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Antriebsvorrichtung für nichtregulierend laufende Gengregler von Uhren.
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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für nicht regulierend
laufende, hinreichend eigenschwingungskonform hin und her bewegte mechanische Gengregler
von Uhren, insbesondere von Großuhren, die mit einem elektrischen oder einem elektronischen,
zeithaltend umlaufenden, Antrieb für das Zeiger-werk und für den nichtregulierenden
Gangregler versehen sind.
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Bei einer Vielzahl derartiger Uhren, insbesondere sogenannter Schmuckuhren,
die für den Antrieb des Zeigerwerkes mit zeitgenau gehenden elektrischen oder elektronischen,
wirtschaftlich preiswerten Uhrwerken versehen sind, ist es erforderlich, daß die
dort stilistisch notwendigen, vorgesehenen mechanischen Gangregler, wie z.B. eine
Unruhe, oder ein Pendel, insbesondere ein Drehpendel, die dort ausschließlich passiv,
d.h. nicht zeitmessend oder nicht regulierend, laufen, von dem elektrischen oder
dem elektronischen Uhrenantrieb, hinreichend eigenschwingungskonform angetrieben
werden. Dabei soll sichergestellt sein, daß solche passiv hin und her laufend angetriebenen
Gangregler keine Rückwirkung auf den zeithaltend umlaufenden Antrieb bewirken können,
von dem der Antrieb des passiv laufenden Gangreglers abgeleitet ist.
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Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse, von einem zeithaltend
umlaufenden, quartzgesteuerten elektronischen Antrieb einer Uhr, über einen dort
abgezweigten Kraftfluß eine kleine Zugfeder aufzuziehen, die mit ihrem Drehmoment
über eine Hemmung einen passiv laufenden Gengregler in der Form eines Drehpendels
beaufschlagt und antreibt.
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Diese Antriehsvorrichtung ist jedoch mit dem erheblichen Nachteil
behaftet, daß dort der erforderliche technische Aufwand und die Präzision der verwendeten
Einzelteile relativ groß und diese Vorrichtung in der Herstellung der Einzelteile
und in der Montage insgesamt relativ teuer ist.
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Außerdem ist diese Antriebsvorrichtung durch die erforderliche Pendelfeder
als Richtkraft für den Gangregler im Gebrauch relativ störanfällig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung
für
derartige Gangregler und Uhren der eingangs genannten Art zu
schaffen, die in ihrem technischen Aufbau, sowie in der Herstellung und der Montage
einfach und wirtschaftlich ist und zuverlässig gehandhabt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem
zeithaltend umlaufenden Antrieb und dem Gangregler ein Kurvengetriebe vorgesehen
ist, das die umlaufende Bewegung des zeithaltenden Antriebs in eine hin und her
gehende Bewegung für den Antrieb des Gangreglers umwandelt, und daß der Schwinghebel
des Kurvengetriebes mit dem Gangregler in Eingriff steht.
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Der, mit dem Schwinghebel des Kurvengetriebes in Eingriff stehende,
Gangregler wird dadurch zwangsweise hin und her bewegt, wobei die hin und her laufende
Bewegung in ihrer Geschwindigkeit derart festgelegt werden kann, daß sie in etwa
mit der Eigenschwingung eines Eangreglers mit einer entsprechenden Masse und einer
entsprechenden Federrichtkraft vergleichbar ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß zwischen dem
Schwinghebel und dem Gangregler, beispielsweise einem Pendel, insbesondere einem
Drehpendel, ein Zahnradübersetzungsgetriebe vorgesehen ist.
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Damit ist es möglich, die Amplitude der hin und her gehenden Gangreglerbewegung
optimal den Erfordernissen entsprechend zu wählen bzw. anzupassen. Auf der Welle
des Gangreglers ist zweckmäßigerweise ein Ritzel vorgesehen, mit dem ein entsprechendes
Segment des Kurvengetriebes in Eingriff steht.
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Um einen hinreichenden sinoidalen Verlauf der hin und her laufenden
Bewegung des Schwinghebels des Kurvengetriebes zu erzielen, ist es desweiteren vorgesehen,
den, den Schwinghebel beaufschlagenden,Exzenter des Kurvengetriebes als sogenanntes
Bogendreieck auszubilden, sodaß ein sogenanntes Bogendreiecksgetriebe entsteht,
bei dem die Bewegung des Schwinghebels sinoidal verläuft.
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Um zu verhindern, daß durch den Energieinhalt des angetriebenen Gangreglers
und
dessen hin und her laufende Bewegungen keine Rückwirkungen auf den zeithaltenden,
durch einen Schrittmotor bewirkten, Antrieb erfolgen, ist es gemäß der Erfindung
desweiteren vorgesehen, daß zwischen dem zeithaltenden Antrieb und dem Gangregler,
insbesondere im Bereich des Kurvengetriebes, ein sogenannter Puffer in Form eines
Federkraftelementes, insbesondere eines Federkraftspeichers, angeordnet ist, der
so bemessen ist, daß das zum Antrieb des Gangreglers notwendige Drehmoment hinreichend
elastisch übertragen wird, und daß sowohl die schrittweisen Antriebsimpulse eines
Schrittmotors beim zeithaltenden Antrieb, als auch gewisse hemmende oder belastende
Beeinträchtigungen des Gangreglers ausgeglichen werden, indem das jeweilige überschüssige
oder fehlende Drehmoment aus dem Federkraftspeicher des Puffers ausgeglichen bzw.
in dieses aufgenommen wird.
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Vorteilhaft bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht nur der
technisch einfache, übersichtliche und einstellungsunproblematische Aufbau, isnbesondere
bedingt durch die dort klaren Eingriffsverhältnisse im gesamten Kraftfluß der beteiligten
Einzelteile zueinander, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung, bedingt
durch die relativ wenigen Einzelteile, die außerdem unkompliziert in der Herstellung
aus Kunststoff gefertigt werden können. Vorteilhaft ist ferner die hohe Funktionszuverlässigkeit
und der Wirkungsgrad der Vorrichtung, insbesondere durch das Fehlen der Gangreglerrichtkraft
(Pendel- oder Spiralfeder) durch den direkten Eingriff des Gangreglers mit dem Antrieb.
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Wie die Erfindung im einzelnen gedacht ist, wird anhand eines Ausführungs
beispiels in der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaubildliche
Vorderansicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung, die von einem quartzgesteuerten
Schrittmotor angetrieben wird, und die ein Drehpendel als passiven Gangregler antreibt
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Anordnung nach Fig. 1 und Fig. 3 eine Vorder-
und Seitenansicht auf das Kurvengetriebe mit der Puffereinrichtung in Form eines
Federkraftspeichers.
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Die, in der Fig. 1 dargestellte, Antriebsvorrichtung für einen nichtregulierenden,
passiven Gangregler in der Form eines Drehpendels 1, in einer Uhr mit einem quartzgesteuerten
Schrittmotor2 für den zeithaltenden Antrieb des Zeigerwerkes 3 besteht im wesentlichen
aus einem Kurvengetriebe mit einem Exzenter 4 und einem, mit diesem in Eingriff
stehenden, Schwinghebel 5.
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Der Exzenter 4 steht über ein Rädergetriebe, mit einem Zahnrad 6 und
einem Ritzel 7, in Eingriff mit dem Kraftfluß vom Schrittmotor 2 zum Zeigerwerk
3. Der Exzenter 4 wird demnach kontinuierlich, im vorliegenden Falle schrittweise,
angetrieben. Durch den Eingriff des Exzenters 4 über die gabelförmige Führung 8
mit dem Schwinghebel 5, wird die kontinuierliche Umdrehung des Exzenters 4 in eine
hin und her gehende Bewegung des Schwinghebels 5 umgewandelt. Diese hin und her
gehende Bewegung des Schwinghebels 5 wird über einen Zahnradeingriff auf das Drehpendel
1 übertragen, das damit zwangsgesteuert hin und her bewegt läuft.
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Um den Exzenter 4 in seiner Exzentrizität möglichst optimal auszubilden,
d.h. eine hebeltechnisch nur kleine Exzentrizität vorzusehen, ist zwischen dem Schwinghebel
5 und dem Ritzel 9 auf dem Drehpendel 1 eine insbesondere Zahnradgetriebeübersetzung
mit einem Ritzel 10 und einem Segment 11 angeordnet. Mittels dieser Übersetzung
kann bei einer kleinen Exzentrizität des Exzenters 4 und damit kleiner Amplitude
des Schwinghebels 5 eine gewünschte Amplitude des Drehpendels 1 erzielt werden.
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Durch die rechtwinkelige Anordnung der Achsen des hin und her gehenden
Antriebs zur Achse des Pendels ist das Segment 11, das mit dem Ritzel 9 in Eingriff
steht, insbesondere mit einer Kronenradverzahnungstellung ausgestattet.
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Die Fig. 2 zeigt die Antriebsvorrichtung in einer anderen Perspektive.
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Dort zeigt 2 den Schrittmotor, der über ein Ritzel 12 auf dem Rotor
13 ein Zahnrad 14 antreibt, das insbesondere mit zwei weiteren Ritzeln 7 und 15
versehen ist. Das Ritzel 15 steht in Eingriff mit dem Sekundenrad des Zeigerwerkes
3 der Uhr und das Ritzel 7 steht in Eingriff mit dem Zahnrad 5 auf dem Exzenter
4. 5 bezeichnet den Schwinghebel mit einem damit gekoppelten Zahnsegment 16, das
dort in Eingriff steht mit
dem Ritzel 10, das in Verbindung steht
mit dem kronenverzahnten Segment 11, das wiederum in Eingriff steht mit dem Ritzel
9auf der Pendelstange 17 des Drehpendels 1.
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Alle Einzelteile dieser Antriebsvorrichtung und der zugehörigen Rädergetriebeübersetzungen
sind zweckmäßigerweise rationell und wirtschaftlich aus Kunststoff hergestellt.
Zur Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades an bestimmten Stellen dieser Vorrichtung
oder an den jeweiligen Getriebeübersetzungen ist es jedoch vorgesehen, daß beispielsweise
der Exzenter 4, der einstückig mit dem Zahnrad 6 verbunden ist, im Bereich seiner
Oberfläche, die mit der Führung 8 in wälzendem Eingriff steht, mit einem, insbesondere
metallenen, Oberflächenüberzug versehen ist. Dieser Oberflächenüberzug besteht zweckmässigerweise
aus einem, insbesondere dünnwandigen, Rohrabschnitt, der kraftschlüssig auf den
Exzenterkunststoffteil aufgepreßt ist, oder jedoch dort drehbar gelagert ist. Außerdem
besteht das Ritzel 9 auf dem Drehpendel 1 aus reibungstechnischen Gründen aus Metall,
insbesondere aus Triebstahl.
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Wie die Fig. 2 desweiteren zeigt, ist der Schwinghebel 5 und das mit
diesem gekoppelte Segment 16 insbesondere zweistückig ausgebildet und mit einem
Federelement 18 miteinander gekoppelt. Dieses Federelement 18 dient dort als Federkraftspeicher
oder Puffer für Einflüsse aus dem Antrieb oder vom Gangregler-Drehpendel 1. Die
Fig. 3 zeigt das Kurvengetriebe mit dieser Puffereinrichtung näher.
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In der Fig. 3 bedeutet 4 der Exzenter in Eingriff mit der gabelförmigen
Führung 8 auf dem Schwinghebel 5. 16 bezeichnet das mit dem Schwinghebel 5 mittels
des Federelementes 18 gekoppelte Zahnsegment. Das Federelement 18, aus einem Federstahldraht,
ist mit den jeweiligen Enden 19 in axial verlaufenden Fixierungszapfen 20 am Schwinghebel
5 und am Segment 16, insbesondere spielfrei fixiert, sodaß die Kopplung der beiden
Teile 5 und 16 hinreichend spielfrei ist. Für bestimmte Anwendungszwecke kann dieses
Federelement 18 auch aus Kunststoff hergestellt sein und mit einem der beiden Teile
5 oder 18 einstückig verbunden sein und mit dem jeweils anderen im mitnehmenden
Eingriff stehen. Die Fig. 3 zeigt
dort in der Seitenansicht die
gemeinsame Lagerung der beiden Teile 5 und 18 auf einer gemeinsamen Welle 21.
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Desweiteren zeigt diese Fig. 3 die besondere Ausbildung des Exzenters
4 als sogenanntes Bodendreieck zur Erzielung eines hinreichend sinoidalen Verlaufs
der Bewegung des Schwinghebels 5. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorgesehen,
daß die gabelförmige Führung 8 des Schwinghebels 5 vorderseitig geschlossen ist.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß an die Stelle des Kurvengetriebes
auch Ausführungen mit sogenannten Kurvenschleifen-oder mit Kreuzschiebergetrieben
treten können, wenn dies für den Antrieb eines entsprechenden Gangreglers von besonderem
Vorteil ist.
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Außerdem liegt es im Rahmen der Erfindung, daß anstelle eines Verzahnungseingriffs
zwischen der Antriebsvorrichtung und einem passiv laufenden Gangregler auch ein
tabel- oder hebelartiger Eingriff oder eine Zugmittelverbindung vorgesehen ist.
Dabei ist es beliebig, ob die Achsen der Antriebsvorrichtung mit der Achse des Gangreglers
parallel, oder in einem Winkel von insbesondere 900 zueinander versetzt, verlaufend
angeordnet sind.
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Zur Sicherung vor einer Beeinträchtigung oder vor Zerstörung der Antriebsvorrichtung
aus einer unsachgemäß verursachten Rückwirkung des Gangreglers auf die Antriebsvorrichtung,
beispielsweise durch eine unsachgemäuse manuelle Beaufschlagung oder Betätigung
des passiven Gangreglers, ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß das Segment
16 auf dem Schwinghebel 5 oder das Segment 11, das mit dem Ritzel 9 auf dem passiven
Gangregler in Eingriff steht, im Segmentwinkel derart bemessen ist, daß bei einer
unsachgemäßen Drehung des Gangreglers, durch insbesondere manuelle Beaufschlagung
das Segment jeweils aus dem Eingriff mit dem Ritzel 9 des Gangreglers gelangt, sobald
die maximal zulässige Amplitude des Gangreglers überschritten wird, wobei das Federkraftelement
18, durch seine Rückstellkraft den Eingriff mit dem Ritzel 9, nach Beendigung der
Beeinträchtigung wieder herstellt.