GROOTHUIS, Michiel (C St. Imier, H-2610, CH)
Patentansprüche
1. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr, umfassend:
• eine Kurvenscheibe (2);
• einen ersten Rechen (4), der mit der Kurvenscheibe (2) kraftschlüssig verbunden ist, um eine erste Achse (B) schwenkbar gelagert ist, und Zähne (41) aufweist;
• ein Ritzel (7) mit Zähnen (71) zum Antrieb des Anzeigers, wobei die Zähne (71) des Ritzels (7) in die Zähne (41) des ersten Rechens (4) eingreifen und wobei die Zähne (41) des ersten Rechens (4) durch die Kraftübertragung der Kurvenscheibe (2) auf den Rechen (4) an einer Seite der Zähne (71) des Ritzels (7) anliegen, und
• einen zweiter Rechen (5), der Zähne (51) aufweist, die in die Zähne (71) des Ritzels (7) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
• der erste Rechen (4) und der zweite Rechen (5) überlappend angeordnet sind.
2. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Rechen (5) eine Kraft auf die Zähne (71) des Ritzels (7) ausübt, die der Kraft, die der erste Rechen (4) auf das Ritzel (7) ausübt, entgegengesetzt ist.
3. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rechen (5) ebenfalls um die erste Achse (B) schwenkbar gelagert ist.
4. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rechen (4, 5) eine gemeinsame Fixierung (44, 54) aufweisen.
5. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Zähne (41, 51) bei beiden Rechen (4, 5) unterschiedlich ist.
6. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul der beiden Rechen (4, 5) unterschiedlich ist.
7. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (2) eine Schnecke ist.
8. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rechen (5) kraftschlüssig mit einer Feder (6) verbunden ist, die die Kraft auf den zweiten Rechen (5) ausübt.
9. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rechen (5) mit einer Aussparung (52) an einer der Kurvenscheibe (2) gegenüberliegenden Seite ausgestattet ist und die benannte Feder (6) auf diese Aussparung (52) einwirkt.
10. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Feder (6) zwei Schenkel (61) aufweist.
1 1. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Rechen (4, 5) oder das Ritzel (7) aus einem Kunststoff hergestellt ist.
12. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rechen (4) aus Metal und der zweite Rechen (5) aus einem Kunststoff hergestellt ist.
13. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (2) eine Kontur (21) aufweist, so dass der erste Rechen (4) bei einer Drehung der Kurvenscheibe (2) in mehreren diskreten Positionen stehenbleibt.
14. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (2) mit einem Stern (3) verbunden ist.
15. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rechen (4) an einer der Kurvenscheibe (2) zugewandten Seite eine Aussparung (42) in der Form eines Ls aufweist.
16. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeiger einen Wochentag, ein Datum oder eine Zeit anzeigt.
17. Mechanismus (1) zur Bewegung eines Anzeigers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeiger eine Scheibe ist, die teilweise durch ein Fenster sichtbar ist. |
Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik
Uhren und Uhrwerke, die Uhrzeiger antreiben, sind zahlreich aus dem Stand der Technik bekannt. Die Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus, um einen Uhrzeiger anzutreiben, der von einer Extrempositionen zu einer anderen Extremposition bewegt wird und danach aber auf demselben Wege zurückgestellt wird, ohne eine ganze Drehung zu vollziehen. Der Zeiger steht dabei jeweils in bestimmten Positionen einer Skala, um ein Datum oder eine Uhrzeit anzuzeigen.
CH-A3-666 591 offenbart in allgemeiner Form einen solchen Mechanismus, der im Wesentlichen aus einer Kurvenscheibe besteht, die mit einem sternförmigen Ritzel verbunden ist. Beide sind um eine Achse angeordnet und rotieren um diese Achse. Das sternförmige Ritzel, das sieben Zacken aufweist und schrittweise rotiert, wird an jeder Position von einem Hebel, der in die Einkerbungen der Zacken eingreift, in dieser Position gehalten. Entsprechend stellen sich sieben verschiedene Positionen der Kurvenscheibe ein und ein Finger eines Rechens, der kraftschlüssig mit der Kurvenscheibe verbunden ist, gleitet auf der Kontur der Kurvenscheibe entlang und gleicht sich der Kontur an. Die Kontur der Kurvenscheibe ist derart gestaltet, dass sieben verschiedene Positionen existieren, die ein leicht unterschiedliches Niveau als die übrige Kontur aufweisen, so dass der Finger Halt findet. Der Rechen verschiebt sich somit stückweise und die Zähne des Rechens, die in die Zähne eines Ritzels des Zeigers eingreifen, bewegen den Zeiger, der sich in entsprechender Weise jeweils um einen entsprechenden Winkel verschiebt. Der Zeiger ist mit einer Feder
verbunden, die den Zeiger zurückstellt und eine Kraft erzeugt, die auf den Zeiger und den Rechen einwirkt.
Wenig vorteilhaft an ein der Kontur der Kurvenscheibe ist in CH- A-666,591 allerdings, dass die Abstände zwischen den diskreten Positionen verhältnismässig gross sind, so dass die Umschaltmomente relativ lange dauern, was sich insbesondere bei der Rückstellung des Zeigers negativ auswirken kann.
Solche Mechanismen sind auch aus FR-A- 548,785, FR-A-743,618 und US-A-3,696,609 bekannt. Es ist jedoch hier so, dass eine Feder direkt auf den Rechen eine Kraft anwendet und den Rechen in seiner Lage stabilisiert. In FR-A-548,785 wird ein Ritzel jeweils um einen bestimmten Winkel gedreht, es findet jedoch keine Rückstellung des Zeigers statt.
US-A-5,043,955 offenbart ebenfalls einen solchen Mechanismus, wobei vier Rechen um eine einzige zentrale Kurvenscheibe angeordnet sind. Die vier Rechen treiben jeweils einen Zeiger an, die an den vier Ecken einer quadratischen Uhr angeordnet sind. Die Rechen werden mit einer Feder auf die Kontur der Kurvenscheibe gedrückt. Die Feder weist zwei Schenkel auf und ist an einen Punkt befestigt.
EP-A1 -1 102 134 offenbart eine Uhr mit einem solchen Mechanismus, wobei zwei Rechen um eine zentrale Kurvenscheibe angeordnet sind. Die Besonderheit hier liegt darin, dass die Rechen aus zwei Schenkeln bestehen, wobei ein Schenkel kraftschlüssig mit der Kontur der Kurvenscheibe verbunden ist und der zweite Schenkel Zähne aufweist, die den Zeiger verstellen. Beide Schenkel laufen an einem gemeinsamen Punkt zusammen und sind um diesen Punkt schwenkbar gelagert.
US-A-2,292,458 offenbart einen ähnlichen Mechanismus, der zusätzlich für eine lineare Verschiebung von zwei Zeigern sorgt.
Eine weitere Ausführungsform ist in CH-A5-691 087 offenbart. Um das Spiel zwischen den Zähnen eines ersten Rechens und den Zähnen des Ritzels auszugleichen, wird ein zweiter Rechen vorgesehen. Der Rechen
ist auf der anderen Seite des Ritzels vorgesehen und übt eine Kraft auf das Ritzel aus, die die Kraft des ersten Ritzels entgegengesetzt ist. Wenig vorteilhaft ist jedoch an dieser Anordnung, dass sie sehr viel Platz einnimmt, da die Rechen an zwei verschiedenen Seiten des Ritzels angeordnet sind. Durch die Grosse der Kurvenscheibe sind zudem kaum geometrische Veränderungen möglich, um das System auf eine andere Anwendung zu übertragen.
Um das Spiel bei Zähnen eines Ritzels auszugleichen, ist es aus EP-A1 -1 555 584 auch bekannt, die Zähne zu modifizieren. Durch gewisse Lücken und Spalten können die Zähne sich an die jeweilige Anwendung anpassen und das Spiel in einem gewissen Masse reduzieren.
Darstellung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr zu schaffen, der platzsparender als aus dem Stand der Technik bekannte Mechanismen ist.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr zu schaffen, der das Spiel zwischen den Zähnen eines Rechen und den Zähnen eines Ritzel bei einem eingangs erwähnten Mechanismus eliminiert oder weitgehend reduziert.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr zu schaffen, der den Konstrukteur einen grosseren Freiheitsgrad bei der Auslegung lässt als aus dem Stand der Technik bekannte Mechanismen.
Erfindungsgemäss werden diese Ziele bei einem Mechanismus zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs dadurch gelöst, dass der erste Rechen und der zweite Rechen überlappend angeordnet sind.
Die Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie Platz sparend ist und die Rechen sich durch die überlappende Anordnung gegenseitig
stabilisieren. Die kann durch eine zusätzliche Fixierung, die ein gewisses Spiel aufweist, unterstützt werden. Durch den erfindungsgemässen Mechanismus werden ein Spiel und Schwingungen beim Wechseln der Position des Anzeigers vermieden. Dieser steht somit an einer festen Position, auch wenn die Uhr durch den Benutzer bewegt wird.
Die Rechen können auch um die eine gemeinsame Achse schwenkbar gelagert sein, was den Vorteil aufweist, dass eine zusätzliche Achse und damit verbundene Befestigungen entfallen. Die die Teilung der Zähne und auch der Modul der beiden Rechen kann bei beiden Rechen unterschiedlich sein, so dass der Konstrukteur vorteilhaft einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Auslegung einer bestimmten Ausführungsform hat.
Damit der zweite Rechen Kraft auf das Ritzel ausüben kann, ist er kraftschlüssig mit einer Feder verbunden, die auf eine Aussparung des zweiten Rechens einwirkt, welche an einer der Kurvenscheibe gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Die Feder kann zwei Schenkel aufweisen und an einen Fixpunkt gelagert sein.
Die Kurvenscheibe, die mit einem Ritzel verbunden ist, weist eine Kontur auf, so dass der erste Rechen bei einer Drehung der Kurvenscheibe in mehreren diskreten Positionen stehen bleibt. In einer konkreten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe eine Schnecke und besteht aus zwei versetzten ellipsoiden oder halbkreisähnlichen Elementen, wobei zwischen den Elementen ein Sprung in der Kontur der Kurvenscheibe vorhanden ist.
Zur einfacheren Herstellung können ein oder beide Rechen und auch das Ritzel, welches den Anzeiger antreibt, aus einem Kunststoff hergestellt sein. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, wobei zeigen
Fig. 1 eine Ansicht eines Mechanismus zur Einstellung eines Uhrzeigers in einer Rückstellposition und
Fig. 2 eine Ansicht eines Mechanismus zur Einstellung eines Uhrzeigers in einer maximalen Position.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemässen Mechanismus 1 zur Bewegung eines Anzeigers einer Uhr, der sich von einer Extrempositionen zu einer anderen Extremposition bewegt und danach aber auf demselben Wege zurückgestellt wird, ohne eine volle Umdrehung von 360° zu vollziehen. Der Anzeiger, der in der Figur 1 nicht dargestellt ist, ist mit dem Ritzel 7 verbunden und steht dabei jeweils in bestimmten Positionen einer Skala, um einen Wochentag, ein Datum, eine Uhrzeit, Sekunden, etc. anzuzeigen. Die Figur 1 zeigt den Mechanismus an einer Maximalposition direkt nach der Rückstellung des Anzeigers. Es kann sich bei dem Anzeiger um einen Uhrzeiger, beispielsweise einen retrograden Uhrzeiger, handeln oder auch um eine Scheibe, die teilweise durch ein Fenster der Uhr sichtbar ist.
Der Mechanismus besteht aus einer Kurvenscheibe 2, die mit einem Stern 3 verbunden ist, welches sie antreibt. Im speziellen Fall, der in der Figur 1 sichtbar ist, ist die Kurvenscheibe eine Schnecke. Die Kurvenscheibe 2 weist eine Kontur 21 auf und besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei versetzt angeordneten, ellipsoiden oder halbkreisähnlichen Elementen, wobei zwischen den beiden Elementen ein Sprung 22 in der Kontur 21 der Kurvenscheibe 2 vorhanden ist. Der Stern 3 und die Kurvenscheibe 2 drehen um eine gemeinsame Achse A. Der Stern 3 wird von einem Stellorgan 32, welches eine Nase aufweist, angetrieben und in jeder bestimmten Position von einer Hebelfeder 31 gehalten.
Kraftschlüssig mit der Kurvenscheibe 2 verbunden ist ein erster Rechen 4. Der Rechen 4, der um eine Achse B schwenkbar gelagert ist, weist an einer Seite Zähne 41 auf. An der Seite, die der Kurvenscheibe 2 zugewandt ist, weist der Rechen 4 eine L-förmige Aussparung 42 auf, die an einem Abschnitt einen Finger 43 bildet. Der Finger 43, der teilweise auch mit den Zähnen 41 ausgestattet ist, liegt kraftschlüssig auf der Kontur 21 der Kurvenscheibe 2 auf. Die Kontur 21 der Kurvenscheibe 2 weist eine Vielzahl von leichten Eindellungen oder Stellen von etwas geringerem Niveau auf, so dass der erste Rechen 4 bei einer Drehung der Kurvenscheibe 2 in mehreren diskreten Positionen stehen bleibt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind pro Elemente sieben Segmente und Positionen vorgesehen, die jeweils für einen Wochentag stehen. Insgesamt ergeben sich somit an der Kurvenscheibe 2 vierzehn Elemente. Selbstverständlich können die Anzahl der Eindellungen bzw. Positionen und die konkrete Ausführungsform der Kurvenscheibe 2, der Kontur 21 und der Sprünge 22 entsprechend dem vorgegebenen Beispiel und dem anzuzeigenden Wert variieren.
Gleichzeitig ist ein Ritzel 7 mit einem in der Figur 1 nicht dargestellten Anzeiger verbunden. Das Ritzel 7 treibt somit den Uhrzeiger oder die Scheibe an. Zu diesem Zwecke weist das Ritzel 7 eine Anzahl von Zähnen 71 auf, die in die Zähne 41 des ersten Rechens 4 eingreifen. Durch den Finger 43 und die Zähne 41 des ersten Rechens 4 wird eine Kraft und eine Bewegung von der Kurvenscheibe 2 auf das Ritzel 7 übertragen. Das Ritzel 7 dreht dabei um eine Achse C. Die Zähne 41 des Rechens 4 liegen an einer Seite an den Zähnen 71 des Ritzels 7 an und übertragen somit eine Kraft. Zwischen der zweiten Seite der Zähne 41 und den benachbarten Zähnen 71 des Ritzels 7 ist ein gewisses Spiel vorhanden.
Dadurch, dass je ein ellipsoides oder halbkreisähnliches Element der Kurvenscheibe 2 in Bezug auf die Achse A einen ansteigenden Radius ausweist, verschiebt sich der Finger 43 während der Drehung der Kurvenscheibe 2 stetig und das Ritzel 7 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn, wie mit dem Pfeil in der Fig. 1 angedeutet ist. Die Positionen, die auf der Kontur 21 vorhanden sind, übertragen sich auf die anzuzeigenden Positionen des Zeigers. Fig. 2 zeigt den Mechanismus 1,
nachdem die Kurvenscheibe 2 eine halbe Umdrehung umlaufen hat. Der Finger 43 befindet sich direkt vor dem Sprung 22 und somit an einer zweiten Extremposition, direkt bevor der Anzeiger zu der Position, die in der Fig. 1 gezeigt ist, in einem Schritt im Uhrzeigersinn zurückgestellt wird.
Erfindungsgemäss wird ein zweiter Rechen 5 überlappend mit dem ersten Rechen 4 angeordnet. Die Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie Platz sparend ist und die Rechen sich durch die überlappende Anordnung gegenseitig stabilisieren. Der Rechen 5 weist Zähne 51 auf, die ebenfalls in die Zähne 71 des Ritzels 7 eingreifen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Rechen 5 zusammen mit dem Rechen 4 um die erste Achse B schwenkbar gelagert und beide Elemente 4, 5 werden durch eine Fixierung 44, 54 miteinander verbunden, die die beiden Rechen 4, 5 aneinander hält. Es wäre jedoch im Rahmen der Erfindung auch denkbar, eine davon unabhängige Achse vorzusehen. Wenn wie gezeigt die Rechen um die eine gemeinsame Achse B schwenkbar gelagert sind, hat das den Vorteil, dass eine Achse und damit verbundene Befestigungen entfallen. Der Rechen 5 weist zusätzlich eine Führung 53 auf.
Durch die gezeigte Anordnung übt der zweite Rechen 5 eine Kraft auf die Zähne 71 des Ritzels 7 aus, die der Kraft, die der erste Rechen 4 auf das Ritzel 7 ausübt, entgegengesetzt ist. Diese Kraft allein würde das Ritzel 7 somit im Uhrzeigersinn drehen. Somit liegen die Zähne 51 an der Seite der Zähne 71 an, an der das erwähnte Spiel zwischen der zweiten Seite der Zähne 41 und den Zähnen 71 des Ritzels 7 vorhanden ist. Damit der Rechen 5 diese Kraft ausüben kann, ist eine Feder 6 kraftschlüssig mit ihm verbunden. Die Feder 6 ist in einer parallelen Ebene zum Rechen und an der Seite des Rechens 5 angeordnet, die der Kurvenscheibe 2 gegenüberliegt. An dieser Seite weist der Rechen 5 eine Aussparung 52 auf, auf die Feder 6 einwirken kann. Im gezeigten Beispiel weist die Feder 6 zwei Schenkel 61 auf und ist an einem Fixpunkt 62 gelagert, an dem beide Schenkel 61 zusammenlaufen. Ein Schenkel 61 wird von einer Befestigung 63 gehalten. Andere Federn oder Kraftübertragungselemente sind aber im Rahmen der Erfindung ebenso denkbar.
Die die Teilung der Zähne 41, 51 und auch der Modul der beiden Rechen 4, 5 kann bei beiden Rechen 4, 5 unterschiedlich sein, so dass der Konstrukteur vorteilhaft einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Auslegung einer bestimmten Ausführungsform des erfindungsgemässen Mechanismus hat. Zur einfacheren Herstellung können ein oder beide Rechen 4, 5 und auch das Ritzel 7 aus einem Kunststoff hergestellt sein. Dies gilt insbesondere für den Rechen 5, der als Standardteil hergestellt werden kann und somit in verschiedenen Uhrwerken mit ersten, beispielsweise metallischen Rechen 4 unterschiedlicher Grosse, Teilung und/oder Module zusammenarbeiten kann.
Durch den erfindungsgemässen Mechanismus werden ein Spiel und Schwingungen beim Wechseln der Position des Anzeigers vermieden. Dieser steht somit an einer festen Position, auch wenn die Uhr durch den Benutzer bewegt wird.
Bezugszeichenliste
1 Mechanismus
2 Kurvenscheibe
21 Kontur der Kurvenscheibe 21
22 Sprung in der Kontur 22 der Kurvenscheibe 21
3 Stern
31 Hebelfeder
32 Stellorgan
4 Erster Rechen
41 Zähne des ersten Rechens 4
42 Aussparung
43 Finger des Rechens 4
44 Führung
5 Zweiter Rechen
51 Zähne des zweiten Rechens 5
52 Aussparung
53 Fixierung
54 Führung
6 Feder
Schenkel der Feder 6 Fixpunkt der Feder 6 Befestigung der Feder 6 Ritzel Zähne des Zahnrades 7
Achse