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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Anzeige der Gangreserve einer Uhr gemäss dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Das bevorzugte Anwendungsgebiet einer solchen Vorrichtung
ist dasjenige der mechanischen Uhren mit handbetätigtem
oder automatischem Aufzug. Ihre Bedeutung liegt auf der
Hand, da sie es dem Träger einer solchen Uhr gestattet,
jederzeit über den Zustand der Spannung der Uhrfeder
informiert zu sein. Dieser Zustand, der unmittelbar in die
verbleibende Gangreserve bis zum nächsten Aufzug übertragen
wird, vorzugsweise angegeben in gegebenenfalls unterteilten
Stunden, wird von einem Anzeigeorgan sichtbar gemacht,
beispielsweise durch einen Zeiger, dessen Ende über einer
Skala spielt, oder durch eine Scheibe, die sich hinter einem
Fenster dreht, welches sich auf dem Zifferblatt befindet.
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Die Verwirklichung der Vorrichtung zur Anzeige der
Gangreserve stösst auf zwei Schwierigkeiten. Die erste
Schwierigkeit beruht darauf, dass das Bauteil, welches das
Anzeigeorgan betätigt, einerseits von einem Triebrad, das den
Gang der Uhr bewirkt, anzutreiben ist, damit das Ablaufen
der Uhrfeder in Betracht gezogen wird, und andererseits von
einem Element des Federaufzugs in Verbindung mit der
Aufziehachse bei einer Uhr mit Handaufzug oder mit der
Schwingmasse bei einer Uhr mit Selbstaufzug. Das Element
zur Betätigung des Anzeigeorgans unterliegt also zwei
entgegengerichteten Steuerungen (Ablauf- und Aufzugsvorgang),
und diese müssen so eingerichtet sein, dass sie keine
Störungen verursachen, d.h. sie müssen synchronisiert bzw.
aufeinander abgestimmt werden. Das Antriebsorgan des
Zeigers bzw. der Zeiger selbst sollten höchstens eine
Umdrehung für die gesamte Laufzeit eines Aufzugs ausführen, die
im allgemeinen zwischen 35 und 50 Stunden liegt, je nach
Art der Uhr.
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Bei den bekannten Vorrichtungen wird das erste Problem
durch die Verwendung von Differentialgetrieben gelöst,
welche die Steuerung des Anzeigeorgans (Endelement)
vermittelst zwei Eingangsorganen bewirken, nämlich das
Federgehäuse (Ablauf) und die Federachse (Aufzug). So offenbart
die CH-263'707 eine Vorrichtung mit sphärischem
Differential zwischen dem Sperrad und dem Federgehäuse.
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Solche Vorrichtungen benötigen eine bedeutende Anzahl von
Getrieberädern, und dieser Umstand stellt gerade das zweite
Problem dar. Wenn nämlich eine Vorrichtung dieser Art als
Modul ausgebildet wird, ist die Übergrösse des derartigen
Werkes so bedeutend, dass das allgemeine Erscheinungsbild
der Uhr derart darunter leidet, dass die Anziehungskraft
und der Vorteil einer Anzeige der Gangreserve grossenteils
oder vollständig zunichte gemacht werden. Wenn
andererseits die Vorrichtung in das Uhrwerk integriert werden
soll, so ist es nötig, das Rohwerk abzuändern, was im
allgemeinen nicht möglich ist. Es wird daher angestrebt, die
Eigenschaft der Vorrichtung als Modul mit der Forderung
nach einer minimalen Übergrösse zu verbinden.
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Man kennt zwar einige Vorrichtungen, die keine
Differentialgetriebe enthalten, wie aus der FR-548'785, der FR-
638'149 und der FR-872'410. Aber alle diese Vorrichtungen
weisen als Informationsquelle das Federgehäuse und das an
der Federachse befestigte Sperrad auf. Diese beiden
Abgänge
sind koaxial und benötigen zur Zugänglichkeit Eingriffe
im Inneren des Uhrwerks. Dieser Zugang ist relativ leicht
bei Taschenuhren oder Registriergeräten, in denen solche
Vorrichtungen eingebaut sind, wird aber schnell schwierig
und selbst unmöglich bei Armbanduhren. Ausserdem wird das
Problem der Dicke in diesen Vorveröffentlichungen weder
angesprochen noch gelöst.
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Andererseits können diese Vorrichtungen nicht in Uhren mit
Selbstaufzug verwendet werden, bei denen sich die
Federachse nach dem vollen Aufzug der Uhrfeder weiterdreht und die
Rutschkupplung der Feder betätigt. In diesem Fall tritt
eine Phasenverschiebung der Anzeige (Zeiger über einer
Skala) auf. Schliesslich kann bei einer ungewollten
Verstellung des Zeigers beispielsweise durch einen Stoss oder
Schlag, was bei Armbanduhren viel wahrscheinlicher als bei
Taschenuhren ist, keine selbsttätige Neueinstellung der
Anzeige bewirkt werden. Die erforderliche Zuverlässigkeit
der Ablesung ist demnach nicht gewährleistet, was das
Interesse an der Anzeigevorrichtung praktisch zunichte macht.
Diese Verstellungen sind immer möglich, da das Rad auf der
Achse des Zeigers der Anzeigevorrichtung nur durch die
Wirkung einer Feder positioniert wird (Raste 8 in der FR-
638'149).
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile
25 der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen. Die Aufgabe
wird durch die im Patentanspruch 1 und den abhängigen
Ansprüchen definierten Merkmale gelöst.
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Auf Grund der Massnahmen, als Informationsquellen zwei
nicht koaxiale Achsen des Uhrwerks zu benutzen, das heisst
zwei Achsen, die auf unterschiedlichen Trägern oder
Trägerlinien sitzen, und die Vorrichtung als Modul auszubilden,
kann die Dickenerhöhung, die beim Zufügen der
erfindungsgemässen
Vorrichtung auftritt und die Summe von Uhrwerk und
Vorrichtung ausmacht, auf einem Minimum gehalten werden,
wobei ein sehr guter Zugang gewährleistet ist, und
bedeutende Änderungen am ursprünglichen Uhrwerk werden
vermieden. Übrigens kann die Vorrichtung in Armband-Uhrwerke mit
Selbstaufzug eingebaut werden, da keine dauernde
Verstellung der Anzeige auftritt.
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Es soll nun als Beispiel eine Ausführungsform der
erfindungsgemässen Vorrichtung zur Anzeige der Gangreserve für
eine mechanische Uhr mit automatischem Aufzug an Hand der
Zeichnung beschrieben werden, worin darstellen:
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Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemässen
Vorrichtung, und
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Fig. 2 und 3 eine Darstellung der gleichen Vorrichtung, zum
einen bei aufgezogener und zum anderen bei
entspannter Feder.
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Die Vorrichtung weist ein Zackenrad 1 (nachstehend auch als
Stern oder Rad 1 bezeichnet) auf, welches auf seiner Achse
1' einen nicht dargestellten Zeiger zum Anzeigen der
Gangreserve trägt. Der Stern steht periodisch unterbrochen
einerseits mit einer Wippe 4, die von der Aufziehvorrichtung
gesteuert wird, und andererseits mit einem Nocken 10 in
Eingriff, der von einem Triebrad des Uhrwerks gesteuert
wird, wie noch bei der Arbeitsweise der Vorrichtung zu
beschreiben ist. Das Rad 1 weist weiterhin eine kreisförmige
Aussparung oder Nut 16 auf, die sich über einen Kreisbogen
erstreckt, sowie einen Einschnitt 1c, dessen Wirkungsweise
weiter unten beschrieben wird.
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Eine Welle 2 des Federgehäuses mit der Achse 2A, die beim
Aufziehen der Uhrfeder benutzt wird, trägt einen
Exzenternocken 3 mit mindestens einer Rampe mit Absatz - im
beschriebenen Beispiel sind zwei einander gegenüberliegende
Absätze 31 und 32 vorhanden. Die Wippe 4 mit einer Nase 4"
wird vom Nocken 3 sowie einer Feder 5 derart beaufschlagt,
dass sie um ihre Achse 4' zwischen zwei Endstellungen
schwingen kann, die in der Figur dargestellt sind, wobei
eine Stellung teilweise gestrichelt gezeichnet ist.
Ausgehend von der einem Endstellung, beispielsweise derjenigen
in gestrichelter Darstellung (Nase 4" im Absatz 31),
verschiebt der Nocken 3 während einer halben Umdrehung gemäss
Pfeil 2' die Wippe 4 gegen die Wirkung der Feder 5 in die
zweite Endstellung, die Freigabestellung, die durchgezogen
gezeichnet ist. Wenn die zweite Halbdrehung beginnt, wird
die Wippe durch die Feder 5 schlagartig in die zweite,
gestrichelt gezeichnete Endstellung gebracht, wobei die Nase
4" auf den Grund des Absatzes der zweiten Rampe 32 zu
liegen kommt. Bei seiner Rückwärtsbewegung schiebt die Wippe
4 einen Zahn des Zackenrades 1 vor, wodurch sich letzteres
in Richtung des Pfeils 6 dreht. Das Aufziehen wird auf
diese Weise als Drehbewegung der Achse des Federgehäuses
über die Teile 3, 4 und 5 durch einen Zeiger dargestellt,
der fest mit dem Zackenrad 1 verbunden ist. Die
Positionierung des Zackenrads 1 wird durch eine Rastklinke 7
bewirkt.
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Ein Ritzel 8, das auf einer Achse 8A des Räderwerks der Uhr
sitzt, treibt ein Zahnrad 9 an. Dieses Zahnrad 9 trägt auf
seiner Achse 9A einen Exzenternocken 10, der sich frei
drehen kann und von einem Stift 11 bewegbar ist, welcher am
Zahnrad 9 befestigt ist. Der Nocken 10 weist eine Nase 101
auf, die augenblicklich durch eine Feder 13 von einer
Stellung 10' (voll ausgezogen gezeichnet) in eine Stellung 10"
(gestrichelt gezeichnet) gebracht werden kann. Bei seiner
Drehbewegung im Sinne des Pfeils 102, wobei der Stift 11,
wie in den Figuren zu sehen ist, zu einem bestimmten
Zeitpunkt am Ende 103 einer Aussparung (ohne Bezugszeichen)
anliegt,
welche der Nase 101 gegenüberliegt; hebt der Nocken
10 nach und nach die Feder 13 an. Wenn die Feder in der
Stellung 10' angekommen ist, die in den Figuren voll
ausgezogen dargestellt ist, beginnt die Kraft der Feder auf die
gekrümmte Fläche 12 der Nase 101 zu wirken und bringt den
Nocken schlagartig in die Stellung 10" (gestrichelt
gezeichnet). Im Verlaufe dieser Phase, d.h. dem
schlagartigen Übergang von der Stellung 10' in die Stellung 10",
wobei die Drehung nicht durch den Stift 11, sondern durch die
Feder 13 bewirkt wird, bewegt die Nase 101 des Nockens 10
einen Zahn des Zackenrades 1, und zwar im Sinne des Pfeils
14. Gleichzeitig kommt das andere Ende 104 der genannten
Aussparung dem Stift 11 nahe, ohne ihn jedoch zu berühren.
Wenn das Zahnrad 9 seine Drehung fortsetzt, wird der Nocken
wieder in Drehung versetzt, sobald der Stift 11 in
Berührung mit dem Ende 103 der Aussparung kommt. Der Ablauf der
Uhrfeder, übertragen durch das Ritzel 8 wird auf diese
Weise von Zeiger am Zackenrad 1 angezeigt, welches in seiner
jeweiligen Stellung von der Rastklinke 7 gehalten wird.
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Es versteht sich, dass bei dieser beschriebenen und in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsform das Getriebe 8, 9
derart berechnet ist, dass das Zahnrad pro halbe Umdrehung
des Exzenternockens 3 eine volle Drehung ausführt.
Allgemein ist die Umdrehungszahl des Zahnrads 9 der
Umdrehungszahl des Nockens 3 proportional, wobei der
Proportionalitätsfaktor der Anzahl der Rampen auf dem Nocken 3 gleich
ist.
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Im Falle einer Uhr mit Automatikaufzug treibt die
Schwingmasse die Uhrfeder über eine Rutschkupplung weiter an, auch
wenn die Feder voll gespannt ist. In diesem Falle des
vollständigen Aufzugs der Feder darf der Zeiger der
Anzeigevorrichtung nicht mehr bewegt werden. Zu diesem Zweck
ragt ein fest am Uhrgehäuse befestigter Stift 15 in die
kreisförmige Öffnung 16 des Zackenrads 1. Wenn die
Uhrfeder ganz aufgezogen ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist,
kommt das Ende 16' dieser Öffnung mit dem Stift 15 in
Berührung, wodurch die Wirkung der Wippe 4 blockiert wird,
und das Zackenrad 1, das den Zeiger trägt, kann sich nicht
mehr drehen. Wenn sich ausserdem zufällig, beispielsweise
infolge eines Stosses, das Zackenrad 1 und mit ihm das
Anzeigeorgan im Sinne des Pfeils 6 verstellt und das Ende 16'
am festen Stift 15 anstösst, so wird eine Neueinstellung
automatisch beim nächsten vollständigen Aufzug vorgenommen.
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Fig. 3 zeigt den Fall der vollständigen Entspannung (Ablauf
der Feder). In dieser Stellung liegt das Ende 16" der
kreisförmigen Nut 16 am festen Stift 15 an. Auch in diesem
Fall wird, analog zur Beschreibung des vollständigen
Aufzugs, wo eine ungewollte Verstellung des Anzeigeorgans
auftreten kann und sich letzteres nicht im Sinne des Pfeils 6,
sondern in Richtung des Pfeils 14 verschiebt, die Öffnung
16 bzw. ihr Ende 16" schon vor dem vollständigen Ablauf des
Werkes in Berührung mit dem Stift 15 kommen. Der Zeiger
der Anzeige wird angehalten, aber das Uhrwerk biegt beim
weiteren Ablauf den Ring 1b des Zackenrads 1 ab. Dabei
zieht sich der Zahn 1a bei jedem Vorbeigang des
Exzenternockens 10 zurück, und dieses Zurückziehen wird durch den
Einschnitt 1c ermöglicht, und die Neueinstellung wird
derart gesichert. Aus den Figuren geht hervor, dass der
Einschnitt 1c radial gerichtet ist, sich vom Äusseren der
Verzahnung bis zur Nut 16 erstreckt und sich nahe des Endes
16' der Nut 16 befindet, so dass der Zahn 1a derjenige ist,
welcher dem Einschnitt 1c am nächsten liegt und sich
bezüglich des letzteren auf der dem Ende 16' gegenüberliegenden
Seite befindet.
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Die elastischen Organe 7, 5 und 13 erzeugen jeweils am
Zakkenrad 1 unterschiedliche Momente, die aneinander angepasst
sind. Es ist überdies vorteilhaft, wenn man dem
Wirkungsmoment der Feder bzw. Rastklinke 7 auf das Zackenrad 1 den
Bezugswert von 1 zuordnet, dass das Wirkungsmoment der
Wippe 4, erzeugt durch die Feder 5, auf das Zackenrad 1 einen
Wert von etwa 2 besitzt und das Wirkungsmoment der Nase
10', erzeugt durch die Feder 13, auf das Zackenrad einen
Wert von etwa 6 hat, wobei die Nase 10' die kombinierten
Wirkungen der Federn 5 und 7 zu überwinden hat.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist von einfacher Bauart,
weist eine verringerte Anzahl von Teilen auf und erhöht
nicht wesentlich die Dicke der Uhr. Sie ist als Baugruppe
ausgeführt, was einen Einbau ausserhalb des Uhrwerks
ermöglicht. Auf diese Weise entspricht zunächst der Platzbedarf
grössenordnungsmässig der Hälfte eines
Differentialgetriebes. Weiterhin braucht der Gehäusedurchmesser nicht
speziell verändert zu werden; lediglich die Höhen der Stifte,
auf denen der Nocken 3 und das Rad 8 angebracht sind,
müssen ein wenig vergrössert werden. Schliesslich sind die
einzelnen Teile der Vorrichtung leicht zugänglich.
Ausserdem ist die Vorrichtung dank der getroffenen Massnahmen
besonders für mechanische Uhren mit Selbstaufzug geeignet,
wobei eine Neueinstellung selbsttätig in beiden Richtungen
erfolgt, selbst im Falle einer zufälligen Verstellung,
wodurch die Zuverlässigkeit der Ablesung des Anzeigeorgans
gesichert ist.