[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Uhr (vorzugsweise eine mechanische, automatische Armbanduhr) mit einem platzsparenden Untersetzungsgetriebe zwischen Rotor und Federhaus.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Uhrwerke mit automatischem Aufzug, sei es durch zentralaufgehängten Rotor (um die eigene Achse drehend), mit Minirotor oder sei es mit aussen gelagertem Rotor, welcher das Zentrum des Werkes frei lässt, bekannt.
[0003] Stand der Technik sind Uhrwerke mit Rotoren, die mittels einseitigem oder doppelseitigem Aufzug und einem Untersetzungsgetriebe die Feder des mechanischen Werkes spannen.
[0004] Bekannt sind verschiedenste Untersetzungsgetriebe, teils mit Wippen, mit Klinkenrädern und ähnlichen Systemen, die zum Zweck haben, bei zweiseitigen Aufzugssystemen die Rotation der Masse (Rotor) in eine gleichlaufende Drehrichtung zu kanalisieren, um die Feder aufzuziehen.
[0005] Auch sind Systeme bekannt, die bei einem zweiseitigen automatischen Aufzug, je nach Drehrichtung des Rotors, zwei oder mehrere Federhäuser aufziehen und dadurch kein Drehrichtungswandler eingesetzt werden muss.
[0006] Bekannt ist, dass für die Funktion eines automatischen Aufzugs die Rotordrehungen im Verhältnis 1:110 bis 1:180 zum Sperrrad untersetzt werden müssen, um einen guten Spannung der Uhrenfeder zu gewährleisten.
[0007] Bekannt sind aus anderen industriellen Anwendungen sogenannte Harmonie Drive-Getriebe mit Kugellager, die sich durch kleine Abmessungen, hohe Drehmomentkapazität, hohe Wirkungsgrade sowie hohe Untersetzungen in einer Stufe auszeichnen.
[0008] Bekannt sind auch sogenannte Micro Harmonie Drive-Getriebe, welche nicht unbedingt über ein Kugellager verfügen und für Miniaturanwendungen geeignet sind.
[0009] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die wesentlichen Bestandteile eines automatischen Aufzugs mit Aussenrotor (2) und einem Untersetzungsgetriebe mit Harmonie Drive-Getriebe (6).
[0010] Die Erfindung besteht darin, eine Uhr mit einem speziellen Harmonie Drive (6) auszurüsten, welcher die Funktion des Untersetzungsgetriebes vom Rotor (2) zum Federhaus (10) in einem Schritt vornimmt, dadurch platzsparend wirkt und eine geringe Bauhöhe aufweist. Diese Erfindung kann für einseitige oder zweiseitige automatische Aufzugssysteme verwendet werden.
[0011] Der in der Grundplatte (1) durch Kugellager (3) gelagerte Rotor (2) hat hierbei am Kugellager-Innenring (4) direkt eine Verzahnung angebracht und greift in ein Abnehmerrad (5) ein, welches direkt mit der Achse (19) des Harmonie Drives (6) verbunden ist. Der auf der Achse freigelagerte (20) Harmonie Drive (6) untersetzt in einem Schritt, im gewünschten Untersetzungsverhältnis, die Rotation des Rotors (2) auf die Aussenverzahnung (14 + 15) des Harmonie Drives (6). Je nach Drehrichtung des Rotors wird die obere oder untere Aussenverzahnung (14+15) gesperrt und dementsprechend nur das jeweilige Sperrrad (8) gedreht, welches dadurch die Feder im Federhaus (10) spannt.
[0012] Fig. 2 zweigt die Funktionsweise eines normalen Harmonie Drive (6), bei welchem der elliptische Wellengenerator (23), als über die Achse (19) angetriebenes Teil, eine flexible, doppelseitige Verzahnung (21) verformt (den sogenannten Flexspline), der sich in den gegenüberliegenden Bereichen der grossen Ellipsenachse mit dem fixen, runden doppelverzahnten Rad (22) (dem sogenannten Circular Spline) im Eingriff befindet. Mit Drehen des Wellen Generators (23), dem Wave Generator, verlagert sich die grosse Ellipsenachse und damit der Zahneingriffsbereich.
Da die flexible, doppelseitige Verzahnung (21), der Flexspline zwei Zähne weniger als die fixe, doppelseitige Verzahnung (22), der Circular Spline besitzt, vollzieht sich nach einer halben Umdrehung des Wellen Generators (23) eine Relativbewegung zwischen der flexiblen, doppelseitigen Verzahnung (21) und der aussenliegenden, fixen Verzahnung (22) um einen Zahn und nach einer ganzen Umdrehung um zwei Zähne. Wird die aussenliegende, fixe, doppelseitige Verzahnung (22) gesperrt, dreht sich die flexible, doppelseitige Verzahnung (21) als Abtriebselement entgegengesetzt zum Antrieb.
[0013] Fig. 3 zeigt die Funktionsweise eines Micro Harmonie Drive (16), wobei der Wellen Generator (23) mittels zwei Planetenrädern (18) und einem Sonnenrad (17), welches sich auf der Antriebsachse befindet die flexible, doppelseitige Verzahnung (21) verformen wird. Mit Drehen der Planetenräder (18) über der Antriebsachse verlagern sich die grosse Ellipsenachse und damit der Zahneingriffsbereich.
[0014] Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die bevorzugte Art eines zu verwendenden Micro Harmonie Drive (16) für zwei Federhäuser. Das Abnehmerrad (5) nimmt die Drehung der Rotorlagerungsverzahnung auf und ist fix mit der Achse (19) des Micro Harmonie Drive (16) verbunden. Der Micro Harmonie Drive (16) mit seinen Bestandteilen ist frei auf der Achse gelagert und wird durch Halteplatten (24) fixiert. Das Sonnenrad (17) greift hierbei in die Planetenräder (18) ein, welche wiederum in die flexible, doppelseitige Verzahnung (21) eingreifen und somit in die beiden aussengelagerten, fixen Doppelverzahnungen (14 + 15), welche die Sperrräder antreiben.
[0015] Fig. 5 zeigt die Anwendung bei einem mechanischen Werk mit Aussenrotor (2), der beidseitig aufzieht. Auf der Werkgrundplatte (1) ist ein Kugellager (3) eingesetzt, welches am Innenring mit einer Verzahnung versehen ist. Dieses greift in das Abnehmerrad (5) ein, dass fix auf der Achse (19) des Harmonie Drives (6) befestigt ist. Der Harmonie Drive weist zwei fixe Aussenverzahnungen (14+15) auf, übereinander montiert, welche in ein Sperrrad (8) des jeweiligen Federhauses (10) eingreifen. Die fixen Aussenverzahnungen (14 + 15) des Harmonie Drive werden je nach Drehrichtung durch einen Sperrkegel (12) blockiert oder freigegeben. Das Sperrrad (8) des Federhauses (10) benötigt auch einen Sperrkegel (11) um beim manuellen Aufziehen normal zu blockieren.
[0016] Fig. 6 zeigt die Anwendung bei einem mechanischen Werk mit Zentral gelagertem Rotor (2). Hierbei greift das auf der Harmonie Drive Achse (19) montierte Abnehmerrad (5) in die Rotorlagerung (13) oder ein Kugellager mit Aussenverzahnung ein und überträgt so die Rotation auf den Harmonie Drive (6). Wichtig ist auch hier die fixen Aussenverzahnungen (14 + 15) zu sperren, damit je nach Drehrichtung des Rotors (2) die Feder des einen oder anderen Federhauses (10) aufgezogen wird.
[0017] Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den zentralgelagerten Rotor (2) mit Harmonie Drive-Getriebe (6).
The present invention relates to a clock (preferably a mechanical, automatic wristwatch) with a space-saving reduction gear between the rotor and barrel.
Movements with automatic winding, be it by centrally suspended rotor (rotating about its own axis), with mini rotor or be it externally mounted rotor, which leaves the center of the plant, are known from the prior art.
State of the art are movements with rotors that span the spring of the mechanical work by means of unilateral or doppelseitigem elevator and a reduction gear.
Are known various reduction gear, partly with rockers, with ratchet wheels and similar systems that have the purpose to channel in two-sided elevator systems, the rotation of the mass (rotor) in a concurrent direction of rotation to raise the spring.
Also systems are known that raise two or more barrels in a two-sided automatic elevator, depending on the direction of rotation of the rotor and thus no direction of rotation converter must be used.
It is known that for the function of an automatic elevator, the rotor rotations in the ratio 1: 110 to 1: 180 have to be reduced to the ratchet wheel to ensure a good tension of the clock spring.
Are known from other industrial applications so-called Harmony Drive gearbox with ball bearings, which are characterized by small dimensions, high torque capacity, high efficiencies and high reductions in a stage.
Also known are so-called Micro Harmony Drive gear, which does not necessarily have a ball bearing and are suitable for miniature applications.
Fig. 1 shows a section through the essential components of an automatic elevator with external rotor (2) and a reduction gear with Harmony Drive transmission (6).
The invention is to equip a clock with a special Harmony Drive (6), which performs the function of the reduction gear from the rotor (2) to the barrel (10) in one step, thereby saving space and has a low overall height. This invention can be used for single-sided or double-sided automatic elevator systems.
In the base plate (1) by ball bearings (3) mounted rotor (2) has in this case on the ball bearing inner ring (4) directly mounted a toothing and engages in a Abnehmerrad (5), which directly with the axis (19 ) of the Harmony Drive (6). The (20) Harmony Drive (6), which is exposed on the axle, reduces the rotation of the rotor (2) to the outer toothing (14 + 15) of the Harmony Drive (6) in one step, in the desired reduction ratio. Depending on the direction of rotation of the rotor, the upper or lower external teeth (14 + 15) is locked and accordingly only the respective ratchet wheel (8) is rotated, which thereby biases the spring in the barrel (10).
Fig. 2 branches the operation of a normal Harmony Drive (6), in which the elliptical wave generator (23), as the axis (19) driven part, a flexible, double-sided toothing (21) deformed (the so-called Flexspline) , which is in the opposite areas of the large ellipse axis with the fixed, round double-toothed wheel (22) (the so-called circular spline) in engagement. Turning the Wave Generator (23), the Wave Generator, shifts the large ellipse axis and thus the meshing area.
Since the flexible, double-sided toothing (21), the Flexspline two teeth less than the fixed, double-sided toothing (22), the Circular Spline, takes place after half a revolution of the shaft generator (23) relative movement between the flexible, double-sided teeth (21) and the external, fixed toothing (22) by one tooth and after a complete revolution by two teeth. If the external, fixed, double-sided toothing (22) locked, the flexible, double-sided toothing (21) rotates as output element opposite to the drive.
Fig. 3 shows the operation of a Micro Harmony Drive (16), wherein the wave generator (23) by means of two planetary gears (18) and a sun gear (17), which is located on the drive axle, the flexible, double-sided toothing (21 ) will deform. With rotation of the planetary gears (18) over the drive axis, the large ellipse axis and thus the tooth engagement area shift.
Fig. 4 shows a section through the preferred type of Micro Harmonie Drive (16) to be used for two barrels. The pickup wheel (5) receives the rotation of the rotor bearing teeth and is fixedly connected to the axis (19) of the Micro Harmonie Drive (16). The Micro Harmonie Drive (16) with its components is freely mounted on the axle and is fixed by holding plates (24). The sun gear (17) engages in the planetary gears (18), which in turn engage in the flexible, double-sided toothing (21) and thus in the two externally mounted, fixed double gears (14 + 15), which drive the ratchet wheels.
Fig. 5 shows the application in a mechanical movement with external rotor (2), which raises on both sides. On the work base plate (1) a ball bearing (3) is used, which is provided on the inner ring with a toothing. This engages in the Abnehmerrad (5) that is fixed on the axis (19) of the Harmony Drive (6). The Harmony Drive has two fixed external gears (14 + 15), mounted one above the other, which engage in a ratchet wheel (8) of the respective barrel (10). Depending on the direction of rotation, the fixed external gears (14 + 15) of the Harmony Drive are blocked or released by a locking cone (12). The ratchet wheel (8) of the barrel (10) also requires a locking cone (11) to block normal when pulling up manually.
Fig. 6 shows the application in a mechanical work with centrally mounted rotor (2). In this case, the pickup wheel (5) mounted on the Harmony Drive axle (19) engages in the rotor bearing (13) or a ball bearing with external toothing and thus transmits the rotation to the Harmony Drive (6). It is also important here to lock the fixed external teeth (14 + 15), so that depending on the direction of rotation of the rotor (2) the spring of one or the other barrel (10) is raised.
Fig. 7 shows a section through the centrally mounted rotor (2) with Harmony Drive transmission (6).