DE3206946C2

DE3206946C2 - Schaltgetriebe für Geräte der Zeitmeßtechnik

Info

Publication number: DE3206946C2
Application number: DE3206946A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7530 Pforzheim Namyslo
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1985-08-08
Also published as: GB2115516B; DE3206946A1; GB2115516A; CA1184043A; FR2522420B1; MX157205A; US4473301A; HK79285A; FR2522420A1; JPS58148986A; GB8304999D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für Geräte der Zeitmeßtechnik mit einem angetriebenen, einen Schaltzahn aufweisenden Zahnrad, mit einem durch den Schaltzahn des Schaltrades um jeweils zwei Zähne fortschaltbaren Ritzel, welches zwischen den Schaltvorgängen durch eine Schulter des Schaltrades gegen eine Drehung gesichert ist und mit einem angetriebenen, mit dem Ritzel kämmenden Zahnrad, wobei das Ritzel erfindungsgemäß geschlitzte oder auf andere Weise elastisch verformbare Zähne aufweist, die derart mit der Schulter des Schaltrades und der Zahnung des Zahnrades zusammenwirken, daß insgesamt ein vollständig spielfreier Getriebezug erhalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für Geräte der Zeitmeßtechnik, insbesondere für Datum- und Wochentagringe in Armbanduhren, mit einem angetriebenen, einen Schaltzahn aufweisenden Schaltrad, mit einem durch den Schaltzahn des Schaltrades um jeweils zwei Zähne fortschaltbaren Ritzel, welches zwischen den Schaltvorgängen durch eine längs einer Kreislinie verlaufende, zwischen die zwei ihr benachbarten Zähne des Ritzels bogenförmig vorstehende Schulter des Schaltrades gegen eine Drehung gesichert ist, und mit einem angetriebenen, mit dem Ritzel kämmenden Zahnrad.

Derartige Schaltgetriebe sind beispielsweise in Datumsschaltvorrichtungen für Analoguhren bekannt (vgl. US-PS 34 13 800) und werden so gebaut, daß während der Nachtstunden ein möglichst schneller Wechsel der Anzeige des Wochentags und/oder des Kalendertages erfolgt.

Bei den bekannten Schaltgetrieben sind die Schulter des Schaltrads und die Zähne des Ritzels unter Berücksichtigung des Abstands zwischen den Drehachsen dieser beiden Bauelemente so bemessen, daß zwischen der Schulter des Schaltrades und den zwei ihr benachbarten Zähnen während der Schaltpausen, d. h. zwischen den einzelnen Fortschaltvorgängen, ein gewisses Spiel vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Drehung des Schaltrades, welches üblicherweise von einem Sliiiulcnrad der Uhr so angetrieben wird, daß es innerhalb eines Zeitraums von 24 Stunden eine voile Umdrehung aus führt, nicht durch ein Auflaufen eines Rilzelzahns bchindert bzw. blockicrl wird. In entsprechender Weise sind auch die Zähne des angetriebenen Zahnrads und des Ritzels in ihrer Form so aufeinander abgestimmt, daß sich für den jeweils einen in das angetriebene Zahnrad eingreifenden Zahn des Ritzels ein gewisses Spiel ergibt, to um auch hier eine leichte Fortschaltung mit geringer Antriebsenergic zu erreichen und um ein Verklemmen zwischen den Zähnen des Ritzels und den Zähnen des Zahnrads zu vermeiden.

Nachteilig an dieser vorbekannten Lösung ist es, daß die Anzeigeringe, d. h. der Datumring und der Wochcntagring, wegen des Spiels in dem Schaltrad und dem Ritzel einerseits und zwischen dem angetriebenen Zahnrad und dem Ritzel andererseits ebenfalls ein gewisses Spiel bezüglich ihrer Anzeigcposilion aufweisen, so daß hier für den Benutzer eine störende, ungenaue Position bzw. ein Wackeln der Anzeige eintreten kann. Um dies zu verhindern, wird das angetriebene Zahnrad mit dem Datum- oder Wochentagring bei den bekannten Schaltgetrieben zwischen den Schaltvorgängen mittels einer Rastklinke fixiert, die in eine entsprechende Rastverzahnung des Zahnrads eingreift. Diese Getriebekonstruktion ist wegen der zusätzlich erforderlichen Rasteinrichtungen verhältnismäßig kompliziert, wobei noch hinzukommt, daß die Rasteinrichtungen auch bei dem hin und wieder erforderlich werdenden Nachstellen der Wochentag und/oder Datumanzeige eigens gelöst werden müssen, wodurch die Stelleinrichtungen verteuert und in ihrem Aufbau komplizierter werden.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Ritzel auf einer auslenkbaren Welle anzuordnen, um auf diese Weise ein spielfreies Zusammenwirken der Elemente des Schaltgetriebes und damit eine positionsstabile Datum- bzw. Wochentaganzeige zu erhalten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es schwierig ist, bei diesem Lösungskonzept den gerade bei Armbanduhren stets geforderten, möglichst geringen Energieaufwand für die Fortschaltvorgänge und den Antrieb des Schaltrades zu erreichen.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß dieses bei einfachem konstruktiven Aufbau spielfrei arbeitet und mit geringer Antriebsenergie angetrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaltgetriebe der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zähne des Ritzels elastisch verformbar und so dimensioniert sind, daß die zwei jeweils dem Schaltrad benachbarten Zähne des Ritzels für die Dauer der Schaltpausen auseinander gespreizt und mit einer Vorspannung spielfrei an die Schulter des Schaltrads angelegt sind.

Gemäß der Erfindung wird also bei einem Schaltgetriebe ein Ritzel mit elastisch verformbaren Zähnen verwendet, wobei darauf hinzuweisen ist, daß entsprechende Ritzel bzw. Zahnräder für Getriebe bereits zum Stande der Technik gehören.

Beispielsweise beschreibt die DE-OS 27 48 627 eine elektrische Uhr mit einem Zeigerwerk, das von einem Elektromotor über ein Ritzel mit elastischen Zähnen angetrieben wird. Speziell besteht das Ritzel aus einer Scheibe mit darauf im Kreis nach Art einer Triebstockverzahnung angeordneten langen elastischen Stiften,

mit deren Endbereichen ein Eingangszahnrad des Zeigerwerks kämmt Durch den beschriebenen Aufbau des bekannten Ritzels soll ein möglichst geringer Betriebsgeräuschpegel der Uhr erreicht werden.

Weiterhin soll gemäß der DE-AS 24 ,9 189 bei von einem Schrittmotor angetriebenen elektrischen Uhren dadurch eine Geräuschdämpfung ei;eicht werden, daß ein Zahnrad eingesetzt wird, bei dem zumindest die Zähne aus einer mittelweich eingestellten Kautschukmischung bestehen und gegebenenfalls durch radiale Schlitze voneinander getrennt werden können.

Ferner soll gemäß der US-PS 41 27 041 zur Geräuschverminderung bei Uhrwerken ein Zahnrad bzw. Ritzel aus elastisch verformbarem Material verwendet werden, wobei d-e Zähne auf einer vorgegebenen Länge mit einem Schlitz versehen sind, um die gewünschte Nachgiebigkeit der Zähne zu erreichen.

Ein Hinweis auf die Möglichkeit der Verwendung eines Ritzels mit elastisch verformbaren Zähnen in einem selbstsperrenden Getriebe findet sich in keiner der drei vorstehend angesprochenen Druckschriften.

Schließlich beschreibt die US-PS 34 96 791 ein spielfreies Malteserkreuzgetriebe, bei dem ein Ritzel mit vier Zähnen verwendet wird, welche aus federnd verformbaren Elementen, beispielsweise aus Federdraht, bestehen, die schleifenförmig an einer Nabe angeordnet sind. Bei dem bekannten Getriebe legt sich jeweils einer der Zähne auf einem größeren Umfangsbereich an den Umfang bzw. die Schulter eines Schaltrades an, was eine vergleichsweise hohe Reibung verursacht, so daß ein solches Getriebe in Verbindung mit einem Uhran;rieb ungeeignet wäre. Außerdem wäre das Ritzel des bekannten Malteserkreuzgetriebes offenbar auch nicht für den Antrieb eines weiteren Zahnrads geeignet, wie es bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe vorgesehen ist.

Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes besteht dabei darin, daß das Spiel zwischen Schaltrarl und Ritzel, welches sich bei den vorbekannten Konstruktionen störend bemerkbar machte, völlig vermieden wird, während gleichzeitig ein leichter und sicherer Antrieb des Schaltrades gewährleistet bleibt, wenn man die Federwirkung bzw. die Vorspannung so klein hält, daß die gewünschte Spielfreiheit gerade noch gewährleistet ist, so daß der Antrieb des Schaltrades nach wie vor mit geringer Leistung erfolgen kann, obwohl die Zähne des Ritzels nunmehr für die gesamte Dauer der Schaltpausen an der Schulter des Zahnrads anliegen. Aufgrund der Tatsache, daß auf diese Weise das Spiel zwischen Schaltrad und Ritzel völlig entfallt, kann dann auch das erforderliche Spiel zwischen dem angetriebenen Zahnrad und dem Ritzel so klein gehallen werden, dall eine positionsstabile Dalum- oder Wocheniagan/eige gewährleistet ist.

Weiterhin besteht in Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit, die Zahnformen des Ritzels und des angetriebenen Zahnrads derart aufeinander abzustimmen, daß der jeweils eine in den Schaltpausen mit dem Zahnrad in Eingriff stehende Zahn des Ritzels mit einer Vorspannung spielfrei zwischen den angrenzenden Zähnen des Zahnrads festlegbar ist, wobei dieselbe Fedcrwirkimg der Zähne des Ritzels ausgenutzt werden kann, die auch für ein spielfreies Zusammenwirken von Schallrad und Ritzel sorgt.

Als vorteilhaft hai es sich erwiesen, wenn das Ritzel aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial hergestellt ist, welches dann vorzugsweise so gewählt wird, daß sich /wischen der Schulter des Schaltrads und dem Ritzel nur eine sehr geringe Reibung ergibt, wobei die Zähne des Ritzels vorzugsweise in Längsrichtung geschlitzt sind, da hierdurch sowohl ein spielfreies Zusammenwirken von Ritzel und Schaltrad als auch ein spielfreies Zusammenwirken zwischen dem Ritzel und dem angetriebenen Zahnrad gewährleistet wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an den Zahnflankcn der Zähne des Ritzels zusätzliche federnde nach außen abstehende Federzungen vorgesehen, die ebenfalls bei geringen Reibverlusten für eine ausreichende Vorspannung zwischen dem Schaltrad und dem Ritzel einerseits und dem anzutreibenden Zahnrad und dem Ritzel andererseits sorgen können.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es ferner möglich, die Zähne des Ritzels als mit dessen Nabe verbundene schleifenförmig gekrümmte Federdrähte auszubilden, die aus demselben Material wie die Nabe des Ritzels oder aus einem anderen geeigneter» Material bestehen können und federelastisch verformbare Zähne bilden, welche an ihren Flanken geringfügig eingedrückt werden können, um die gewünschte Vorspannung gegenüber dem Schaltrad bzw. gegenüber den angrenzenden Zähnen des benachbarten Zahnrads zu erreichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Schaltgetriebes gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine vergrößerte Draufsicht t auf das Ritzel des Schaltgetriebes gemäß Fig. 1.
Im einzelnen zeigt F i g. 1 ein Schaltrad 10, ein Ritzel 12 und ein angetriebenes Zahnrad 14. Das Schaltrad 10 besitzt ein Zahnradsegment 10a und ein Fortschaltsegment 106 mit einem Schaltzahn 1Oc und einer längs einer Kreislinie verlaufenden Schulter !Oc/, die konzentrisch zur Drehachse 1Oe des Schaltrades 10 verläuft.

Das Ritzel 12 besitzt mehrere, beim Ausführungsbeispiel 6, in Längsrichtung bzw. in radialer Richtung bezüglich einer Drehachse 12c des Ritzels 12 geschlitzte Zähne 126. Die Schlitze 12a in den Zähnen 126 des Ritzels i2 führen dazu, daß jeder der Zähne 126 zwei verhältnismäßig flexible Hälften aufweist.

Wenn das Schaltrad 10 an der Zahnung seines Zahnsegments 10a angetrieben wird, beispielsweise durch das Stundenrad eines Uhrwerks und im Uhrzeigersinn, dann gleitet schließlich von den beiden an die Schulter IOd angrenzenden Zähnen 126 des Ritz.els 12 der in Drehrichtung des Ritzels 12 weiter hinten liegende Zahn 126 in eine vor dem Schaltzahn 10c liegende Vertiefung lOf. wodurch die bis dahin vorhandene Blockierung des Ritzels 12 durch die Schulter 10c/ gegen eine

v, Drehbewegung aufgehoben wird. Der betreffende Zahn 126 beginnt folglieh bei weiterlaufendem Schaltrad 10 zu schwenken, so daß der Schalt/ahn 10c zwischen diesen Zahn 126 und den nächstfolgenden Zahn 126 des Ritzels 12 gelangt. Dieser neue Zahn 126 kann zunächst

M) wegen der auch auf der Rückseite des Schaltzahns 10c vorgesehenen Vertiefung 10/" noch etwas weiter schwenken, bis ein dritter Zahn des Ritzels 12 gegen die Schulter Hh/des Sehaltrads 10 b/.w. ties l'oiischallsegmciites 106 geführt ist. Hierdurch wird eine weitere

b5 Drehung des Ritzels 12 verhindert, und auch der zunächst in der hinteren Vertiefung XOf befindliche Zahn 126 gleitet schließlich auf die Schulter lOrfauf.
Im Gegensatz zu den vorbekannten Schaltgetrieben.

bei denen zwischen den an die Schulter des Fortschaltsegments angrenzenden Zähnen des Ritzels und der Schulter selbst stets ein gewisses Spiel vorhanden war, sind nun erfindungsgemäß die Abstände zwischen den Drehachsen 10c und 12c des Schaltrads 10 bzw. des Ritzels 12 sowie die Abmessungen der Zähne 12fc des Ritzels 12 so gewählt, daß die Zähne 126 in unverformlem Zustand radial in den von der Kreislinie umschlossenen Raum vorstehen wurden. Aufgrund dieser Abmessungen der zusammenwirkenden Teile ist also eine gewisse Verformung der Zähne 12ft des Ritzels 12 erforderlich, wobei diese Verformung erfindungsgemäß durch die Schlitze 12a in den einzelnen Zähnen 12ft und die Wahl eines geeigneten, elastisch verformbaren Materials für das Ritzel 12 ermöglicht wird, welches vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt wird. Die einander zugewandten Hälften der an dem Schallrad bzw. an der Schulter 10c/anliegenden Zähne 12b werden also etwas nach außen bzw. auseinander gedrückt, wobei sich die vorderen Enden der Schlitze 12a etwas verjüngen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Zähne 12b mit einer schwachen Vorspannung an der Schulter tOr/ anliegen und eine definierte Lage des Ritzels 12 erzwingen, welches folglich zwischen den einzelnen Schaltvorgängen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, nicht mehr wackeln kann, sondern spielfrei gehalten wird.

Die Zähne 14a des angetriebenen Zahnrads 14 und der Abstand zwischen der Drehachse 146 des Zahnrads 14 und der Drehachse 12c des Ritzels 12 sind ebenfalls so gewählt, daß der jeweils eine zwischen zwei Zähne 14a des Zahnrads 14 eingreifende Zahn 126 des Ritzels 12 an seinem vorderen Ende etwas zusammengedrückt wird, so daß sich auch hier bei einer relativ geringen Vorspannung der beiden Hälften des Zahns 126 gegenüber den benachbarten Zahnflanken der Zähne 14a eine spielfreie Antriebsverbindung ergibt. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein mit dem angetriebenen Zahnrad 14 verbundener Wochentag- oder Datumring ebenfalls spielfrei fortgeschaltet wird, so daß zwischen den einzelnen Schakvorgängen kein den Benutzer störendes Wakkeln oder eine ungenaue Positionierung der Wochentag- bzw. Datumanzeige mehr auftreten kann.

Um einen besseren Überblick über die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu ermöglichen, ist in Fig. 2, wo das Ritzel 12 allein dargestellt ist, der Radius r des Teilkreises der Zahnspitzen und die Breite b der Schlitze 12a angegeben. Man erkennt, daß bei einem Teilkreisradius r von etwa 1,7 mm bereits eine Breite b von 0,1 mm ausreichend ist, um das angestrebte spielfreie Schaltgetriebe zu erhalten. Aus diesen Angaben wird deutlich, daß die bezüglich der Schulter 10d und die bezüglich der Zähne 12a erzeugten Vorspannungen außerordentlich gering sind und die erforderliche Antriebsenergie für das Schaltgetriebe praktisch kaum erhöhen, insbesondere wenn darauf geachtet wird, daß durch geeignete Wahl der Materialien nur eine geringe Reibung zwischen den in Kontakt stehenden Bauteilen entsteht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schallgetriebe für Geräte der Zeitmeßtechnik, insbesondere für Datum- und Wochentagringe in Armbanduhren, mit einem angetriebenen, einen Schaltzahn aufweisenden Schaltrad, mit einem durch den Schaltzahn des Schaltrades um jeweils zwei Zähne fortschaltbaren Ritzel, welches zwischen den Schaltvorgängen durch eine längs einer Kreislinie verlaufende, zwischen die zwei ihr benachbarten Zähne des Ritzels bogenförmig vorstehende Schulter des Schaltrades gegen eine Drehung gesichert ist, und mi; einem angetriebenen, mit dem Ritzel kämmenden Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (126; des Ritzels (12) elastisch verformbnr und so dimensioniert sind, daß die zwei jeweils dem Schaltrad (10) benachbarten Zähne (126; des Ritzels (12) für die Dauer der Schaltpausen auseinander gespreizt und mit einer Vorspannung spielfrei an die Schulter (10d; des Schaltrads (10) angelegt sind.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Zähne (126) des Ritzels (12) und der Zähne (Ua) des angetriebenen Zahnrads (14) derart aufeinander abgestimmt ist, daß der jeweils in den Schaltpausen mit dem Zahnrad (14) im Eingriff stehende Zahn (126; des Ritzels (12) mit einer Vorspannung spielfrei zwischen den angrenzenden Zähnen (14a; des Zahnrads (14) festlegbar ist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (12) aus einem elastisch verformbaren Kunststoff material hergestellt ist.

4. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (126; des Ritzels (12) in Längsrichtung geschlitzt sind.