CH719729A2 - Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit. - Google Patents

Abstract

Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit, ausgestattet mit einer Antriebsachse(1), an deren zylinderförmigem Rotorkopf(7) ein Federarm(4) tangential festgemacht ist und der an seinem freien Ende einen Spaltkeil(5) so trägt, dass dieser bei Rotation derAntriebsachse(1) eine dünne Deckfolie(6) in einer kontinuierlichen, spiralförmigen Anzeige-Linie durchtrennt oder entlang einem vorgestanzten Aufbruch-Muster deformiert und durch die Anzahl der entstehenden Umdrehungen und fortlaufenden Länge der spiralförmigen Material-Furche(14) die Betriebszeit einer weiteren, die Rotation der Antriebsachse(1) speisenden Baugruppe anzeigt. Ein Summiergetriebe kann so mit derAntriebsachse(1) verbunden sein, dass diese, durch Drehung an der Steg-Achse zusätzlich angetrieben wird und so eine willkürliche Voreinstellung der Anzeige möglich ist. Eine Vegrösserungseinheit kann das Ablesen der spiralförmigen Material-Furche(14) erleichtern.

Description

1.2.Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine mechanische Baugruppe, welche die Betriebsdauer einer anderen, bereits bestehenden oder neu zu entwickelnden Baugruppe zur Anzeige bringt. Die Erfindung ist in Ihrer Dimensionierung erweiterbar und kann darum eine Betriebsdauer von mehreren Jahres-Dekaden, bis hin zu mehreren hundert Jahren mechanisch aufzeichnen und anzeigen. Das Hauptanwendungsgebiet dieser Baugruppe ist der Einbau in eine Uhr, in der sie vom Uhrwerk angetrieben wird und zusätzlich durch manuelles Drehen vorgestellt werden kann. Weil Uhrwerke und Zifferblätter von Uhren in den meisten Fällen eine runde Geometrie haben, ist die Konstruktion der Baugruppe dieser Tatsache angepasst. Sie ist in sehr geringer Bauhöhe umsetzbar und zeigt die verstrichene Betriebszeit durch die fortlaufende radiale Vergrösserung einer Spirale in Folge der Rotation der Zentralachse von 360 Grad pro Jahr an.

[0002] Die Erfindung kann in die Gebiete der Mikromechanik oder Komplikationen für Uhren eingeteilt werden.

1.3.Stand der Technik

[0003] Uhren werden regelmässig verschenkt oder zu bestimmten Gelegenheiten mit bedeutungsvollem Hintergrund gekauft. Das kann die Geburt eines Kindes sein, eine gesellschaftliche Feier oder der achtzehnte Geburtstag der Enkelkinder, aber auch die Übergabe oder Vererbung einer Uhr an Nachkommen oder Freunde. In diesen beschriebenen Situationen kann es sehr interessant sein, zu wissen, wie lange die Uhr im Besitz der Person war, die sie nun weitergibt oder verkauft. Es kann aber auch ein wunderbares Geschenk sein, Jemandem eine Uhr zu schenken, welche zum Zeitpunkt der Geburt der beschenkten Person gekauft wurde und zu einem bestimmten Tag oder Geburtstag an die betreffende Person überreicht wird. Die Erfindung zielt darauf ab, diese Momente auf der Uhr jederzeit nachvollziehen zu können, indem die Laufzeit der Uhr anhand von Jahresringen, analog der Wachstumsringe bei Bäumen, abgelesen werden kann. Sollte die Uhr über einen bestimmten Zeitabschnitt nicht gelaufen haben, kann durch die Möglichkeit, händisch vorzustellen, die vergangene Zeit seit dem Kauf der Uhr oder anderer Gelegenheit, nachgestellt werden.

[0004] Es existieren verschiedenste Formen von Laufzeit-Anzeigen, manche sind als Computerprogramme umgesetzt und benötigen darum eine Recheneinheit, welche mit elektrischer Energie versorgt werden muss. Andere sind mechanisch aufgebaut, meist in Form mehrerer, drehender auf der Aussenhülle beschrifteter kleiner Rädchen, welche rotieren und beim Übergang zur folgenden Dekade, das nächste Rädchen durch einen Mitnehmer um eine Einheit weiterdrehen. Ältere mechanische oder elektromechanische Laufzeitanzeigen drehen statt der erwähnten Rädchen einen kleinen Stapel beschrifteter, flacher Plättchen in ein überkritisches Winkelgrad, sodass ein weiteres Plättchen von Stapel in die sichtbare Position dreht. Alle die genannten, bereits bekannten Laufzeitanzeigen benötigen entweder elektrische Energie, um ihre Funktion zu erfüllen oder sie sind zu gross und darum nicht für den präferierten Einsatz in einer Uhr oder anderen Kleingeräten geeignet. Vielen der bekannten Laufzeit-Anzeigen ist gemeinsam, dass Sie nicht für Betriebszeiten von Jahrzehnten, bis weit über ein Jahrhundert ausgelegt sind, weil die Geräte, deren Teil sie sind, nicht für eine Einsatzdauer in den genannten Grössenordnungen entwickelt wurden oder, weil sie viel früher durch modernere Bau-Varianten abgelöst werden. Mechanische Uhren verfügen teilweise über Anzeigen der Gangreserve, welche sich aber vom Anspruch der Erfindung klar unterscheiden. Diese Anzeigen zur Gangreserve zeigen die verbleibende Betriebszeit einer aufgezogenen mechanischen Uhr an und haben darum eine Anzeige, die den rückläufigen Verlauf und nicht eine kontinuierliche Erweiterung der Betriebszeit wiedergibt. Sie stellen vielmehr das Mass der zum Zeitpunkt der Ablesung noch gespeicherten potentiellen Energie in der Antriebsfeder der Uhr dar.

[0005] Die Erfindung löst die aufgeworfenen technischen Fragen und erfüllt die grössenspezifischen Anforderungen durch den Ansatz einer planaren Anzeige Mittels zentralem Rotor und der dauerhaften radialen Prägung der Betriebszeit in eine dünne Folie.

[0006] Ein ganz wesentlicher Punkt, den die Erfindung zusätzlich erfüllt, ist der emotionale Bezug, wenn die Anzahl Jahre in Form von Jahresringen angezeigt wird. Dazu gesellt sich die Art und Weise der angewendeten unwiderruflichen Einprägung der Jahresringe Mittels Aufschneiden oder der Deformation einer vorgestanzten oder perforierten Folie, welche danach nicht mehr in den Urzustand gebracht werden kann. Die Laufzeit kann auch nicht elektronisch manipuliert oder mechanisch zurückgedreht werden. Dem Erfinder sind zum Zeitpunkt der Einreichung des Patentantrags keine Baugruppen bekannt, welche alle die genannten, spezifischen Anforderungen erfüllen.

[0007] Die Erfindung erfüllt die oben aufgeführten technischen Ansprüche, benötigt keine eigene elektrische Energiequelle und wird der besonderen Anforderung zur Koppelung der technischen Funktion mit der emotionalen Wirkung der Baugruppe bei deren Anwendung gerecht.

1.4.Darstellung der Erfindung

[0008] Die unter Punkt 1.3. Stand der Technik aufgezeigten Probleme zur dauerhaften, nicht löschbaren Anzeige der Betriebszeit einer mechanischen oder elektromechanischen Baugruppe, im Speziellen einem Uhrwerk, löst diese Erfindung, fortan in diesem Text auch als Betriebszeitanzeige bezeichnet, durch eine Mechanik, deren Antriebsachse(1) von einer anderen Baugruppe, welche selber nicht Teil der beschriebenen mechanischen Baugruppe ist, aktiv gedreht wird und dadurch die Anzeige der Laufzeit der speisenden Baugruppe gewährleistet. Als speisende Baugruppe steht bei dieser Erfindung das Uhrwerk einer Uhr im Fokus, welche ihrerseits die Zeit durch die Rotation einer oder mehrerer Achsen zur Anzeige bringt und darum als speisende Einheit die Antriebsachse(1) der Betriebszeitanzeige in Rotation versetzen kann. Die Betriebszeitanzeige kann in einer weiteren Ausführung gemäss Zeichnung 6 zusätzlich durch händisches Drehen an der Hauptachse beeinflusst werden und so die Laufzeit auf einen bestimmten Wert vorgestellt werden. In einer weiteren Ausführung erleichtert ein zusätzliches Modul, die Vergrösserungseinheit gemäss Zeichnung 8 das Ablesen der Laufzeit auf der Anzeige mit Hilfe einer vergrössernden, optischen Linse.

[0009] Damit die Problemlösung nicht nur gemäß dem Anforderungsprofil, sondern auch im praktischen, alltäglichen Sinne effektiv ist, bewegen sich die Außenmaße der Gesamtkonstruktion idealerweise in einem Hüllen-Zylinder mit den ungefähren Ausmassen eines Uhrwerks einer Armbanduhr. Sie können aber bei Bedarf sowohl vergrößert, als auch verkleinert werden. Die Betriebszeitanzeige kann so ihren Einsatzort auch in Maschinen oder Baugruppen haben, die sich in ihren Dimensionen von einer Uhr unterscheiden. Neben den technischen Anforderungen genügt die Erfindung dem Anspruch die Betriebsanzeige mit einem emotionalen Erlebnis zu verbinden dadurch, dass die verstrichene Betriebszeit durch das Einbringen einer spiralförmigen Linie(14) in eine dünne Deckfolie(6) so gestaltet wird, dass bei Betrachtung der Betriebsanzeige der bildliche Eindruck von Wachstumsringen bei Querschnitten von Bäumen entsteht.

[0010] Die beschriebenen Eigenschaften der Betriebszeitanzeige werden erreicht, indem eine zentrale Antriebsachse(1) durch eine speisende mechanische oder elektromechanische Einheit mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von einer Umdrehung pro Jahr in Rotation versetzt wird.

[0011] Gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen Anspruchs bezieht sich die Erfindung in ihrem grundsätzlichen Aufbau auf eine Betriebszeitanzeige mit einer zentralen Antriebsachse(1), welche direkt angetrieben wird, ohne vorgeschaltetes Summiergetriebe. Die Ausführung der Erfindung mit der erwähnten, händischen Einflussnahme über ein vorgeschaltetes Summiergetriebe gemäss Zeichnung 6 wird in einem abhängigen Unteranspruch berücksichtigt. Die zusätzliche händische Beeinflussung der Betriebszeitanzeige geschieht in einer weiteren Ausführung der Erfindung durch die Aufnahme der Drehbewegung über ein vorgeschaltetes Summiergetriebe gemäss Zeichnung 7, dessen Sonnenrad von der speisenden mechanischen oder elektromechanischen Einheit angetrieben wird, und dessen Hohlrad-Käfig die abtreibende Achse darstellt, welche die Antriebsachse der Betriebszeitanzeige antreibt. Dabei ist das Übersetzungsverhältnis der Umdrehungszahl pro Zeit, welche die speisende Achse vorgibt, anzupassen und darum nicht starr definiert. Dabei muss die speisende Achse in dieser Ausführung der Erfindung in Ihrer Drehrichtung so konzipiert sein, dass sie die Umkehrung der Drehrichtung durch das Umlaufgetriebe berücksichtigt und eine Rotation der Antriebsachse der Betriebszeitanzeige im Gegenuhrzeigersinn ermöglicht. Sollte dies nicht der Fall sein, muss ein Zahnrad eingesetzt werden, welches die Drehrichtung der speisenden Achse nochmals invertiert. Bei der Entwicklung der Erfindung wurde eine speisende Achse mit korrekter Drehrichtung und eine der Anwendung angepasster Rotationsgeschwindigkeit vorausgesetzt. Im Resultat ist es in dieser Ausführung der Erfindung nun das Hohlrad des Summiergetriebes, welche die Antriebsachse der Betriebszeitanzeige antreibt.

[0012] Die Antriebsachse(1) verläuft senkrecht durch eine Trägerscheibe(2), welche ihr als Drehlager dient, wobei das Umlaufgetriebe unterhalb der Trägerscheibe verbleibt und durch die feste Verbindung des Hohlradkäfigs mit derAntriebsachse(1) auch deren Durchrutschen durch die Trägerscheibe(2) von unten nach oben verhindert. Am oberen Ende der Antriebsachse(1) befindet sich der Rotorkopf(7), eine Verbreiterung derAntriebsachse(1) oberhalb der Trägerscheibe(2), die durch die Verbreiterte Geometrie wiederum ein Durchrutschen der Antriebsachse(1) durch die Trägerscheibe(2) diesmal von oben nach unten verhindert.

[0013] Am zylinderförmigen Rotorkopf(7) ist tangential an dessen Mantelfläche ein spiralförmiger Federarm(4) so angebracht, dass dieser mit seiner Länge und Federkonstante so ausgelegt ist, dass er im entspannten Zustand bis etwas über den äusseren Rand der Trägerscheibe(2) reicht und die spiralförmigen Jahresringe bis zum gewünschten äusseren Rand der Deckfolie(6) einprägen kann. Um eine mehr oder minder lineare Kraftentwicklung durch den Federarm(4) zu erreichen, macht dieser eine komplette Umdrehung um den Rotorkopf(7). In einer Position, bei der die Spitze des Federarms(4) mit seinem Spaltkeil(5) nahe am Rotorkopf(7) zu liegen kommt, wird der Federarm(4) entsprechend deformiert, sodass er durch aktive Beugung bis hin zur Mantelfläche des Rotorkopfs(7) zurück reichen kann. Der Federarm(4) ist so am Rotorkopf(7) angebracht, dass die untere Kante des Federarms(4) die Deckfolie(6) nicht berührt und nicht beschädigen kann.

[0014] Die Trägerscheibe(2) bildet das Chassis, respektive die Grundplatte der Baugruppe. Sie ist zylinderförmig und hat im Abstand von 120 Grad drei Auswuchtungen mit jeweils einer durchführenden Lochbohrung zur Montage des Moduls mit Hilfe von Schrauben oder anderen Mitteln zur Befestigung. Unmittelbar auf der Oberseite der Trägerscheibe(2) befindet sich die Leitspirale(3). Sie besteht aus einem dünnwandigen Band, das aus demselben Material besteht, wie jenes, aus dem die Trägerscheibe(2) beschaffen ist. Die Leitspirale(3) kann auf die Trägerscheibe(2) geklebt oder geschweisst sein. Eine weitere Möglichkeit zur Konstruktion ist es, die den Grundzylinder, aus dem die Trägerscheibe(2) gefertigt ist, entsprechend höher zu konstruieren und die Leitspirale(3) aus diesem geometrischen Körper auszufräsen. Die Leitspirale(3) beginnt in einem radialen Abstand zum Rotorkopf(7) und hat dort ihren Anfang, respektive Eingang. Sie windet sich nun in einer willkürlich zu wählenden Anzahl Umdrehungen um die Achse des Rotorkopfs(7) und endet am peripheren Rand der Trägerscheibe(2), wo sie ihr Ende, respektive ihren Ausgang hat. Durch ihre Bandform und Bauhöhe bildet sie so einen Kanal, in dem der Spaltkeil(5) auf seiner Umlaufbahn gehalten wird. Jeder Umlauf des Kanals um die zentrale Achse der Leitspirale(3) stellt einen Jahresring der Betriebszeitanzeige dar. Durch die Anpassung der Baugrösse des Moduls und die Definition der Anzahl Umdrehungen der Leitspirale(3) kann vorgegeben werden, welchen Zeitabschnitt die Betriebszeitanzeige maximal anzeigen kann.

[0015] Auf der Oberkante der Leitspirale(3) liegt eine dünne Deckfolie(6). Sie besteht aus einem beständigen aber schneidbaren oder deformierbaren Material. Idealerweise wird ein duktiles, leicht biegbares, deformierbares Metall wie beispielsweise Gold dafür verwendet. Es kann aber auch ein Kunststoff oder ein beliebiger anderer Werkstoff, der für den Einsatzort der Betriebszeitanzeige am sinnvollsten ist, eingesetzt werden. Die Deckfolie(6) verschliesst den Leitkanal(11) der Leitspirale(3) so, dass bei der Aufsicht auf das Modul eine strukturlose, glatte Oberfläche sichtbar ist und weder der Leitkanal(11), noch die Leitspirale(3) sichtbar sind.

[0016] Der Prägungsvorgang, als zentrales Element der Erfindung wird durch den Spaltkeil(5) ausgeführt. Dieser ist am Ende des Federarms(4) so angebracht, dass er mit seiner funktionalen Spitze zum Ende des Federarms(4) zeigt und darum bei Drehung des Federarms(4) von diesem im Gegenuhrzeigersinn durch den Leitkanal(11) gezogen wird. Der Spaltkeil(5) ist ein keilförmiges Element, dessen Kante an der Keilspitze vertikal, also senkrecht zur Fläche der Trägerscheibe(2) und der Deckfolie(6) verläuft. Wesentlich ergänzt wir die Form des Spaltkeils(5) durch zwei röhrenförmige Seitenkanäle links und rechts der Spaltkante(17), welche vorne einen grösseren Öffnungsdurchmesser haben, als bei ihrem hinteren, der Spaltkante(17) abgeneigten Ende. Der Spaltkeil(5) ist nun so am äusseren Ende des Federarms(4) angebracht, dass der untere Bereich der frontalen Spaltkante(17) sich auf gleicher Bauhöhe befindet, wie die Deckfolie(6). Dadurch ist gewährleistet, dass die Spaltkante(5) bei Drehung des Federarms(4) auf die Deckfolie(6) trifft und diese durch seine spitz zulaufende und senkrecht zur Ebene der Deckfolie(6) verlaufende Spaltkante(5) entweder schneidet oder, wenn die Deckfolie(6) entsprechend perforiert oder vorgeschnitten wurde, so deformiert, dass sich die Deckfolie(6) entlang der Linie, welche durch die Bewegung des Spaltkeils(5) erzeugt wird, beidseitig gegen die Wände der Leitspirale(3) wegdrücken lässt. Der Spaltkeil(5) arbeitet sich so Umdrehung für Umdrehung durch die Deckfolie(6) und schneidet oder prägt so die Betriebszeit in Form von Jahresringen in die Deckfolie(6), vergleichbar mit einem Flug, der sich durch den Acker bewegt. Nach dem Aufschneiden oder Aufbiegen der Deckfolie(6) an der Spaltkante(17) leitet die Keilform des Spaltkeils(5) die Folienteile durch seine fortschreitende Bewegung entlang dem Leitkanal(11) in die seitlichen Beuge-Röhren(19) des Spaltkeils(5) weiter. Diese zwingen die deformierbare Deckfolie(6) in eine runde Form. Durch die Verengung der Beuge-Röhren(19) an deren hinteren Enden wird der definitive Beugungsdurchmesser der Folienteile definiert, welche dann seitlich, am hinteren, breiteren Ende des Spaltkeils(5) diesen wieder verlassen und sich nahe den Wänden der Leitspirale(3) anlagern. Durch diesen Vorgang hinterlässt der Spaltkeil(5) eine sichtbare Material-Furche(14) in der Deckfolie(6), die schliesslich als dauerhafter Jahresring auf der Deckfolie(6) zurückbleibt. Damit dieser Vorgang geordnet abläuft und, um unerwünschte Wulstbildungen zu verhindern, ist an der Spitze des Spaltkeils(5) eine Führungslippe(18) angebracht, welche parallel zur Ebene der Deckfolie(6) verläuft, unterhalb des unteren Ansatzes der Spaltkante(5) liegt und an ihrer Vorderseite rund und leicht nach unten gebeugt ist. Mit ihrer Position und speziellen Form hilft sie dabei, die Deckfolie(6) leicht anzuheben und der Spaltkante(17) des Spaltkeils(5) zuzuführen. Damit der Spaltkeil(5), angetrieben durch die Drehung der Antriebsachse(1) und weitergeleitet durch den Federarm(4), sich entlang des Leitkanals(11) bewegt, ist am äusseren Rand seiner Unterseite eine kleiner Leitzylinder(20) angebracht. Dieser befindet sich bei Aufsicht und in Bewegungsrichtung des Spaltkeils(5) auf seiner rechten Unterseite und zeigt somit gegen den äusseren Rand der Trägerscheibe(2). Er wird durch die Federkraft des Federarms(4) gegen die innere Wandfläche der Leitspirale(3) gedrückt und so in seiner Umlaufbahn entlang des Leitkanals(11) gehalten. Dieses Zusammenspiel von Federarm(4), Leitspirale(3) und Leitzylinder(20) definiert mit dem Spaltkeil(5) die Art und Weise, wie die Betriebszeit in Form einer fortlaufenden Material-Furche(14) dauerhaft, unlöschbar und formtreu in die Deckfolie(6) eingebracht wird. Dabei beginnt die Aufzeichnung der Betriebszeit im Deckfolien-Bereich, der nahe ihrem Mittelpunkt liegt und zieht sich dann spiralförmig, kontinuierlich mit zunehmendem Radius zur Peripherie hin.

[0017] Die mechanische Konstruktion der Erfindung ist so ausgelegt, dass sie als flaches Modul im Vergleich zu ihrer Ausdehnung in der Fläche, im Wesentlichen gegeben durch die Dimensionen der Trägerscheibe(2) nur wenig Raum in Anspruch nimmt und mit einer vergleichsweise geringen Bauhöhe auskommt. Darum eignet sich das Modul für den Einbau in eine Uhr, sowohl unterhalb, als auch oberhalb des Uhrwerks oder Zifferblatts. Darum führt durch die gesamte Länge derAntriebsachse(1) eine Längsbohrung, welche die Durchführung der Zeigerachsen erlaubt, dies im Falle des Einbaus der Betriebszeitanzeige oberhalb des Uhrwerks. Bei der Gestaltung der optischen Darstellung der Jahresringe kann die Leitspirale(3) in ihrer Aufsicht einer mathematischen Spirale entsprechen oder wie in einer weiteren Ausführung in willkürlicher Weise so deformiert sein, dass sie in ihrer Gesamtheit den optischen Eindruck von natürlichen Wachstumsringen von Bäumen erweckt.

[0018] Ein weiteres Funktionselement der Erfindung ist der erwähnte Getriebe-Zugang, der es ermöglicht, die Antriebsachse(1) der Betriebszeitanzeige zusätzlich von Hand oder durch eine andere rotierende Achse, welche zugeführt wird, anzutreiben. Dazu wird der Steg des Umlaufgetriebes gemäss Zeichnung 6 mit einer röhrenförmigen Achse der Antriebsachse(1) aufsitzend und ihrem Längsverlauf folgend nach aussen geführt und liegt so für eine Anbindung an eine beliebige, zuführende Achse oder einen Handtrieb frei. So wird die Rotation des Stegs, der die Planetenräder des Umlaufgetriebes trägt in Drehung versetzt. Diese Rotation wird mit der Drehung des Sonnenrads summiert und wirkt so ebenfalls auf die abtreibende Welle des Hohlradkäfigs, der fest mit der Antriebsachse(1) der Betriebszeitanzeige verbunden ist.

[0019] In Funktionaler Einheit zu den beschriebenen Teilfunktionen der Erfindung gehört in einer weiteren Ausführung der Erfindung eine Vergrösserungseinheit gemäss Zeichnung 8 zur Betriebszeitanzeige. Wenn eine besonders grosse Anzahl von Jahresringen in die Deckfolie eingebracht wird, kann die Ablesbarkeit oder das Nachzählen der Gesamtheit der Jahresringe und somit der Anzahl Umdrehungen der Spiralförmigen Material-Furche(14) ohne weiteres Hilfsmittel sehr schwierig sein. Dazu drückt ein innerer Positionierungsring(27), der innerhalb eines äusseren Stellrings(28) geführt ist, über eine Anker-Rolle(37) und den Auslegerfuss(37) den Lupen-Ausleger(39) gegen das Drehzentrum der Konstruktion. So kann die im Linsenring(40) gefasste Vergrösserungslinse(41) von einer Position nahe dem Drehzentrum der Mechanik, bis hin zur Peripherie nahe dem Positionierungsring bewegt werden. Durch die Möglichkeit, den äusseren Stellring(28), der den Positionierungsring(27) trägt, ebenfalls zu drehen, kann die Vergrösserungslinse(41) über die gesamte Ebene der Deckfolie(6) bewegt werden und die feine, spiralförmige Material-Furche(14) besser erkennbar gemacht werden.

1.5.Aufzählung der Zeichnungen

[0020] Zeichnung 1: Aufsicht mit Deckfolie Zeigt die Betriebszeitanzeige von oben mit der Deckfolie Zeichnung 2:Seitenansicht ohne Deckfolie Zeigt die wesentlichen Bauteile ohne die Deckfolie Zeichnung 3:Position des Spaltkeils Zeigt die Position des Spaltkeils in der Leitspirale Zeichnung 4:Spaltkeil mit Leitzylinder Zeigt den Spaltkeil mit dem Leitzylinder an seiner Basis Zeichnung 5:Spaltkeil mit Deckfolie Zeigt die Biegung der Deckfolie am Spaltkeil Zeichnung 6:Trägerscheibe mit Summiergetriebe Zeigt das Summiergetriebe unterhalb der Trägerscheibe Zeichnung 7:Summiergetriebe Zeigt das Summiergetriebe ohne die Trägerscheibe Zeichnung 8:Vergrösserungseinheit von oben Zeigt alle Bestandteile der Vergrösserungseinheit Zeichnung 9:Vergrösserungseinheit ohne Trägerring Zeigt den Positionierungsring ohne den Stellring Zeichnung 10:Detailansicht der Vergrösserungseinheit Zeigt eine Detailansicht der wesentlichen, beweglichen Teile Zeichnung 11:Querschnitt durch Vergrösserungseinheit Zeigt einen Querschnitt durch die wesentlichen Bestandteile

1.6.Ausführung der Erfindung

[0021] Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit gemäss dem unabhängigen Anspruch Nummer 1 im Wesentlichen bestehend aus derAntriebsachse(1), einer Trägerscheibe(2), der Leitspirale(3), dem Federarm(4), dem Spaltkeil(5) und der Deckfolie(6). Die Trägerscheibe(2) bildet das Grundchassis der mechanischen Betriebszeitanzeige und ist je nach Durchmesser in ihrer Dicke so zu wählen, dass eine Verbiegung durch äussere Krafteinwirkung und andere Einflüsse sich nur geringfügig auf die Ebenheit der Trägerscheibe(2) auswirken. Für die Montage in einer Uhr sind in einem Winkelabstand von 120 Grad drei kleine Montage-Ecken(8) in rechteckiger Form mit abgerundeten Eck-Kanten ausgeformt und jeweils mit einer durchführenden Montage-Bohrung(9) versehen, um die Montage mit Schrauben, Stiften, Nieten oder anderen Verbindungstechniken zu ermöglichen.

[0022] In der Trägerscheibe(2) ist eine zentrale Bohrung so eingebracht, dass die Antriebsachse(1) mit ihrem dünnen Schaft von oben durch diese Bohrung geführt werden und frei rotieren kann. An ihrem oberen Ende, das auf der jener Seite der Trägerscheibe(2) herausragt, auf der die Leitspirale(3) aufgebracht ist, verdickt sich die Antriebsachse(1) zum zylinderförmigen Rotorkopf(7). Die Antriebsachse(1) selber ist durch ihre Zentrale-Bohrung(10) eine Hohlachse und ist über ihre gesamte Länge so durchbohrt, dass Zeigerachsen eine Uhrwerks durch sie hindurch verlaufen können. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Betriebszeitanzeige sowohl unterhalb eines Uhrwerks ohne Zeigerachsendurchführung, als auch oberhalb des Uhrwerks mit durchgeführten Zeigerachsen zu verbauen.

[0023] An der äusseren Mantelfläche des Rotorkopfs(7) ist das innere Ende des Federarms(4), bestehend aus einem dünnen, bandförmigen Federblech so angeschweisst oder geschraubt, dass sich der Federarm(4) in einer Seitenprojektion rechtwinklig zum Verlauf der Antriebsachse(1) gegen die Peripherie der Trägerscheibe(2) ausrichtet. Dabei ist der Federarm(4) so am oberen Ende des Rotorkopfs(7) angebracht, dass er mit seiner unteren Kante sowohl über der Oberkante der Leitspirale(3), als auch der Deckfolie(6) zu liegen kommt und die benannten Strukturen nicht berührt. Der Federarm(4) entspricht in seiner geometrischen Form einer Spirale, welche sich mindestens einmal um den Rotorkopf(7) windet. Die Formgebung des Federarms(4), bestehend aus einem Federstahl-Band oder einem anderen Material mit ausreichender, federnder Eigenschaft ist so vorgegeben, dass sich sein peripheres, äusseres Ende in Ruhelage und somit entspanntem Zustand, in einer Aufsicht etwas ausserhalb des äusseren Randes der Trägerscheibe(2) zu liegen kommt. Damit ist sichergestellt, dass der Federarm(4) herbeigeführt durch seine Federkraft stets das Bestreben hat, sich durch Vergrösserung seines Radius zu entspannen und mit seinem äusseren Ende, an dem er den Spaltkeil(5) trägt, zu jeder Zeit hin zur Peripherie der Deckfolie(6), der Leitspirale(3) und der Trägerscheibe(1) strebt. Zugleich stellt die ausreichende Länge des Federarms(4) mit mindestens einer Umdrehung um den Rotorkopf(7) sicher, dass sein äusseres Ende und somit auch der Spaltkeil(5) die innerste Windung der Leitspirale(3) und damit den Kanal-Eingang(12) des Leitkanals(11) erreichen kann. Die Dicke des Federstahl-Bandes und die spezifischen Materialeigenschaften, wie die Zusammensetzung des Stahls und Härte-Verfahren sind so zu wählen, dass der Federarm(4) über das gesamte Ausmass seiner Arbeitsweite keine Überdehnung oder Deformierung erfährt und eine möglichst lineare Kraftauswirkung des Federarms(4) nach aussen hin erreicht wird. Auf der Trägerscheibe(2) ist die Leitspirale(3) als dünnwandige, regelmässige und bandförmige Spirale so verschweisst, geklebt oder aus dem Grundkörper der Trägerscheibe(2) ausgefräst, dass der Radius der Spirale mit jeder Umdrehung um den Mittelpunkt der Trägerscheibe(2) um einen konstanten Betrag zunimmt und damit gleichförmige Abstände zwischen den Wänden der Leitspirale(3) vorliegen. Durch diese Konstruktionsvorgabe für die Leitspirale(3) entsteht der Leitkanal(11), der über seine gesamte Länge eine konstante Breite aufweist und dem Spaltkeil(5) genügend Raum lässt, um sich unbehindert durch den Leitkanal(11) bewegen zu können. Die spiralförmige, geometrische Form des Leitkanals(11) bringt an seinem inneren, dem Rotorkopf(7) nahen Anfang den Kanal-Eingang(12) und an seinem äusseren, peripheren Ende den Kanal-Ausgang(13) hervor. Gemäss ihrer beabsichtigten Funktion die verstrichene Betriebszeit in Form einer spiralförmigen Linie oder sichtbaren Material-Furche(14) darzustellen, beginnt die Aufzeichnung der Betriebszeit am Kanal-Eingang(12) des Leitkanals(11) und endet, bedingt durch die federnde Eigenschaft des Federarms(4) und der Rotation der Antriebsachse(1) in derselben Drehrichtung, wie sich die Leitspirale(3) und somit der Leitkanal(11) in ihrem Radius vergrössern, folgerichtig beim Kanal-Ausgang(13) des Leitkanals(11). Je nach Bauart und Drehrichtung der Leitspirale(3), der Drehform des Federarms(4) und der damit geforderten Drehrichtung der Antriebsachse(1) kann die resultierende Material-Furche(14) im Uhrzeiger- oder eben Gegenuhrzeigersinn verlaufen. Die Material-Furche(14) verläuft bei der Sicht und Projektion von oben in der Mitte des Leitkanals (11).

[0024] Am äusseren Ende des Federarms(4) ist der Spaltkeil(5) gemäss Zeichnung 4 so am Federarm(5) angeschweisst oder mit Schrauben(15) festgemacht, dass der Spaltkeil(5) durch seinen Montagewinkel(16) im weiteren, geometrischen Verlauf des Federarms(5) platziert ist. Dabei ist der Spaltkeil(5) so ausgerichtet, dass seine Medianebene, welche den Hauptkörper des Spaltkeils(5) symmetrisch in seiner Mitte teilt, parallel oder deckungsgleich der Tangentialebene des letzten Stückes des Federbands des Federarms(5) verläuft. Die Vorderseite des Spaltkeils(5) wird, definiert durch die prominente Lage der Spaltkante(17) durch die Führungslippe(18) zusätzlich verlängert. An ihrer vordersten Kante ist die Führungslippe(18) zusätzlich leicht nach unten gebogen und sorgt, zusammen mit der runden Form der Vorderkante dafür, dass die Deckfolie(6) leicht angehoben und der Spaltkante(17) zugeführt wird. Unmittelbar hinter der Spaltkante(17) beginnt sich der Grundkörper des Spaltkeils(5) beidseitig von der Medianebene weg zu verbreitern und ähnelt dadurch der Form eines Keils. Zugleich formt der Grundkörper des Spaltkeils beidseitig seiner Medianebene zwei röhrenförmige Längskanäle, die beiden Beuge-Röhren(19) aus, welche am vorderen Eingang einen grösseren und am hinteren Ausgang einen geringeren Durchmesser aufweisen. Auf Grund der Keil-Form des Grundkörpers des Spaltkeils(5) sind die hinteren Ausgänge der Beuge-Röhren(19) weiter von der Medianebene des Spaltkeils(5) entfernt und somit auch weiter auseinanderliegend, als die beiden Eingänge. An der Unterseite des Grundkörpers des Spaltkeils(5) ist ein Leitzylinder(20) so angeschweisst, festgeschraubt oder aus dem Grundkörper ausgefräst, dass dieser mit seiner Mantelfläche bei Sicht von oben die äusserste Dimension des Grundkörpers des Spaltkeils(5) überragt. Dabei ist der Leitzylinder(20) bei der linksdrehenden Konstruktion der Betriebszeitanzeige von oben betrachtet so angebracht, dass er in seiner Projektion die rechte Seite des Spaltkeils(5) nach aussen, gegen die Peripherie hin, überragt. Durch diese Konstruktionsweise wird sichergestellt, dass die Federkraft des Federarms(4) stets die Mantelfläche des Leitzylinders(20) gegen die Innenwand der Leitspirale(3) presst und den Spaltkeil(5) und ganz besonders die Spaltkante(17) in mittiger Position im Leitkanal(11) hält.

[0025] Auf der oberen Kante der Wand der Leitspirale(3) ist eine dünne Deckfolie(6) so aufgebracht, dass diese eine ebene Fläche aufspannt und die gesamte Leitspirale(3) mitsamt dem darunterliegenden Leitkanal(11) bedeckt. Die Deckfolie(6) kann aus demselben Material, wie die Leitspirale(3) bestehen oder einem anderen Material, dass ebenso geschnitten, verformt und gebogen werden kann. Es soll ein Material gewählt werden, dass möglichst nicht brüchig ist und nach einer Verformung diese auch beibehält. Folglich liegen hier Metallfolien im Vordergrund, andere Materialien können aber auch verwendet werden. Folglich liegt die Ebene der Deckfolie(6) parallel zur Oberfläche der Trägerscheibe(2), aber etwas erhöht auf der Oberkante der Leitspirale(3).

[0026] Der Spaltkeil(5) ist nun durch seinen Montagewinkel(16) so in einem Abstand zur unteren Kante des Federarms(4) fixiert, dass die Führungslippe(18) mit ihrer Oberfläche parallel zur Ebene der Deckfolie(6) und soweit unter eben dieser Deckfolie(6) verläuft, dass sie die Deckfolie(6) mit ihrer nach unten gebeugten Führungslippe(18) anhebt, ohne die Deckfolie(6) zu beschädigen. Durch die drehrichtige Rotation der Antriebsachse(1) und der damit verbundenen Drehung des Federarms(4) bewegt sich der Spaltkeil(5) im Leitkanal(11) verlaufend in Richtung der sich radial vergrössernden Leitspirale(3) und trennt mit seiner Spaltkante(17) die dünne Deckfolie(6) mittig, zwischen zwei Wänden der Leitspirale(3) auf. Durch die Geometrie des Spaltkeils(5) und gemäss Zeichnung 5 teilt sich die Deckfolie(6) in zwei Teile, die jeweils an den Oberkanten der ihnen nahe liegenden Wänden der Leitspirale(3) festgemacht sind. In der Folge der Weiterbewegung des Spaltkeils(5) werden die beiden Folienteile durch die Beuge-Röhren(19) sowohl zu Röhren gebeugt und durch den weiter seitlich liegenden Ausgang der Beuge-Röhren(19) soweit aufgewickelt, und gegen aussen gedrängt, dass sich beidseitig des Spaltkeils(5), nahe den Oberkanten der Leitspirale(3) zwei Folienwulste(21) bilden. Dadurch entsteht mit fortlaufender Bewegung des Spaltkeils(5) eine Material-Furche(14), welche als kontinuierliche Linie von oben sichtbar ist und durch die Anzahl ihrer Windungen und bei einer Rotation der Antriebsachse(1) von einer Umdrehung pro Jahr anzeigt, wieviele Jahre die Betriebszeitanzeige bis zu diesem Zeitpunkt angetrieben wurde.

[0027] In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die Bewegung des Spaltkeils(5) händisch beeinflusst werden. Dazu ist derAntriebsachse(1) gemäss Zeichnung 6 und Zeichnung 7 unterhalb der Trägerscheibe(2) ein Summiergetriebe so aufgesetzt und vorgeschaltet, dass der Hohlrad-Körper(22) die abtreibende Welle darstellt und mit der Antriebswelle(1) in fester Verbindung steht. Die angetriebene Achse des Summiergetriebes ist die Sonnenrad-Achse(23), die von der speisenden Einheit, beispielsweise einer Uhr so angetrieben wird, dass die Umkehrung der Drehrichtung durch das Umlaufgetriebe der entsprechenden Anwendung der Betriebszeitanzeige angepasst ist. Dazu hat die Sonnenrad-Achse(23) eine Längsbohrung, die so dimensioniert ist, dass die Antriebsachse(1) der Betriebszeitanzeige durchgeführt werden kann, diese frei drehen kann und nur mit der Achse des Hohlrad-Körpers(22) fest verbunden ist. Über der Sonnenrad-Achse(23) verlaufend wird schliesslich die Steg-Achse(24) als frei drehbare Hülse aufgesetzt. Am Steg werden über die drei Stegarme(25) die drei Planetenräder(26) als letzte Elemente des Summiergetriebes in Position gehalten. Die Steg-Achse(24) ist die Zugangsachse für das händische Mitdrehen der Antriebsachse (1) der Betriebszeitanzeige, vermittelt durch das summierende Umlaufgetriebe. Somit kann der Rotorkopf(7) auch ohne eine speisende Einheit, welche die Sonnenrad-Achse(23) antreibt, in Drehung versetzt werden und die Dauer der Betriebszeit von Hand in Richtung eines grösseren Wertes beeinflusst werden. Dazu wird bei der speisenden Einheit ein grösseres Haltemoment vorausgesetzt, als es das Drehmoment ist, das durch händisches Rotieren in Folge der mechanischen Schneide- und Spaltprozesse an der Deckfolie(6) entsteht.

[0028] In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Mechanik durch eine Vergrösserungseinheit gemäss Zeichnung 8 ergänzt. Dazu ist ein innerer Positionierungsring(27) so dimensioniert, dass er in das entsprechende Rundprofil des äusseren Stellrings(28), auf dem der Positionierungsring(27) zu liegen kommt, frei drehend passt. Damit der äussere Stellring(28) den inneren Positionierungsring(27) passgenau aufnehmen kann und der Positionierungsring(27) seine Lage auf dem Stellring(28) nicht verlässt, ist das Profil des Stellrings(28) in seinem Querschnitt gemäss Zeichnung 11 so geschaffen, dass eine flache, breite Scheibe mit einer sehr weiten Zentralbohrung die Basis des Stellring-Körpers bildet. Auf dieser flachen Ringscheibe(29) baut ein zweiter, ebenfalls sehr flacher Erweiterungs-Ring(30) mit nochmals grösserer Zentralbohrung auf, sodass dieser in körperlicher Einheit mit der Ringscheibe(29) im Sinne einer L-Form im Querschnitt die Mantelfläche des Ringscheibe(29) nach oben erweitert. Am oberen, inneren Rand ist der Erweiterungs-Ring(30) gegen die Mittelachse nochmals so erweitert, dass eine feine Ring-Lippe(33) den Positionierungsring(27) in seiner Position hält und dieser sich nicht nach oben wegbewegen kann. Nach unten erweitert ein dritter flacher, in seinem Durchmesser etwas geringerer Leitring(31) die Ringscheibe(29) nach unten und hat dabei eine Zentralbohrung mit demselben Durchmesser, wie jener der Ringscheibe(29). Der Leitring(31) ist in körperlicher Einheit Teil des Stellring-Körpers und ermöglicht das Einbringen der Vergrösserungseinheit in ein Uhrengehäuse so, dass der Stellring(28) frei im aufnehmenden Gehäuse drehbar ist. Diese freie Drehbarkeit des Stellrings(28) ermöglicht die Rotation der gesamten Vergrösserungseinheit um die Mittelachse, sodass durch händisches Drehen am äusseren Wellen-Ring(32) durch Krafteinwirkung angesetzt werden kann und so die gesamte Vergrösserungseinheit in Rotation versetzt wird. Dabei ist der Wellen-Ring(32) sichtbar gewellt, um für Finger und Hände griffig zu sein und bildet wiederum eine feste körperliche Einheit mit dem Grundkörper des Stellrings(28). Der Positionierungsring(27) hat eine etwas grössere Zentralbohrung, als die Ringscheibe(29) des Stellrings(28) und ist in seinem Profil so ausgeformt, dass er seinerseits einen Kronen-Ring(34) so auf seiner Oberfläche trägt, dass dieser mit seiner äusseren Mantelfläche entlang der inneren Mantelfläche der Ring-Lippe(33) gleiten und so der gesamte Positionierungsring(27) im Stellring(28) frei drehen kann. Die Wellung der Oberfläche des Kronen-Rings(34) überragt die Höhe der Oberfläche des Stellrings(28) etwas und erleichtert so das händische Drehen des Positionierungsrings(27) und bildet für Finger und Hände eine griffige Oberfläche. Als wesentliche funktionale Besonderheit des Positionierungsring, ist dieser in seiner Breite entlang seiner Kreisbahn und bei Sicht von oben so gefertigt, dass er 180 Grad gegenüber der dünnsten Ruhe-Position(35) über eine dickere Maximal-Position(36) verfügt. Von den beiden beschriebenen Positionen ausgehend, nimmt die dicke des Positionierungsrings(27) jeweils gleichmässig zu, beziehungsweise ab. Diese Formgebung des Positionierungsrings(27) ermöglicht durch händisches Drehen des Positionierungsrings(27) eine drückende Kraftübertragung auf die Anker-Rolle(37) des Auslegerfusses(38), der schliesslich die Beugung des Lupen-Auslegers(39) gegen den Mittelpunkt oder die Peripherie einer gedachten Ebene, welche parallel über der Deckfolie(6) liegt, ermöglicht. Der Lupen-Ausleger(39) ist aus einem dünnen Federstahl-Band oder einem anderen federnden Material gefertigt und leicht gekrümmt vorgeformt, sodass die Vergrösserungslinse(41), welche im Linsenring(40) gefasst ist, bei Rotation des Positionierungsrings(27) mit seiner schmalsten Stelle, seiner Ruhe-Position(35) auf die Anker-Rolle(37) treffend, sich gänzlich an die Peripherie der Vergrösserungseinheit schmiegt und so die peripheren Material-Furchen(14) auf der Deckfolie(6) bei Sicht durch die Vergrösserungslinse(41) besser ablesbar macht. Durch händisches Drehen des Positionierungsrings(27), sodass die Maximal-Position(36) des Positionierungsrings(27) auf die Anker-Rolle(37) trifft, wird der Lupen-Ausleger(39) gegen das Drehzentrum des Positionierungsrings(27) gedrückt und der Linsenring(40) mit seiner Vergrösserungslinse(41) bewegt sich nahe an des Zentrum einer gedachten Ebene, welche sich parallel über der Deckfolie(6) verlaufend vorzustellen ist. Durch dieses Zusammenspiel von Positionierungsring(27) und federndem Lupen-Ausleger(39) kann der gesamte Bereich der spiralförmigen Material-Furche(14) auf der Deckfolie(6) abgefahren werden und so die einzelnen Jahresringe abgelesen oder gezählt werden. Damit der Lupen-Ausleger(39) an seinem dem Linsenring(40) fernen Ursprung fest am Stellring(28) verankert ist und über ein Widerlager gegen die Krafteinwirkung, welche vom Positionierungsring(27) über die Anker-Rolle(38), deren Achse und dem Auslegerfuss(38) an den Lupen-Ausleger(39) weitergeleitet wird, verfügt, ist am inneren Rand des Stellrings(28) gegen oben aufbauend ein kleiner Anker-Quader(42) angebracht. Dieser ist durch Klebung, Verschraubung oder Ausfräsung aus dem Stellring-Körper fest mit dem Stellring(27) verbunden.

Claims (3)

1. Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Antriebswelle hat, an deren Rotorkopf ein Federarm befestigt ist, an dessen peripherem Ende wiederum ein Spaltkeil so angebracht ist, dass dieser eine Deckfolie, welche auf den oberen Kanten einer Leitspirale liegt, welche wiederum auf einer Trägerscheibe fixiert ist und in ihrem Leitkanal Platz für den Spaltkeil lässt, so schneidet oder deformiert, dass die Rotationsdauer der Antriebswelle in Form einer kontinuierlichen, spiralförmigen Furche in der Deckfolie optisch sichtbar gemacht wird.

2. Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse zusätzlich über ein vorgeschaltetes Summiergetriebe händisch angetrieben werden kann.

3. Mechanische Baugruppe zur Anzeige einer Betriebszeit gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergrösserungseinheit, bestehend aus zwei drehbaren Ringen und einem federnden Ausleger, der eine optische Linse trägt, die spiralförmige Furche in der Deckfolie durch beliebiges Positionieren der Linse besser sichtbar macht.