antriebsmechanismus fällt besonders dann nachteilig ins Gewicht, wenn sowohl eine Datumsscheibe als auch eine Tagesscheibe möglichst rasch sprungartig zum Zeitpunkt des Datumswechsels bewegt werden sollen. Diese erforderlichen Antriebskräfte sind im allgemeinen nur mit Hilfe eines Energiespeichers, insbesondere eines starken Federspeichers, aufzubringen, der in der Zeit vor dem Datumswechsel gespannt und zum Zeitpunkt des Datumssprunges ausgelöst werden muss.
Ein solcher starker Federspeicher hat jedoch wegen des sich ständig ändernden Drehmoments bzw. Reaktionsmoments, das er auf das Antriebsräderwerk ausübt, ungünstige Rückwirkungen auf den Uhrenmechanismus und die Ganggenauigkeit der Uhr.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bei einer Datumsuhr zu vermeiden und einen Mechanismus zu schaffen, der eine exakte und sichere Fixierung der Anzeigescheiben in ihren Anzeigestellun- gen erlaubt, ohne dass während des Datumssprunges unerwünscht grosse Federkräfte überwunden werden müssen. Ausserdem ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verhältnismässig einfach aufgebaute und zu fertigende Datumsuhr zu schaffen, die daher eine wirtschaftliche Herstellung erlaubt.
Ausgehend von einer Datumsuhr der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung zu diesem Zwecke gekennzeichnet durch eine zum Steuermechanismus für das Tagessternrad gehörende Kurvenscheibe mit einer Hauptnockenfläche, einer zweiten Nockenfläche in Form eines Nockenvorsprungs sowie einem Umfangsabschnitt, wobei ein Teil dieses Umfangsabschnittes unter Ausschluss der beiden Nockenflächen durch Eingriff in das Tagessternrad zur Positionierung der Tagesscheibe in einer bestimmten Anzeigestellung dient, sowie durch einen zwischen dem Datumssternrad und der Datumsscheibe angeordneten Übertragungsmechanismus,
der wenigstens ein Rad sowie eine Nockenscheibe enthält,
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wobei diese Nockenschcibe sowohl zum Antrieb der Datumsscheibe beim Datumssprung als auch zur Blok- kierung der Datumsscheibe in einer bestimmten Anzeigestellung dient.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. t eine Draufsicht auf eine Datumsuhr, wobei verschiedene Teile teils weggebrochen dargestellt und teils fortgelassen wurden, Fig. 2 und 3 Schnittzeichnungen dieser Uhr längs der Linien 11-1I bzw.
111-1I1 nach Fig. 1, Fig. 4 und 5 Teilansichten der Darstellung nach Fig. 1, in denen die Datumskrone sowie die die Krone antreibenden Organe unterschiedliche Stellungen gegen- über der Fig. 1 einnehmen, Fig. 6 'bis 8 schematische Ansichten verschiedener relativer Lagen des die Tagesanzeige betätigenden Sternrades und der mit diesem zusammenarbeitenden Nok- kenscheibe und Fig. 9 die Arbeitsfunktion des Sternrades und der Nockenscheibe nach den Fig. 6 bis 8 veranschaulichende Diagramme.
Nach den Fig. 1 bis 3 weist die Uhr ein übliches Stundenrad 10 auf, das mit Presssitz auf dem Rohr des Ritzels 11 befestigt ist. Ritzel 11 und Stundenrad 10 sind drehbar auf dem Minutenrohr 200 gelagert und führen wie üblich eine volle Umdrehung je 12 Stunden aus. In das Minutenrohr 200 ist mit Presssitz das Zentrumrad 201 mit seinem Trieb eingesetzt, in dessen Rohr die Achse 199 eines zentralen Sekundenzeigers drehbar gelagert ist. Das Zentrumrad 201 ruht in Lagern, welche in eine obere und eine untere Platte eingesetzt sind, von denen auf den Fig. 2 und 3 lediglich das in der oberen Platte 100 eingelassene Lager 101 dargestellt ist.
Auf der Lauffläche einer in der Platte 100 befestigten Schraube 202 sitzt drehbar ein Zahnrad 12, das mit dem Trieb 11 des Stundenrades kämmt und doppelt so viele Zähne wie dieser Trieb hat, so dass es eine volle Umdrehung je 24 Stunden ausführt. An diesem Zahnrad 12 ist ein Datumsfinger 13 befestigt, welcher mit den Zähnen eines Sternrades 14 zusammenarbeitet, der auf dem auf der Platte 100 vorspringenden Kern 102 drehbar gelagert und durch eine Schraube 203 gesichert ist. In der Darstellung nach Fig. 1 arbeitet der Finger 13 mit dem Zahn 14a des Sternrades 14 zusammen.
Auf dem Kern 207 der Platte 100 sitzen, durch eine Schraube 208 gesichert, drehbar ein Hebel 15 sowie ein Zwischenrad 24. Der Hebel 15 weist zwei einen Winkel miteinander bildende gerade Kanten 15a und 15b auf; die durch den Scheitelpunkt des Winkels gebildete Spitze ist auf Fig. 1 mit 15c bezeichnet. Der Hebel 15 unterliegt der Wirkung einer Hebelfeder 16, welche einen längeren Arm 16a und einen kürzeren Arm 16b aufweist und mittels einer Schraube 122 an der Platte 100 befestigt ist. Der längere Arm 16a, der ständig unter elastischer Vorspannung am Hebel 15 anliegt, sucht diesen im Uhrzeigersinne um die Schraube 208 zu drehen, während der kürzere Federarm 16b unter elastischem Druck an einem auf der Platte 100 befestigten Anschlagstift 123 anliegt.
Unterhalb des Sternrades 14 ist auf dessen Rohr mit Presssitz ein Trieb 17 befestigt, der mit einem Zwischenrad 18 kämmt, welches gemeinsam mit einem unabhängig verschwenkbaren Winkelhebel 22 drehbar auf dem Kern 103 der Platte 100 sitzt und mittels einer kleinen Deckplatte 204 gesichert ist, welche ihrerseits durch eine in das Innengewinde des Kerns 103 eingeschraubte Schraube 206 gehalten wird. Der Trieb 18 kämmt mit einem Ritzel 19, das fest mit der die Datumskrone antreibenden Scheibe 20 verbunden ist und gemeinsam mit dieser drehbar auf einem Stift 125 sitzt, welcher in den Winkelhebel 22 eingepresst ist. Die bereits erwähnte Deckplatte 204 sichert die Lage der Teile 19 und 20.
Der Winkelhebel 22 hat einen Arm 22a, den eine mittels der Schraube 126 an der Platte 100 befestigte Feder 23 in der Darstellung nach Fig. 1 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne zu drehen sucht.
In der gezeigten Lage wird der halbkreisförmige Umfang 20a der Scheibe 20 in Berührung mit der Wand einer der Ausnehmungen 21b auf dem Innenumfang der Datumskrone 21 gehalten, während der andere Arm 22b des Winkelhebels 22 am Umfang einer exzentrisch auf dem Stift 29a sitzenden Scheibe 29 anliegt. Der Stift 29a, der vorzugsweise mit dem Exzenter 29 ein Teil bildet, ist mit Presssitz in eine Öffnung der Platte 100 eingesetzt und kann zur Einstellung des Exzenters 29 von Hand gedreht werden. Der Anschlag des Hebelarms 22b am Exzenter 29 verhindert, dass der Umfang 20a der Scheibe 20 mit zu s;arkem Druck an der Wand der betreffenden Ausnehmung 21b anliegt.
Der Exzenter 29 befindet sich nicht mit dem Aussenumfang der Datumskrone 21 in Berührung, obwohl in der Darstellung nach den Fig. 1, 4 und 5, aus Gründen der besseren Anschaulichkeit des Exzenters 29, eine scheinbare Berührung gezeigt ist. Die Datumskrone 21 ist mit üblichen, nicht gezeigten Mitteln drehbar an der Platte 100 gelagert und hat zwischen den die konkaven Einkerbungen 21b aufweisenden Abschnitten mit 21a bezeichnete Einschnitte.
Der Trieb 24 kämmt einerseits mit dem Zahnrad 17 und anderseits mit dem Ritzel 25, welches fest mit einer Kurvenscheibe 26 verbunden ist. Die Kurvenscheibe 26 hat einen bogenförmigen Abschnitt 26a, der sich über einen Umfangsbereich von ungefähr 150 erstreckt, eine diesem bogenförmigen Abschnitt ungefähr diametral gegenüberliegende Hauptnockenfläche 26b, einen Einschnitt 26c sowie zwischen diesem Einschnitt und dem bogenförmigen Abschnitt 26a eine zweite Nok- kenfläche in Form eines Vorsprungs 26d und ist auf einem Kern 100a der Platte 100, durch die Barüberliegende Tageskalenderscheibe 28 gesichert, drehbar gelagert.
Diese Tagesscheibe 28 sitzt konzentrisch auf einem mit ihr befestigten Sternrad 27, welches lose drehbar auf dem Rohr des Ritzels 11 gelagert ist.
Zwischen dem Sternrad 27 und dem normalen Zifferblatt 131 ist eine Federscheibe 128 eingesetzt, die das Sternrad 27 mit elastischer Kraft in Abwärtsrich- tung drückt, um ihn in der richtigen Arbeitslage zu halten. Das Zifferblatt 131 hat ein Datumsfenster 132 sowie ein Tagesfenster 133, unter welchen die Monatstage auf der Datumskrone bzw. die Wochentage auf der Tagesscheibe erscheinen.
Der in Fig. 2 nur teilweise dargestellte Wechselradtrieb 129, welcher auf der an der Platte 100 befestigten Achse 100b sitzt, kämmt in üblicher Weise mit dem Stundenrad 10, während das Wechselrad 130 mit dem Minutenrohr 200 in Eingriff steht. Dieses übliche Zeigerräderwerk wird in bekannter Weise über die nicht dargestellten übrigen Räder des Uhrwerks von ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmitteln angetrieben, wobei also das Stundenrad 10 mit seinem Trieb 11 zwei Um-
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drehungen und das Zahnrad 12 eine Umdrehung je 24 Stunden ausführen.
Der mit dem Zahnrad 12 bewegte Datumsfinger 13 rotiert in der Darstellung nach Fig. 1 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn und übt dabei auf den einen Zahn 14a des Sternrades 14 ein Drehmoment im Sinne des Uhrzeigers aus, so dass sich das Sternrad 14 entsprechend dreht und mit dem auf Fig. 1 mit 14ä bezeichneten Zahn, gegen welchen die Kante 15a des Hebels 15 anliegt, diesen Hebel 15 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gegen die Wirkung der Feder 16 verschwenkt. Dabei wandert die Spitze des Zahnes 14a' längs der Kante 15a in Richtung auf die durch den erwähnten Scheitelpunkt gebildete Spitze 15c des Hebels 15.
Während dieser Bewegung des Sternrades 14 dreht sich das Zahnrad 17 in der Darstellung nach Fig. 1 ebenfalls im Uhrzeigersinne, während der Trieb 18, das Ritzel 19 und die Zahnräder 24 und 25 Drehbewegungen im Sinne der auf Fig. 1 dargestellten Pfeile erfahren. Daher werden die Scheibe 20 und die Kurvenscheibe 26 im Uhrzeigersinne gedreht, jedoch bleibt die Datumskrone 21 so lange in Ruhe, bis der Finger 20b, welcher aus dem geraden Umfangsabschnitt 20c der Scheibe 20 radial vorspringt, in den benachbarten Einschnitt 21a auf dem Innenumfang der Datumskrone 21 eingreift.
Während dieser Zeit gleitet der kreisförmige Umfangsabschnitt 20a der Scheibe 20 unter leichter Reibung an der Wand der betreffenden Einkerbung 21b der Datumskrone 21. Die Drehung der Kurvenscheibe 26 hat während dieser Zeit ebenfalls keinen Einfluss auf das in Ruhe bleibende Tagessternrad 27.
Wenn der Datumsfinger 13 das Sternrad 14 so weit gedreht hat, dass die Spitze des Zahns 14ä die Spitze 15e des Hebels 15 überschritten hat und nunmehr am Anfang der Kante 15b des Hebels 15 anliegt, dann kann sich die Feder 16, die bis dahin stetig durch die Verschwenkung des Hebels 15 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne gespannt wurde, unter Zurückdrückung des Hebels 15 entspannen, welcher auf diese Weise ruckartig im Uhrzeigersinne um die Schraube 208 ver- schwenkt wird und dabei nun seinerseits ein Drehmoment im Uhrzeigersinne auf den Zahn 14ä ausübt, was zur Folge hat,
dass das Sternrad 14 ruckartig bis zum vollständigen Eingriff des Hebels 15 in die folgende Zahnlücke des Sternrades 14 weiter gedreht wird. Entsprechend erfährt dabei auch das mit dem Sternrad 14 fest verbundene Zahnrad 17 eine ruckartige Drehung im Uhrzeigersinne, wodurch die mit dem Zahnrad 17 kämmenden Ritzel 24 und 18 ruckartig entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne bewegt werden.
Dadurch werden einerseits der Trieb 19 mit der Scheibe 20 und anderseits der Trieb 25 mit der Kurvenscheibe 26 in eine rasche Drehbewegung versetzt, durch welche sowohl die Datumskrone 21 als auch gleichzeitig die Tagesscheibe 28 sprungartig um einen Schritt weitergestellt werden. Der Datumssprung erfolgt dadurch, dass der Finger 20b der Scheibe 20 in den benachbarten Einschnitt 21a der Datumskrone eingreift und bei Weiterdrehung diese um 1/;,1 einer vollen Umdrehung weiterbewegt.
Eine Zwischenstellung während dieses Datumssprunges ist auf Fig. 4 gezeigt, welcher man entnehmen kann, dass sich während dieses Datumssprunges das Ende des Fingers 20b nicht in Berührung mit dem Boden des Einschnitts 21a befindet, weil ja die Schwenkbewegung des Winkelhebels 22 unter der Wirkung der Feder 23 durch den Exzenteranschlag 29, an welchem der kürzere Hebelarm 22b anliegt, in geeigneter Weise begrenzt ist. Durch die Anbringung eines derartigen Anschlags für den Winkelhebel 22 ist es möglich, den Datumssprung gegen einen geringst möglichen Reibungswiderstand auszuführen,
welcher durch die Berührung des Umfangs 20a der Scheibe 20 mit der Wand der Einkerbung 21b erzeugt wird und der ohne einen solchen Anschlag 29 wesentlich grösser wäre.
Der Tagessprung der Tagesscheibe 28 erfolgt dadurch, dass, wie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, bei Drehung der Kurvenscheibe 26 im Uhrzeigersinne deren Hauptnockenfläche 26b das Tagessternrad 27 um einen Schritt weiterbewegt.
Zunächst gelangt, wie strichpunktiert auf Fig. 6 gezeigt, die Hauptnockenfläche in der Stellung 26b' mit dem in der Stellung 27b' befindlichen Zahn des Sternrades 27 in Berührung und bewirkt eine kleine Rückstellung des Sternrades entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne um einen kleinen Winkel von beispielsweise 10 ;
anschliessend greift die Hauptnockenfläche 26b in die Zahnlücke ein und bewirkt durch Stoss gegen den Zahn 27b den Tagessprung des Sternrades 27 im Uhrzeigersinne. In der auf Fig. 7 gezeigten Zwischenstellung des Tagessprunges gelangt der Nockenvorsprung 26d mit dem folgenden Zahn 27b" in Berührung, bevor die Hauptnockenfläche 26b den Zahn. 27b freigibt.
Auf diese Weise wird die Weiterdrehung des Sternrades 27 um einen vollen Schritt durch Stoss des Nockenvorsprungs 26d gegen den folgenden Zahn 27b" vollendet; Fig. 8 zeigt eine weitere Zwischenstellung kurz bevor der Nockenvorsprung 26d ausser Eingriff mit dem Sternrad 27 gelangt und dieser seine neue Einstellung annimmt. Der Tagessprung entspricht einer Drehung des Sternrades 27 zusammen mit der Tagesscheibe 28 um 1/7 einer vollen Umdrehung.
Wie auf Fig. 1 gezeigt, sind auf der Tagesscheibe 28 die entsprechenden Wochentage verzeichnet. Nach Vollendung eines Tagessprunges greift der bogenförmige Umfangsabschnitt 26a der Kurvenscheibe 26 unter Gleit- berührung gegen die Flanken benachbarter Zähne des Sternrades in die betreffende Zahnlücke ein und fixiert auf diese Weise die neue Einstellung des Sternrades 27 mit der Tagesscheibe 28.
Durch übliche, nicht dargestellte Mittel ist es möglich, die Datumskrone 21 im Uhrzeigersinne von Hand zu verstellen, um erforderliche Datumskorrekturen auszuführen. In diesem Falle wird die Scheibe 20 auf dem Winkelhebel 22 unter der Wirkung der die Einkerbungen 21 b der Datumskrone begrenzenden kleinen Vorsprünge nach innen gedrückt, so dass die Datumskrone unter leichtem Reibungswiderstand frei gedreht werden kann (Fig. 5).
Während der Operation des Datumssprunges ver* bleibt der Winkelhebel 22 praktisch ohne jede Schwenk Bewegung in einer konstanten Lage, so dass die Spannung der Feder 23 nicht geändert wird und daher das zur Weiterbewegung der Datumskrone erforderliche Drehmoment konstant bleibt. Die Feder 23 ist derart zu dimensionieren und anzuordnen, dass die Federkraft ausreicht, um jede mögliche zufällige Bewegung der Datumskrone infolge von äusseren Stössen oder dergleichen zu verhindern.
Auf Fig. 9 ist die Funktion des Tagessprunges anhand zweier Diagramme veranschaulicht. Auf der Ordinate des oberen Diagrammes ist der Drehwinkel ´ 2 des Tagessternrades 27 und auf der Abszisse der Schwenkwinkel 0 1 der Kurvenscheibe 26 aufgetragen, und zwar entsprechen die Winkelwerte 0 der Stellung
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beider Teile nach Fig. 1. Im unteren Diagramm nach Fig. 9 ist auf der Ordinate das Verhältnis T2/T1 aufgetragen, wobei T1 das Drehmoment der Kurvenscheibe 26 und T2 das auf dem Tagessternrad 27 ausgeübte Drehmoment bedeuten. Auf der Abszisse ist wiederum der Schwenkwinkel () 1 der Kurvenscheibe 26 aufgetragen.
Im oberen Diagramm ist mit H 3 derjenige Leerwinkel bezeichnet, welcher zwischen dem Umfang der Hauptnockenfläche 26a und dem mit dieser zusammenarbeitenden Zahn 27b des Sternrades 27 vorgesehen ist.
Während der stetigen Drehung der Kurvenscheibe 26, ausgehend von der auf Fig. 1 dargestellten Stellung, erreicht der Winkel H 1 120 , wenn nach Fig. 6 die Hauptnockenfläche 26b' mit dem Zahn 27b' des Sternrades 27 in Berührung gelangt. Aus dem unteren Diagramm ist zu ersehen, dass das Verhältnis T2/T1, das ein Mass für das übertragene Drehmoment darstellt, beim Winkel H 1 = 160 seinen grössten (negativen) Wert annimmt. Zu diesem Zeitpunkt hat nach dem oberen Diagramm der Winkel (9 2 seinen grössten negativen Wert (entsprechend der erwähnten Rückstellung des Sternrades 27) angenommen. Bei weiterem Anstieg des Winkels e 1 wird das übertragene Drehmoment positiv und nimmt dann anschliessend etwas ab.
Dementsprechend geht der Winkel H 2 langsam nach Null, schneidet die Abszisse und wird dann stetig grösser. Beim Winkel H 1 = 240 entspricht die relative Lage von Kurvenscheibe 26 und Sternrad 27 der Darstellung nach Fig. 7. Mit weiter wachsendem Winkel e 1 trennt sich die Hauptnockenfläche 26b vom Zahn 27b des Sternrades 27, während der Nockenvorsprung 26d nunmehr mit dem folgenden Zahn 27b" in Berührung gelangt, wie obenstehend anhand der Fig.7 beschrieben. Wenn dann der Winkel e 1 weiter zunimmt, steigt das Drehmomentverhältnis erneut an, und das Sternrad 27 vollendet einen Tagessprung, was einem Winkel e 2 = 50 entspricht.
Selbstverständlich dienen die beiden Diagramme nach Fig. 9 nur zur Veranschaulichung, und die Einzelheiten der gezeigten Winkel- und Drehmomentkenn- linien können je nach der gewählten Ausführung des Erfindungsgegenstandes insbesondere in Abhängigkeit von der gewählten Form der beiden Nockenflächenab- schnitte der Kurvenscheibe 26 sowie der Form des Sternrades 27 mehr oder weniger variieren.