DE1523877C - Zeitmeßgerät, insbesondere elektrische Uhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeitmeßgerät, insbesondere eine elektrische Uhr, mit einem in Schwingung unterhaltenen zeitbestimmenden Glied und einer mit diesem in Wirkverbindung stehenden, aus mindestens einer aus elastisch verformbarem Werkstoff vorbestimmter Dicke bestehenden Klinke und einem Klinkenrad gebildeten Übertragungsvorrichtung zur Umsetzung der Schwingbewegung des zeitbestimmenden Gliedes in eine Drehbewegung zum Antrieb eines Zeigerwerkes, wobei die Klinke an dem zeitbestimmenden Glied eingespannt und ihr ein Verstärkungsglied zugeordnet ist, welches die Klinke normalerweise nicht berührt.

Bei einem bekannten Zeitmeßgerät der vorgenannten Art dient das an der einen Zinke einer Stimmgabel als dem zeitbestimmenden Glied wie die ihm zugeordnete Klinke befestigte Verstärkungsglied aus elastisch federndem Material der Dämpfung geringfügiger Schwingungen der Klinke, zu welchen es bei einer stoß- oder schockbeanspruchten Handhabung des Zeitmeßgerätes kommen kann. Das Verstärkungsglied verstärkt also im bekannten Falle die Klinke in ihren Werkstoffeigenschaften in der Richtung, daß ihr ein vergrößerter Dauerbruch-Sicherheitsfaktor für kleinere bis mittlere Stoßbeanspruchungen vorgegeben wird.

Es kann nun für die Handhabung solcher Zeitmeßgeräte der Fall nicht ausgeschlossen werden, daß die in der Regel aus Federstahl bestehende Klinke, wenn sie gerade im Eingriff mit einem Zahn des Klinkenrades steht, einer sehr stark überhöhten Spannungsbeaufschlagung durch das zeitbestimmende Glied unterworfen wird. Im Falle einer Stimmgabel als dem häufigst verwendeten zeitbestimmenden Glied kann es also beispielsweise infolge einer sehr starken plötzlichen Stoßbeanspruchung des Zeitmeßgerätes dazu kommen, daß deren eine Zinke, an welcher die Klinke der Übertragungsvorrichtung befestigt ist, im Vergleich zum Normalfall wesentlich stärker gegen das Klinkenrad ausschwingt, welches diese größere Schwingungsamplitude infolge seiner Trägheit nicht auffangen kann. Der elastisch verformbare Werkstoff der Klinke folgt nun der Kurve in dem aus der Festigkeitslehre bekannten Spannungs-Dehnuhgs-Schaubild, gemäß welchem davon auszugehen ist, daß nur im elastischen Bereich des Werkstoffes, in welchem die Dehnungen den Spannungen proportional sind, die Dehnungen nach der Entlastung wieder zum Verschwinden gebracht werden können, während eine diesen elastischen Bereich übersteigende Spannungsbeaufschlagung zu einer bleibenden Verformung führt. Wenn die Klinke^ C der Übertragungsvorrichtung bei einem Zeitmeßgerät \ - der eingangs genannten Art eine solche bleibende Verformung erhalten sollte, dann würde dadurch das

as Eingriffsverhältnis zwischen ihr und dem Klinkenrad gestört werden, was zumindest ein ungenaues Arbeiten

der Übertragungsvorrichtung und damit eine Störung im Antrieb des Zeigerwerkes zui Folge hätte.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, für ein Zeitmeßgerät der eingangs genannten Art Maßnahmen in Vorschlag zu bringen, die eine solche möglich bleibende Verformung der Klinke und damit eine Störung in der Umsetzung der Schwingbewegung des zeitbestimmenden Gliedes in eine Drehbewegung zum Antrieb des Zeigerwerkes verhindern läßt. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verstärkungsglied als starrer Anschlag ausgebildet und so zu der Klinke angeordnet ist, daß ein Durchbiegen der Klinke unter der Wirkung schockartiger Belastungen einen für das Auftreten einer bleibenden Verformung kritischen Wert des Krümmungsradius der Klinke im Bereich ihrer Einspann-,-stelle nicht unterschreiten kann. Als »kritischer Wert des Krümmungsradius der Klinke« wird dabei der werkstoffbezogene Wert berücksichtigt, bei welchem im Spannungs-Dehnungs-Schaubild der elastische Bereich am Ende des steilen Kurvenanstieges in den *■

. Bereich bleibender Verformung übergeht, und es ist ohne weiteres möglich, diesen Wert sehr genau zu ermitteln.

Erfindungsgemäß wird damit auf äußerst einfache Art und Weise eine sehr wirksame Vorkehrung gegen eine eventuell zu befürchtende bleibende Verformung der Klinke getroffen. Das als starrer Anschlag ausgebildete Verstärkungsglied kann entweder aus einer an der Einspannstelle der Klinke befestigten Kurvenscheibe bestehen oder aus einem sich in Richtung der Klinke erstreckenden Stab, dessen freies Ende gegebenenfalls gekrümmt ausgebildet sein kann. Mit diesem starren

60'Anschlag kommt also die Klinke nur dann in Berührung, wenn sie durch das zeitbestimmende Glied einer so hohen Spannungsbeaufschlagung unterworfen wird, daß diese in einer bleibenden Verformung der Klinke resultieren könnte, was aber wegen der Anordnung dieses Anschlages verhindert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung das zeit- Schwingbewegung in eine Drehbewegung kommt, die

bestimmende Glied einer elektrischen Uhr. mit züge- dem Antrieb des Zeigerwerkes 11 dient. Eine plötzlich

ordneter Übertragungsvorrichtung, auftretende Stoßbelastung kann nun ein in F i g. 3 B

F i g. 2 eine Detailansicht der Ubertragungsvor- angedeutetes Versetzen der Stimmgabelzinke 145 in

richtung, · 5 einem solchen Ausmaß zur Folge haben, daß die wegen

Fig. 3 A die Klinke der Übertragungsvorrichtung in der Trägheit des Klinkenrades W mit diesem im Ein-

ihrem normalen Eingriffsverhältnis mit dem Klinken- griff verbleibende Klinke F eine kritische Krümmung

rad, im Bereich ihrer Einspannstelle erhält, welche unter

F i g. 3 B das Eingriffsverhältnis der Klinke mit dem Hinweis auf das Spannungs-Dehnungs-Schaubild der

Klinkenrad im Falle einer übermäßigen Spannungs- io Fig. 4 den Werkstoff der Klinke in den jenseits des

beaufschlägung, Punktes L liegenden Bereich bleibender Verformung

F i g. 3 C das Eingriffsverhältnis der Klinke mit dem kommen läßt. Der auf der Kurve des Spannungs-

Klinkenrad im Falle einer durch eine übermäßige Dehnungs-Schaubildes liegende kritische Punkt L liegt

Spannungsbeaufschlagung hervorgerufenen bleibenden am Ende des steilen Kurvenanstieges, welcher für den

Verformung, 15 elastischen Bereich des Werkstoffes steht, in welchem

F i g. 4 das aus der Festigkeitslehre bekannte die Spannung E der Dehnung S proportional ist. Wird

Spannungs-Dehnungs-Schaubild, der Klinke F bei übermäßiger Stoßbeanspruchung

Fig. 5 bis 9 verschiedene Ausführungsformen des gemäß der Darstellung der F ig. 3 B also eine Spannung

erfindungsgemäß als starrer Anschlag ausgebildeten aufgegeben, die größer ist als der kritische Wert El,

und der Klinke zugeordneten Verstärkungsgliedes und 20 dann kommt es zu einer -bleibenden Verformung der-

Fig. 1OA bis IOC Darstellungen zur Veranschau- KlinkeF und damit zu einem gestörten Eingriffsve*r-

lichung des Eingriffsverhältnisses der Klinke mit dem hältnis derselben mit dem Klinkenrad W, wie dies in

Klinkenrad entsprechend der für die Darstellung der F i g. 3 C dargestellt ist.

Fig. 3A bis 3C gewählten Verhältnisse im Falle der Bei durchgeführten MessungerTrsnier Vielzahl von

Zuordnung eines sich in Richtung der Klinke er- 25 für die ,Klinken geeigneter Werkstoffe würde festge-

streckenden Stabes als starrer Anschlag für die Klinke. stellt, daß die Dehnung El Werte zwischen 0,75 und

In den F i g. 1 und 2 ist als zeitbestimmendes Glied 1,5 °/₀ annehmen kann. Aus der Festigkeitslehre ist

eine Stimmgabelanordnung 10 dargestellt, deren bekannt, daß bei Biegung eines endseitig eingespannten

Schwingbewegung durch eine Übertragungsvorrichtung Trägers der Länge / und der Dicke / ein Krümmungs-

13 in eine Drehbewegung zum Antrieb eines Zeiger- 30 radius J? auftritt und daß die maximalen Zugspannun-

werkesll umgesetzt wird. Die zwei Zinken 14 A und 145 gen im äußeren Bereich des Trägers liegen. Es gilt die

der Stimmgabel sind über einen Steg 15 miteinander folgende Gleichung:
verbunden, der im Gegensatz zu den Zinken relativ
steif ist. Die Stimmgabel ist mittels eines mit diesem

Steg 15 verbundenen Haltearmes 16 an der Werkplatte 35 ΔΙ . t

der Uhr angeschraubt, und an den freien Enden der ~~Γ~ \ /0) ⁼ "T~Z~' *"" ·
beiden Zinken sitzen Wandler 17 und 18, welche in der
beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1124 433
beschriebenen Weise die Stimmgabelanordnung in eine

Schwingbewegung versetzen. 4° Öei einem auf Biegung beanspruchten Träger ist nun

Diese Schwingbewegung der Stimmgabelanordnung der Krümmungsradius der neutralen Achse etwas

10 wird nun durch die Übertragungsvorrichtung 13 in kleiner als der Krümmungsradius der querschnittsbe-

eine Drehbewegung zum Antrieb des Zeigerwerkes 11 zogenen Mittellinie. Wählt man für die Klinke F eine

umgesetzt. Die Übertragungsvorrichtung besteht aus Dicke t von beispielsweise 139,70 · IO-⁵ cm und setzt

einer an einem Vorsprung 20 der einen Zinke 145 ein- 45 diesen Wert unter Zugrundelegung einer minimalen

gespannten Klinke/" und einem Klinkenrad W, mit Dehnung£i von 0,75°7„ in die vorstehende Gleichung^

dessen Zähnen 19 außer der Klinke F, die an ihrem ein, dann errechnet sich aus dieser als kritischer

freien Ende mit einem Edel- oder Halbedelstein 21 Krümmungsradius R der Wert 94 · 10~³ cm. Es ist also

bestückt ist, auch noch eine Sperrklinke 23 zusammen- dieser Wert, welchen die Klinke an ihrer Einspannstelle

wirkt. Dem Klinkenrad W zugeordnet ist ein Antriebs- 5° an der Stimmgabelzinke 145 nicht erreichen darf,

ritzel 22, mit welchem das Eingangsrad des Zeiger- wenn das Auftreten einer bleibenden Verformung

Werkes 11 im Zahneingriff steht. Die Sperrklinke 23, wirksam verhindert werden soll,

die an ihrem freien Ende gleichfalls mit einem Edel- Unter Hinweis auf die F i g. 5 bis 10 verhindert die

oder Halbedelstein bestückt ist, ist an einer Brücke 24 Erfindung das Auftreten einer bleibenden Verformung

befestigt, die gegenüber der Werkplatte um eine 55 der Klinke F dadurch, daß dieser ein starrer Anschlag

Schraube 27 verschwenkbar ist. Das Eingriffsverhältnis in einer solchen Anordnung zugeordnet wird, daß ein

der Sperrklinke 23 mit dem Klinkenrad W kann über Durchbiegen der Klinke unter der Wirkung schock-

Schrauben 25 und 26 eingestellt werden. Es ist davon artiger Belastungen einen für das Auftreten einer

auszugehen, daß die Sperrklinke 23 bei zurückge- bleibenden Verformung kritischen Wert Rl des Krüm-

zogener VorschubklinkeF auf das Klinkenrad Wein ⁶° mungsradius der Klinke im Bereich ihrer Einspann-

rückwärtsgerichtetes Drehmoment ausübt und daß stelle 20 nicht unterschreiten kann. Gemäß der

beide Klinken nach unten etwas vorgespannt sind. F i g. 5 und 6 ist der starre Anschlag eine Kurven-

Die beispielsweise mittels eines Teiles 28 an dem Vor- scheibe SL₁ bzw. SL₂, die im Falle der F i g. 5 mit dem

sprung 20 der Stimmgabelzinke 145 eingespannte Vorsprung 20 der Stimmgabelzinke 14 5 einstückig au's-

Klinke F dreht bei jeder durch einen Doppelpfeil in den 65 geführt und im Falle der F i g. 6 auf den Vorsprung 20

Fig. 3 A bis 3 C angedeuteten Hin- und Herschwin- auf geklemmt ist. In beiden Fällen ist der kritische

gung der Zinke 145 das Klinkenrad W um einen Zahn Krümmungsradius Rl an der Kurvenscheibe selbst

19 weiter, so daß es also zu der Umsetzung einer auseeformt, so daß die Klinke F diesen kritischen

Krümmungsradius nicht unterschreiten kann, wenn sie unter der Wirkung einer schockartigen Belastung eine in F i g. 5 angedeutete Durchbiegung erfährt.

In den Ausführungsformen der F i g. 7 und 8 ist der starre Anschlag jeweils ein sich in Richtung der Klinke F erstreckender Stab SL₃ bzw. SL_it der jeweils durch den Keil 28 mit der Klinke F in dem Vorsprung 20 der Stimmgabelzinke 145 eingespannt ist. In der Ausführungsform der F i g. 7 ist der Stab SL₃ auf den kritischen Krümmungsradius Rl analog der Ausführungsform der Kurvenscheiben 5L₁ und SL₂ nach außen gekrümmt. In der Ausführungsform der F i g. 8 ist der Stab SL₄ so gekrümmt, daß sein freies Ende in einem dem kritischen Krümmungsradius Rl entsprechenden Abstand von der Klinke F liegt. Dieses Prinzip ist auch bei der Ausführungsform der F i g. 9 verwirklicht, wo ein an der Werkplatte befestigter Rundstab 5L₅ in einem dem kritischen Krümmungsradius Rl entsprechenden Abstand von der Klinke F angeordnet ist. »°

Die in den F i g. 10 gezeigte Ausführungsform des starren Anschlages besteht wie im Falle der Fig. 7 und 8 aus einem an der Einspannstelle der Klinke F be- -festigten, sich in Richtung der Klinke erstreckenden Stab 5Lg, der jedoch an seinem freien Ende gekrümmt ausgeführt ist. Die Länge dieses Stabes SL₉ ist etwa ein Drittel der von der Einspannstelle aus gemessenen Länge der Klinke F, von welcher der Stab auf Grund einer leichten Krümmung seiner Gesamtlänge einen solchen Abstand einhält, daß er die Klinke normalerweise nicht berührt. Dieser Normalzustand ist in F i g. 1OA festgehalten. Wenn nun die Klinke F unter der Wirkung einer schockartigen Belastung durch ein übermäßiges Versetzen der Stimmgabelzinke 145 eine in F i g. 1OB angedeutete Durchbiegung erfährt, dann kommt die Klinke F an einer Stelle mit dem Stab SL₉ in Berührung, welche den für das Auftreten einer bleibenden Verformungkritischen Wert Rl des Krümmungsradius der Klinke im Bereich ihrer Einspannstelle nicht erreichen läßt, so daß also gemäß Fig. IOC das normale Eingriffsverhältnis der Klinke F mit dem Klinkenrad W wieder erreichbar ist.

.Die erfindungsgemäße Maßnahme kann selbstverständjich auch an der Sperrklinke 23 verwirklicht werden. Es ist auch möglich, den starren Anschlag so auszubilden, daß er zusätzlich ein Durchbiegen der Klinke F nach innen verhindert. Für die Praxis ist jedoch davon auszugehen, daß ein Durchbiegen, der-Klinke nach innen unter der Wirkung .einer schockartigen Belastung deshalb in der Regel in keiner bleibenden Verformung resultier^ jyveil dann deren freies Ende über den nächsten Zahn" 19 de,s Klinkenrades W rutscht. Man kann deshalb für den Regelfall auf diese zusätzliche Maßnahme verzichten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zeitmeßgerät, insbesondere elektrische Uhr, mit einem in Schwingung unterhaltenen zeitbestimmenden Glied und einer mit diesem in Wirkverbindung stehenden, aus mindestens einer aus elastisch verformbarem Werkstoff vorbestimmter Dicke bestehenden Klinke und einem Klinkenrad gebildeten Übertragungsvorrichtung zur Umsetzung der Schwingbewegung des zeitbestimmenden Gliedes in eine Drehbewegung zum Antrieb eines Zeigerwerkes, wobei die Klinke an dem zeitbestimmenden Glied eingespannt und ihr ein Verstärkungsglied zugeordnet ist, welches die Klinke normalerweise nicht berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied als starrer Anschlag (SL) ausgebildet und so zu der Klinke (F) angeordnet ist, daß ein Durchbiegen der Klinke unter der Wirkung schockartiger Belastungen einen für das Auftreten einer bleibenden Verformung kritischen Wert (Rl) des Krümmungsradius der Klinke im Bereich ihrer Einspannstelle (20) nicht unterschreiten kann.

2. Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der "Anschlag aus einer an der Einspannstelle (20) der Klinke (F) befestigten Kurvenscheibe (SL₁, 5L₂) besteht.

3.- Zeitmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einem an der Einspannstelle (20) der Klinke (F) befestigten, sich in Richtung der Klinke erstreckenden Stab (SL₃ SL_t, 5L_?) besteht.

4. Zeitmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Stabes (SL₃, SL₁₁) gekrümmt ausgebildet ist.