Datumschalteinrichtung für Uhrwerke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Datumschalteinrichtung für Uhrwerke mit sprunghaft schaltendem Datumwechsel, bei welcher die Fortschaltung mindestens eines innenverzahnten Anzeigeorgans durch einen schwenkbar gelagerten Klinkenhebel geschieht und die Kraftentnahme vom Federhaus für die Fortschaltung des Anzeigeorgans über beinahe 24 Stunden (= 1 Tag) annähernd gleichmässig erfolgt und der Klinkenhebel an einem als spiralförmigen Exzenter ausgebildeten, umlaufenden Schaltorgan während fast der ganzen Umdrehung desselben an diesem anliegt und bei der das Anzeigeorgan durch mindestens eine Sperrklinke fixiert und das Schaltorgan mit dem seine Umdrehung bewirkenden Antriebsrad fest verbunden ist.
Die zum Betrieb der Datumschalteinrichtung erforderliche Kraft wird bei bekannten Einrichtungen dieser Art dem dem Antrieb der Uhr dienenden Federgehäuse entnommen, wobei diese Kraftentnahme nur während einer relativ kurzen Zeitspanne (beispielsweise vier Stunden pro Tag) erfolgt, was der Ganggenauigkeit der Uhr nicht zuträglich ist (ungleichförmige Belastung der Feder). So ist eine Datumschalteinrichtung für Uhrwerke bekannt mit einem einseitig befestigten, federnden und mit der Innenverzahnung eines Datumringes zusammenarbeitenden Klinkenhebel sowie einem umlaufenden, den Klinkenhebel beeinflussenden Schaltorgan, wobei das freie Ende des Klinkenhebels S-förmig gebogen ist und das Schaltorgan mit der Aussenseite des zwischen den beiden S-Biegungen liegenden Teiles dieses Klinkenhebels zusammenarbeitet.
Das Schaltorgan, an dem der Klinkenhebel anliegt, ist dabei über den grössten Teil seines Umfanges als Kreisscheibe ausgebildet, so dass die Kraftentnahme für die Ausklinkung des Klinkenhebels nicht gleichmässig über den Tagesablauf (24 Stunden) erfolgt, was zu der bereits erwähnten gleichförmigen Belastung der Feder führt. Eine weitere bekannte Anordnung ist ebenfalls so ähnlich konstruiert und weist daher denselben Nachteil auf. Bei dieser Konstruktion ist allerdings der Klinkenhebel relativ starr, doch liegt auch hier unabhängig von dieser Klinkenhebelausbildung diese ungleichförmige Belastung der Feder vor.
Bekannt ist ferner eine Fortschalteinrichtung für die Datumscheibe einer elektrischen, durch eine Trockenbatterie gespeisten Datumuhr, die eine Feder aufweist, welche vom Uhrwerk allmählich gespannt und in 24stündigen Abständen entspannt wird, wobei dadurch die Fortschaltung der Datumscheibe erfolgt. Die Feder drückt ein mit einer Schaltklinke zur Weiterschaltung der Datumscheibe versehenen, schwenkbar gelagerten Arm mit einer Nase gegen eine vom Uhrwerk verdrehbare Kurvenscheibe, welche einen relativ flach ansteigenden langen Abschnitt zur Verschwenkung des Armes entgegen seiner Fortschaltrichtung und zum Spannen der Feder und einen relativ steil abfallenden kurzen Abschnitt, der die Verschwenkung des Armes in seiner Fortschaltrichtung und die Entspannung der Feder steuert, aufweist.
Diese Einrichtung ist insofern nicht zweckmässig, da sie für die Fortschaltung des Anzeigeorgans zahlreiche miteinander in Wirkverbindung stehende und über Federn gegeneinander abgestützte Hebel aufweist, so dass sowohl ihre Fertigung wie auch ihre Montage aufwendig ist. Darüber hinaus kann mit einer Einrichtung dieser Art nur ein einziges Anzeigeorgan betätigt bzw. beeinflusst werden, da die Schalthebel so konstruiert sind, dass sie nur von aussen her auf das Anzeigeorgan einzuwirken vermögen. Würden zwei Anzeigeorgane angeordnet, so würde dies zu einer doppelten Bauhöhe der Fortschalteinrichtung führen.
Alle diese Nachteile bei den bekannten Konstruktionen zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung, was dadurch gelingt, dass der im wesentlichen C- oder U-för mige Klinkenhebel in sich federnd ausgebildet ist und mindestens zwei freie Enden aufweist, wobei das eine Ende als Schaltfinger für das Anzeigeorgan ausgebildet ist und das andere Ende an der als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Sperrklinke anliegt, wobei das eine Ende der Sperrklinke Zentrierflächen zur Anlage an der Innenverzahnung des Anzeigeorgans besitzt und das andere Ende im Schaltweg des Schaltfingers vom Klinkenhebel liegt.
Dank dieser vorgeschlagenen Massnahme ist es möglich, die Feder möglichst gleichmässig über den Tagesablauf zu belasten, wobei trotz dieser überaus vorteilhaften Massnahme die rein mechanische Konstruktion für die Fortschaltung einfach ausgelegt sein kann.
Um die Erfindung in ihrem Aufbau und in ihrer Fuktionsweise näher zu erläutern, wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung beschrieben und erklärt, wobei zusätzliche Vorteile des erfindungsgemässen Vorschlages dargelegt werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der Datumschalteinrichtung,
Fig. 2 einen Detailschnitt und die
Fig. 3 bis 6 Ausführungsvarianten der Sperrklinke.
Fig. 7 veranschaulicht ein Detail des Exzenters und
Fig. 8 den Schaltfinger im Detail.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht das Datumschaltwerk einer Uhr. Über ein Vorgelege 1, 2 wird vom nicht dargestellten Stundenrohr aus das Zahnrad 3 angetrieben, auf dem drehfest die spiralförmige Exzenterscheibe 4 befestigt ist. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei so gewählt, dass das Zahnrad 3, das als Antriebsrad für den Exzenter 4 dient, in 24 Stunden eine Umdrehung ausführt. Ein C- oder U-förmig gestalteter federnder Klinkenhebel 5 ist im Bereich seiner oberen Kröpfung schwenkbar am Lagerpunkt 6 gelagert. Das dem Lager 6 abgewandte Ende des Schalthebels 5 ist als Schaltfinger 7 ausgebildet. Mittels einer gekröpften Schulter 8 liegt der Klinkenhebel 5 an der Spiralkurve 9 des Exzenters 4 an. Eine annähernd nierenförmige Steuerkurve 10 ist an der Unterseite des Klinkenhebels 5 befestigt, und zwar in Form einer flachen Scheibe.
Der Steuerkurve 10 benachbart ist ein Steuerstift 11 in der Platine 12 des Uhrwerkes feststehend gelagert.
Im Bereich seiner eingezogenen Schulter 13 besitzt der Exzenter 4, und zwar in unmittelbarer Fortsetzung des inneren Spiralbogens 14, eine schräge Auflauframpe 28 in Form einer schiefen Ebene, die in Fig. 7 im Detail dargestellt ist (Schnittlinie B-B in Fig. 1).
Ein äusserer Datumring 15 und ein innerer Wochentagring 16 sind konzentrisch zueinander gelagert. Der Datumring trägt die Bezifferung 1 bis 31 und dementsprechend 31 Schaltzälme 17. Beim Wochentagring 16 ist die Anzahl der Schaltzähne 18 ein geradzahliges Vielfaches von 7 (7 Wochentage), im vorliegenden Falle 21 (= 3 x 7). Die beiden Ringe liegen nebeneinander, doch ist der äussere Ring unter dem inneren durchgeführt (siehe Schnittzeichnung Fig. 2), so dass die inneren Verzahnungen dieser beiden Ringe übereinanderliegen.
Eine Sperrklinke 20 ist als doppelarmiger Hebel ausgestaltet und im Lagerpunkt 21 schwenkbar gelagert. Der eine Hebelarm. 22 weist an seinem vorderen Ende Zentrierflächen 23 und 24 auf und greift mit diesen zwischen die Zahnlücken der inneren Verzahnungen des Datumringes und des Wochentagringes 15 und 16, und die Breite der Sperrklinke ist zumindest an ihrem vorderen Ende so gewählt, dass beide Zahnkränze von ihr erfasst werden. Der andere Hebelarm 25 der mondsichelförmig gestalteten Sperrklinke 20 reicht bis in den Bereich des Schaltfingers 7 und läuft am Steuerstift 11 von der Mitte der Uhr aus gesehen aussen an diesem vorbei.
Das jenseits des Lagers 6 verlaufende freie Ende 26 des Klinkenhebels 5 liegt an der Sperrklinke 20 an, und zwar nahe dem Schwenklager 21 und an jenem Arm 22, der die Zentrierflächen 23 und 24 aufweist. Ein mit der Aufzugwelle der Uhr kuppelbares Stiftenrad 27 dient mittels seiner Stifte 35 zur manuellen Schnellverstellung des Datumkranzes 15, in dem die Stifte 35 bei Drehung des Rades 27 jeweils diesen Ring um eine Teilung weiter schalten. Die Stifte 35 greifen nur in den unteren Zahnkranz ein.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, sind die Schaltzähne 17 des Wochentagringes 16 höher als die Schaltzähne 18 des Datumringes. Beide Zähne sind jedoch ähnlich geformt, d. h., sie besitzen - in Umlaufrichtung des Ringes gesehen - eine vordere schräge Stirnfläche und rückseitig eine in radialer Richtung verlaufende Steilflanke.
Die Einrichtung arbeitet nun wie folgt: Fig. 1 zeigt jenen Zustand der Datumschalteinrichtung, wie er unmittelbar nach erfolgter Datumschaltung und nach Zentrierung der Ringe durch die Sperrklinke vorliegt. Vom nicht dargestellten Stundenrohr angetrieben, dreht sich der spiralförmige Exzenter 4, der fest mit dem Antriebsrad 3 verbunden ist, in Richtung des eingetragenen Pfeiles 19.
Durch diese Drehung und den spiralförmigen Verlauf des Exzenters wird über die Schulter 8 des Klinkenhebels 5 der Schaltfinger 7 nach links geschoben, wobei die Steuerkurve 10, die an der Unterseite des Klinkenhebels 5 befestigt ist, am feststehenden Steuerbolzen 11 aufläuft, wodurch der sich nach links bewegende Schaltfinger 7 vorerst etwas nach innen, also gegen die Uhrmitte, gedrückt und damit gespannt wird, und zwar so lange, bis die Steuerkurve 10 auf der mit A-B' bezeichneten Strecke am Steuerstift 11 anliegt.
Diese Wegstrecke A-B' entspricht einer Weglänge von 3600 des Exzenters und einer Zeitspanne von etwa 24 Stunden. Die dabei von der Spitze des Schaltfingers beschriebene Kurve ist mit a-b bezeichnet. Durch diese seitliche Verschiebung wird der Klinkenhebel 5 verformt und dadurch gespannt. Hat dann der Schaltfinger 7 bzw. der Klinkenhebel 5 durch den Exzenter 4 seine grösste seitliche Verschiebung erhalten, so fällt der noch am Steuerstift 11 über die Steuerkurve a-b anliegende Schaltfinger 7 unter der Last der gespannten Feder plötzlich ab und kehrt entlang der Schaltkurve B-C wieder in seine in Fig. 1 ersichtliche Ausgangslage zurück.
Der beim Rückgang von der Spitze des Schaltfingers 7 beschriebene Weg ist durch die Kurve b-c bestimmt, die zeigt, dass der schlagartig abfallende Schaltfinger 7 vorerst in fast radialer Richtung in die Zahnlücke eintaucht und dann anfänglich in Umfangsrichtung verlaufend schräg in seine ursprüngliche Ausgangslage a-c gezogen wird. Diese zwangsweise Führung des Schaltfingers 7 ist nun so gestaltet, dass er aus der mittelpunktentferntesten Lage d in seine Ausgangslage a zurückkehrende Schaltfinger 7 auf einer so geneigten Bahn (d-c) verläuft, dass er zuerst ausser Wirkverbindung mit dem kleineren Schaltzahn des Datumringes tritt und zu einem späteren Zeitpunkt erst den grösseren Schaltzahn des Wochentagringes 16 verlässt.
Während der sprunghaften Schaltbewegung des Schaltfingers 7 wird der Hebelarm 25 der Sperrklinke 20 durch die ebenfalls abfallende Steuerkurve 10 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei gleichzeitig durch die sich entspannende Federkraft des Klinkenhebels 5 die Belastung durch das freie Ende 26 dieses Hebels weggenommen wird, so dass während der Verstellung der Ringe 15 und 16 die Sperrklinke praktisch ausser Eingriff mit den Zahnkränzen dieser Ringe steht. Das vordere Ende des Schaltfingers 7 ist aufgebogen (Fig. 2) und überdeckt so beide Zahnkreise, so dass mit einem einzigen Finger zwei Anzeigeringe geschaltet werden können, und dies, obgleich diese Ringe unterschiedliche Teilungen besitzen.
Dank des gewählten Teilungsverhälstnisses von 21 : 31 liegt die Teilungsdifferenz in einem solchen Ausmass, dass der Ausgleich durch die Sperrklinke 20 erzwungen werden kann, zu welchem Zweck der die Zentrierflächen 23 und 24 aufweisende Kopf der Sperrklinke unterschiedlich geformt sein kann, wie die Fig. 3 bis 6 zeigen. Durch den Schaltfinger erfolgt also sozusagen eine Grobeinstellung des Wochentag- und des Datumringes, und durch die nachfolgende Einrastung der Sperrklinke 20 wird diese Grobeinstellung fixiert und justiert.
Zur manuellen Verstellung des Wochentagringes 16 dient das Stiftenrad 27, das mit der Aufzugwelle der Uhr kuppelbar ist. Beim Verdrehen dieses Rades über die Krone der Aufzugwelle wird die Sperrklinke aus der niedrigeren Verzahnung des Datumringes gedrückt, wobei die Sperrklinke um die Höhe des niedrigeren Zahnes angehoben wird und trotzdem in der höheren Verzahnung des Wochentagringes verharrt und so diesen am Mitgedrehtwerden verhindert. Zur Verstellung des Wochentagringes kann das Uhrwerk vor- oder zurückgedreht werden, wobei das Zurückdrehen dadurch möglich ist, dass der Exzenter 4 eine Auflauframpe 28 in Form einer schiefen Ebene (Fig. 1 und Fig. 7) aufweist, auf welcher die Schulter 8 des Klinkenhebels 5 aufläuft, wenn der Exzenter entgegen der Pfeilrichtung 19 unter dem Klinkenhebel 5 manuell durchgedreht wird.
In Fig. 2, die einen Querschnitt darstellt, sind noch das Zifferblatt 34, der Minutenzeiger 30, der Stundenzeiger 31 und der Sekundenzeiger 32 eingetragen.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, dass die vorgeschlagene Konstruktion einen sehr einfachen und funktionssicheren Aufbau besitzt und dass ein und daselbe Schaltsystem für die Schaltung eines einzigen Ringes oder auch zweier Anzeigeringe verwendet werden kann. Ferner ist ersichtlich, dass während einer Zeitspanne von 24 Stunden durch die Verwendung eines Exzenters in fester Verbindung mit dem Antriebsrad 3 eine fast gleichmässige Belastung der Feder erreicht wird, was für die Ganggenauigkeit der Uhr von grösster Bedeutung ist.