DE2718071A1

DE2718071A1 - Digitaluhraufbau

Info

Publication number: DE2718071A1
Application number: DE19772718071
Authority: DE
Inventors: Frans Brouwer
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1978-01-12
Also published as: BR7702761A; GB1567847A; FR2356981A1; JPS535674A; US4098072A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Digitaluhraufbau gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Digitaluhr mit einem spielfreien Getriebe zwischen einem Schrittmotor und die zeitanzeigenden Zahlenräder . Das Getriebe umfaßt ein Eingangsritzel, das mit dem Schrittmotor -verbunden ist, ein Zwischengetriebe, das durch das Eingangsritzel angetrieben ist und einen Ausgangs-Zahnring, der durch das Zwischengetriebe angetrieben ist und dem Antrieb eines Sekunden-Zahnrades des Uhrmechanismus dient. Auf einem schwenkbaren Arm ist das Zwischengetriebe rotierbar gelagert und dieser Arm wird in einer Richtung durch eine Feder vorgespannt, sodaß das Zwischengetriebe spielfrei zum Eingriff sowohl mit dem Eingangs-Zahnritzel als auch mit dem Ausgangs-Zahnring gezwungen wird. Der Arm ist sowohl kippbar als auch schwenkbar, um dem Zwischengetriebe in geeigneter Weise das Kämmen sov/ohl mit dem Eingangs-Zahnritzel als auch mit den Ausgangs-Zahnring zu gestatten.

Digitaluhren haben im letzten Jahrzehnt eine große Popularität erlangt. Es sind viele Formen von Mechanismen für Digitaluhren und viele Formen von in diesen Mechanismen verwendeten Getrieben vorgesehen worden.Wenn ein Schrittmotor zum Antrieb des Getriebes benutzt λ/ird und eine Ablesung vom Odometer-Typ vorgesehen ist, so erzeugt das Getriebe Geräusche. Dieses Geräusch v/ird teilv/eise durch den Schrittmotor, der unregelmäßig in das mit ihm zusammenarbeitende Getriebe eingreift und hierbei ein Klappern hervorruft, verureacht. Es mag möglich sein»den größten Teil dieser Klappergeräusche durch eine genaue Ausrichtung zwischen den Zahnrädern zu eliminieren. Hierdurch läßt sich jedoch das.Klappergeräusch nicht vollständig eliminieren.

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Darüber.hinaus bildet die Temperatur ein Problem,wenn das Motorritzel sehr genau ausgerichtet ist und das Getriebe sich bei niedrigen oder hohen Temperaturen einfrißt. In kommerziellen Digitaluhren \%^rerden die Getriebe gewöhnlich aus Plastik hergestellt und die Getriebewellen werden durch eine Metallstruktur festgelegt. Dies führt zu unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten , die ebenfalls das Problem des Pestfressens mit sich bringen.

Ein weiteres Problem hinsichtlich dieser Getriebe , die genau und mit geringem Spiel ausgerichtet sind, bildet die hohe Empfindlichkeit gegenüber dem geringsten Betrag an Staub und Schmutz , der ebenfalls zu einem Festfressen führt.

Es ist die grundsätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Probleme hinsichtlich der Getriebe in Digitaluhren zu eliminieren. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Digitaluhrmechanismus vorgesehen, der ein Getriebe besitzt, bei welchem die miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder elastisch in einen kämmenden Eingriff vorgespannt sind, um die Probleme der Spielfreiheit, des Klapperns, der Temperaturveränderungen und der Verschmutzung zu eliminieren. Das grundlegende Uhrgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung , besteht aus einem durch einen Schrittmotor angetriebenen Zahnritzel, einem vor dem Zahnritzel angetriebenen Zwischengetriebe und einem Ausgangc-Zahnring, der mit dem Zwischengetriebe verbunden ist, um das erste Zahn-

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rad anzutreiben, v/elches beispielsweise das Sekundenrad in einer für den Uhrengebrauch modifizierten Ablesung vom Odometer-Typ sein kann. Die Getriebezähne sind leicht unterschnitten, sodaß die Spitzen der Zähne im Zahngrund zwischen den Zähnen nicht anschlagen. Das Zwischengetriebe besitzt eine vorgespannte Lagerung, die die Form eines schwenkbar gelagerten Armes aufweist, auf dem das Zwischengetriebe rotierbar gelagert ist und der durch eine Feder in eine Richtung vorgespannt ist, sodaß die Zahnräder spielfrei ineinander eingreifen.

Zusätzlich zur schwenkbaren Lagerung ist der Arm ebenfalls kippbar in einer senkrechten Ebene , sodaß das Zwischengetriebe in geeigneter Weise sowohl mit dem Antriebsritzel des Schrittmotors als auch mit dem Ausgangs-Zahnring kämmen kann, obgleich eine gewiße Fehlausrichtung zwischen diesen Getriebeteilen, Verschmutzung oder entgegengesetzen Temperaturbedingungen vorliegen können.

Das Zwischengetriebe bewegt sich daher seitwärts unter der Last der Feder bis das Spiel gegenüber dem Motorantriebsritzel zur Null v/ird. In diesem Punkt kann noch ein Spiel zwischen dem Zwischengetriebe und dem Ausgangs-Zahnring* bestehen. In diesem Fall kippt der Arm bis das Spiel gegemter dem Ausgangs-Zahnring ebenfalls eliminiert ist. Wenn das Zwischengetriebe unter der Vorspannung der Feder in die Ruhestellung gelangt, so stellt diese Ruhestellung eine stabile Lage dar. Das Geräusch ist insgesamt eliminiert, und es wurde kein Festfressen zwischen -40° C und +82° C gefunden und schließlich gestattet dar Getriebeaufbau das Fortwälzen von Schmutz durch das Kämmen zwischen dem Motor-Antriebsritzel und dem Zwischengetriebe, ohne daß ein Festfressen stattfindet.

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Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfingung im Polgenen näher erläutert. Es zeigen :

Pig 1 eine Seitenansicht eines TeilZusammenbaus einer Digitaluhr gemäß der vorliegenden Erfindung;

Pig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des Getriebea und gewisser anderer Teile der Digitaluhr gemäß Figur 1;

Fig. 3 eine Ansicht von unten gemäß dem Schnitt 3-3 in Figur 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 gemäß Figur 1 ;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 gemäß Figur 4.

Gemäß den Figuren der Zeichnung ist ein Digitaluhraufbau 10 dargestellt, der allgemein einen Rahmen 11, einen Schrittmotor 12, der ein Eingangs-Zahnritzel 13 antreibt, ein durch das Zahnritzel angetriebenes Zwischengetriebe 14» und einen durch das Zwischengetriebe angetriebenen und mit einem Sekunden-Zahnrad 17 verbundenen Ausgang-Zahnrings 16 aufweist. Natürlich sind bei dem vorliegenden Uhraufbau ebenfalls Zahlenräder für die Minuten und Stunden vorgesehen, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind, da die mechanischen Bewegungen zwischen den Zahlenrädern keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.

Das Antriebsritzel 13 is't ein Plastik-Zahnrad genau wie die anderen Zahnräder im vorliegenden Aufbau. Das Antriebsritzel 13 führt eine schrittweise Drehbewegung aus, die 'durch den Schrittmotor 12 hervorgerufen wird. Das Antriebsritzel 13

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kämmt mit einem großen Zahnrad 19 der Zwischengetriebeanordnung 14. Wie aus Figur 4 deutlicher hervorgeht, bildet das Zahnrad 19 einen integralen Bestandteil mit einem sich
axial erstreckenden kleineren Zahnrad 20, das ebenfalls
einen Teil des Zwischengetriebes 14 bildet. Das kleinere
Zahnrad 20 kämmt mit dem Ausgangs-Zahnring 16 und treibt
diesen an. Das kleinere Zahnrad 20 erstreckt sich durch eine im wesentlichen rechteckige Öffnung 22 im Rahmen 11.

Ein vorgespannter Arm 23 ist vorgesehen und dient der drehbaren Lagerung des Zwischengetriebes 14. Der vorgespannte
Arm 23 bringt den Getriebeaufbau unter einer Vorspannkraft
sowohl mit dem Antriebsritzel 13 als auch mit dem Ausgangs-Zahnrings 16 in einer spielfreien Weise in Antriebsangriff. Der Arm 23 besteht aus einem unteren vertikalen Teil 24 mit einer Öffnung 25, die einen Niet 26 aufnimmt, der mit dem
Rahmen 11 mittels einer darin befindlichen Öffnung 27 befestigt ist. Hierdurch wird der Arm 23 um eine Achse schwenkbar, die parallel zu den Achsen der verschiedenen Zahnräder in dem gesaraten Getriebe gerichtet ist.

Der Ana 23 kann ferner eine Kippbewegung im Hinblick auf eine zu den Achsen der Zahnräder senkrechte Ebene ausführen. Dies wird ermöglicht durch eine lose Anpassung zwischen dem Niet 26 und der Öffnung 25. Die Feder 28, die Arme 29 und 30 besitzt, übt auf den Arm 23 eine Kraft im Uhrzeiger-Sinn aus, wie dies aus den Figuren 1, 2, und 5 hervorgeht. Die Feder
29 umschließt den Niet 26 und besitzt einen Ansatz 31, der in eine öffnung 32 im Rahmen 11 eingreift. Der Arm 29 wird von

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einem mit einer Nut versehenen Ansatz 33 aufgenommen, der sich von dem unteren Teil des vertikalen Beines 24 des Armes hinweg erstreckt. Die Feder 28 stütst sich somit in der Öffnung 23 ab und zwingt den Arm 23 zu einer Bewegung im Uhrzeiger-Sinn wie dies aus den Figuren 2 und 5 hervorgeht. Der Niet 36 erstreckt sich durch das Zahnrad 14 und ist mit dem nach oben ragenden Tail 27 des Armes 23 befestigt, um das Zwischengetriebe rotierbar zu lagern.

Im Betrieb drückt der Arm 23 das Zwischengetriebe 14 gegen das Zahnritzel 13 und den Ausgangs-Zahnrings 16. Aufgrund der losen Toleranzen wird eines der Zahnräder 19 und 20 zuerst mit einem der Zahnräder 13 und 16 kämmen. Nachdem die erste Gruppe aneinander angepaßter Zahnräder spielfrei miteinander kämmt,kippt der Arm 23 » sodaß die andere Gruppe aneinander angepaßter Zahnräder ebenfalls spielfrei miteinander zum Kämmen gebracht wird. Hierdurch wird ein geräuschfrei kämmender Eingriff zwischen allen Zahnrädern in der Antriebskette des vorliegendnn digitalen Uhrmechanismus erzielt.

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Claims

Dilt.-ING.

M'.'-V G O'PsTZ 21. April 1977

FrjHKiu.i ar,ι r..^i.i 70 GzHz/lO

Sc*m«ck*nho.^:iir. U· ϊ ·Ι. 61 7079

STEWART-WARNER CORPORATION

Diversey Parkway - Chicago, Illinois 60614-312/883-6000

DIGITALUHRAUPBAU

Patentansprüche:

Digitaluhraufbau rait einem Motor, einem durch den Motor angetriebenen Eingangsgetriebe, einem Ausgangsgetriebe,durch das Ausgangsgetriebe angetriebenen Zahlenrädern und mit einem Zwischengetriebe zwischen dem Eingangsgetriebe und dem Ausgangsgetriebe, gekennzeichnet durch eine nachgiebige Einrichtung (24), um das Zwischengetriebe mit dem Eingangsund dem Ausgangsgetriebe unter Vorspannung in Eingriff zu bringen und ein Spiel zwischen diesen zu eliminieren.
2. Digitaluhraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zwischengetriebe vorspannende nachgiebige Einrichtung einen schwenkbaren Arm (24) aufweist, wobei

. dieser Arm in einer Ebene senkrecht zur Achse des Zwischengetriebes schwenkbar ist.
3. Digitaluhraufbau nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine den Arm vorspannende Spiralfeder (28).
4. Digitaluhraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) aus einem Schrittmotor besteht.
5. Digitaluhraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zwischengetriebe vorspannende nachgiebige Einrichtung einen um eine Achse schwenkbaren Arm, und eine den Arm vorspannende Feder aufweist, wobei die Schwenkachse des Arms parallel zur Achse des Zwischengetriebes gerichtet ist, und daß der Arm und das Zwischengetriebe in einer Ebene parallel zu der genannten Achse kippbar sind, sodaß ein Spiel sowohl zwischen dem Zwischengetriebe und dem Eingangsgetriebe als auch zwischen dem Zwischengetriebe und dem Ausgangsgetriebe ausgeschaltet wird.
6. Digitaluhraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Zwischengetriebeteil rotierbar auf einem Trägerarm gelagert sind, daß der Trägerarm schwenkbar in einem Rahmen gelagert ist und sich eine Feder zwischen dem Rahmen und dem Trägerarm abstützt und diesen vorspannt, sodaß beide Teile des Zwischengetriebes mit einem Eingangsgetriebe-Zahnzapfen bzw. einem Ausgangsgetriebe-Zahnring kämmen.

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