[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen der Nachschwingungen eines Uhrzeigers
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Bei Uhren mit einem Schrittschaltwerk werden die Zeiger schrittweise von einem Anzeigewert
zum nächsten weiterbewegt. Infolge des Spiels der Zahnräder führt der Zeiger nach
Abschluß der Fortbewegung eine optisch störende Nachschwingbewegung aus. Dieses Aus-
oder Nachschwingen tritt besonders bei langen Zeigern in Erscheinung und, falls die
Uhr senkrecht aufgehängt ist, weist die Schwingungsamplitude der Zeigerspitze infolge
der Erdanziehung je nach der Position des Zeigers einen unterschiedlichen Wert auf.
So ist die Schwingungsamplitude im Sechs- und Zwölf-Uhr-Bereich am größten und im
Drei- und Neun-Uhr-Bereich am kleinsten. Meist weisen die Zeiger zusätzlich ein axiales
Spiel auf, das in Zusammenwirken mit dem Nachschwingungvorgang der Spitze als impulsförmiges
Störgeräusch zu hören ist. Mit oder ohne axiales Spiel des Zeigers ist das durch den
Ausschwingvorgang entstehende Geräusch besonders störend, wenn die Uhr beispielsweise
auf einem Tisch steht und durch Körperschalleitung verstärkt wird.
[0003] Zwar sind zahlreiche Dämpfungsvorrichtungen für Drehbewegungen von Zeigern bekannt
- Hildebrand, "Feinmechanische Bauelemente", Seite 633 -, jedoch sind diese bekannten
Dämpfungsvorrichtungen zu aufwendig und für eine Uhr mit mehreren Achsen, wie insbesondere
bei kleineren Haushalts-, Tisch- und Wanduhren ungeeignet.
[0004] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine einfache und preiswerte Vorrichtung zum
Dämpfen der Nachschwingungen eines Uhrzeigers zu schaffen.
[0005] Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des
Patentanspruchs 1 gelöst.
[0006] Gemäß der Erfindung besteht die Vorrichtung zum Dämpfen der Nachschwingung des Zeigers
aus einem elastischen Friktionselement. Durch das elastische Friktionselement wird
in vorteilhafter Weise das Nachschwingen des Zeigers nach Erreichen der Ruhelage
unter gleichzeitiger Reduzierung des Störgeräusches erzielt, das von dem Spiel der
Zahnräder des Uhrwerks herrührt. Vorzugsweise besteht das elastische Friktionselement
aus einer Druckfeder oder aus einem entsprechend geformten Stück Gummi, z.B. Schaumgummi.
Je nach Anwendungsfall kann das elastische Friktionselement auch aus einem anderen
Material - z.B. Silikongummi - bestehen.
[0007] Durch die Elastizität des Friktionselementes ergibt sich weiter der Vorteil, daß
die Abmessungen des Friktionselementes keine allzu große Genauigkeit aufweisen müssen.
Zusätzlich kann neben der Art des Materials die Reibkraft des Friktionselementes durch
dessen Übergröße festgelegt werden. Durch die äußere Größe des Friktionselementes,
das zwischen dem zu beruhigenden Zeiger und einem zum Zeiger feststehenden Teil eingepaßt
ist, ist somit die Anpresskraft (Normalkraft) variierbar. Die resultierende Reibungskraft
ist einmal durch Variation des Reibungskoeffizienten (Wahl der Materialien) und andererseits
durch die Eigenelastizität und Größe des Friktionselementes festlegbar.
[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch eine Uhr mit vier Ausführungsbeispielen der Erfindung
(diese können selbstverständlich auch einzeln oder in beliebigen Kombinationen angewendet
werden);
Figur 2 die Unterseite eines in den Nachschwingungen zu dämpfenden Zeigers und
Figur 3 die Draufsicht des Zeigers aus Figur 2, jedoch mit einer anderen Spitze.
[0009] Figur 1 zeigt im Schnitt eine Uhr mit einem Sekundenzeiger 4, einem Minutenzeiger
5 und einem Stundenzeiger 6. Das Uhrwerk der Uhr ist nicht dargestellt, weshalb in
Figur 1 nur drei Achsen 10, 11 und 12 für die Zeiger 4, 5 und 6 zu erkennen sind.
Die Achsen 10, 11 und 12 der Zeiger gelangen durch einen Durchbruch 13 in einem Gehäuse
1 und in einem Zifferblatt 3 der Uhr von dem nicht gezeigten Uhrwerk zu den Zeigern
4, 5 und 6. Von den drei Achsen ist die Achse 10 für den Sekundenzeiger 4 die innerste
Achse. Zum Befestigten des Sekundenzeigers 4 ist an einem Zeigerteller 7 des Sekundenzeigers
4 eine Nabe 20 ausgebildet, die auf die Achse aufgesteckt wird. Zur Verdrehsicherung
kann die Nabe 20 und die Achse 10 im Nabenaufsteckbereich entsprechend kantig geformt
sein, wie z.B. in Figur 2 durch eine viereckige Achsbohrung 21 dargestellt ist; denkbar
ist jedoch auch eine reine Klemmsicherung.
[0010] Der Minutenzeiger 5 weist gleichfalls einen Zeigerteller 8 auf, der ohne Nabe (oder
auch mit entsprechender Nabe) auf die hülsenförmige Achse 11 aufgesteckt ist, die
die Achse 10 des Sekundenzeigers umgibt. Ebenso wie der Minutenzeiger 5 ist der Stundenzeiger
6 mit seinem Zeigerteller 9 auf der ihm zugehörigen hülsenförmigen Achse 12 aufgesteckt,
die wiederum die beiden vorgenannten Achsen 10 und 11 umschließt. Die Zeigerteller
8 und 9 sind hierbei in bekannter Weise mit den Achsen 11 und 12 verbunden und befestigt.
[0011] Bei der in Figur 1 gezeigten Uhr führt der Sekundenzeiger 4 die schnellste Bewegung
aus. Insbesondere bei einem Antrieb des Sekundenzeigers 4 durch ein Schrittschaltwerk
ergibt sich der Nachteil, daß der Sekundenzeiger nach der Beschleunigung von einer
Sekundenposition zur nächsten nicht sofort zur Ruhe kommt und deshalb nachschwingt.
Dieses Nachschwingen resultiert aus dem Trägheitsmoment des Sekundenzeigers 4 und
dem Spiel der Antriebsräder. Weiter nimmt die Schwingungsamplitude der aperiodischen
Schwingung mit der Zeigerlänge zu. Zusätzlich weist der Sekundenzeiger 4 samt der
Achse 10 infolge des Lagerspiels eine axiale Verschiebungsmöglichkeit auf. Die Ausschwingung
der Zeigerspitze 15 des Sekundenzeigers 4 wirkt optisch störend; gleichzeitig führt
das zuvor beschriebene Spiel der Zahnräder des Uhrwerks zu unangenehmen Störgeräuschen,
die als Ticken der Uhr hörbar sind. Auch wenn im nachfolgenden die Erfindung anhand
des Sekundenzeigers 4 erläutert wird, so beschränkt sich die Erfindung nicht auf
den Sekundenzeiger. Vielmehr sind zahlreiche Uhren bekannt, deren Zeiger die gleichen
zuvor beschriebenen Probleme aufweisen und an denen die Erfindung ausgebildet werden
kann.
[0012] In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Schaumgummipuffer 14 zwischen
der Oberseite des Zeigertellers 7 des Sekundenzeigers 4 und der Unterseite des Deckglases
2 der Uhr ausgebildet. Im nichteingebauten Zustand weist der Schaumgummipuffer 14
eine etwas größere Höhe auf, die der Strecke - Oberseite des Zeigertellers 7 bis zur
Unterseite des Deckglases 2 - entspricht. Vorzugsweise ist der Schaumgummipuffer
14 an dem Deckglas 2 oder dem Zeigerteller 7 einseitig festgeklebt. Ebenso ist es
aber möglich, einen Wulst 19 an dem Zeigerteller 7, an dem Deckglas 2 oder an beiden
Teilen zur Positionierung und Fixierung des Schaumgummipuffers 14 ohne Verklebung
vorzusehen. Bei einer Fixierung des Schaumgummipuffers 14 durch Verkleben kann der
Wulst 19 aber andererseits auch als Montagehilfe dienen. Wenn der Schaumgummipuffer
14 beispielsweise an dem Zei gerteller 7 festgeklebt ist, reibt die Oberseite des
Schaumgummipuffers 14 bei der Bewegung des Sekundenzeigers 4 an der Unterseite des
Deckglases 2. Je nach der Übergröße des Schaumgummipuffers 14 wirkt der Schaumgummipuffer
14 als elastisches Friktionselement, das mit einer bestimmten Normalkraft an die Unterseite
des Deckglases 2 gepreßt wird. Durch die Erhöhung der Reibung zwischen der Oberseite
des Schaumgummipuffers 14 und der Unterseite des Deckglases 2 wird die Beschleunigung
und das Ausschwingen des Sekundenzeigers 4 gedämpft. Zusätzlich ergibt sich bei diesem
Ausführungsbeispiel des elastischen Friktionselementes in Form des Schaumgummipuffers
14 der Vorteil, daß das axiale Spiel verringert wird. Das störende optische Nachschwingen
der Zeigerspitze 15 und das störende Spielgeräusch werden so durch den Schaumgummipuffer
14 beseitigt bzw. reduziert. Die von dem Schaumgummipuffer 14 beaufschlagte Fläche
des Deckglases 2 kann zur Erhöhung des Reibungskoeffizienten entsprechend angerauht
sein.
[0013] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Reibungserhöhung zwischen dem Sekundenzeiger
4 und einem feststehenden Uhrenteil stellt das Ausstatten der Spitze 15 mit einer
Schaumgummispitze 16 dar. Die Schaumgummispitze 16 reibt hierbei an der Innenseite
des Uhrengehäuses 1 und kann infolge des Hebelarms, den der Sekundenzeiger 4 bildet,
entsprechend kleiner ausgebildet werden. Beispielsweise wird die Schaumgummispitze
16 auf die Zeigerspitze 15 aufgesteckt oder aufgeklebt und die Zeigerspitze 15 des
Sekundenzeigers 4 ist in der in Figur 1 gezeigten Weise angespitzt. Die Schaumgummispitze
16 kann zur besseren Erkennbarkeit des Sekundenzeigers beitragen und wirkt in der
zuvor beschriebenen Weise wie der Schaumgummipuffer 14; jedoch kann die Schaumgummispitze
16 das axiale Spiel der Achse 10 nur im geringen Maße dämpfen. Eine Anwendung der
Schaumgummispitze 16 ist deshalb in Fällen angezeigt, bei denen das Störgeräusch hauptsächlich
aus dem Spiel der Antriebsräder und weniger von dem axialen Spiel herrührt. Die Schaumgummispitze
16 kann auch auf das Deckglas 2 gerichtet sein (zusätzlich oder ausschließlich nicht
dargestellt).
[0014] Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt die in Figur 1 gezeigte Druckfeder 17 dar,
die zwischen dem Zeigerteller 7 und dem Zeigerteller 8 ausgebildet ist. Damit die
Druckfeder17 hier angeordnet werden kann, weist sie einen Innendurchmesser auf, der
größer als die Achse 11 des Minutenzeigers 5 ist. Jedoch ist es möglich die Druckfeder
17 fest auf die Achse 11 aufzuspannen und an dem Zeigerteller 7 anzupressen. In Figur
1 sind die Enden der Druckfeder 17 in Ringnuten 18 eingelagert, die an den Zeigertellern
7 und 8 ausgebildet sind. Die Wickelrichtung der Druckfeder 17 ist bezüglich der Bewegungsrichtung
des Sekundenzeigers 4 so orientiert, daß die Druckfeder17 sich nicht bei der fortschreitenden
Bewegung des Zeigertellers 7 aufdreht. Die Reibflächen bilden bei diesem Ausführungsbeispiel
die Enden der Druckfeder 17 mit den Nuten 18 der Zeigerteller 7 und 8. Abweichend
von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen mit dem Schaumgummipuffer 14 und
der Schaumgummispitze 16 erfolgt hier die Dämpfung zu einem bewegten Teil, dem Zeigerteller
8. Da die Bewegung des Minutenzeigers 5 gegenüber dem Sekundenzeiger 4 wesentlich
langsamer ist, stellt die Bewegung des Minutenzeigers 5 keinen Nachteil für die Schwingungsdämpfung
dar. Vielmehr ist der Minutenzeiger 5 für den beabsichtigten Zweck gegnüber dem Sekundenzeiger
4 als stillstehend anzusehen. Die Druckfeder 17 verhindert gleichzeitig das axiale
Spiel wobei die Druckfeder 17 im Gegensatz zu dem Schaumgummipuffer 14 die Achse 10
nach außen drückt. Statt der Druckfeder17 ist es auch möglich, ein geeignetes Gummiröhrchen
als elastisches Friktionselement vorzusehen.
[0015] Als viertes Ausführungsbeispiel zeigt Figur 1 ein elastisches Friktionselement in
Form einer Schaumgummihülse 22, die zwischen der Achse 11 des Minutenzeigers 5 und
der Achse 10 bzw. der Nabe 20 des Sekundenzeigers 4 ausgebildet ist. Hierbei kann
die Schaumgummihülse 22 beispielsweise zum Montieren auf der Nabe 20 festgeklebt und
am Einführbereich etwas abgeflacht sein. Die Reibflächen bilden hier die Außenfläche
der Schaumgummihülse 22 und die beaufschlagte Innenseite der Achse 11. Gegebenenfalls
kann es vorteilhaft sein, daß die Schaumgummihülse 22 ölgetränkt ist und so als Schmiermittelreservoir
dient.
[0016] Figur 2 zeigt den Sekundenzeiger aus Figur 1 ohne Schaumgummispitze 16 von der Unterseite
und es ist der vorzugsweise runde Zeigerteller 7 mit der Ringnut 18 zu erkennen. In
der Mitte des Zeigertellers 7 ist die Nabe 20 mit der im Querschnitt quadratischen
Achsbohrung 21 dargestellt, die als Verdrehsicherung dient. Figur 3 zeigt den Sekundenzeiger
4 von der Oberseite mit einem eingesetzten Schaumgummipuffer 14, der von dem Wulst
19 eingefaßt ist. An der Spitze ist beispielhaft eine Schaumgummispitze 16 aufgesteckt,
die wie gezeigt, beispielsweise eine konvexe Krümmung aufweist, die an die Krümmung
der kreisrunden Innenwand des Uhrengehäuses 1 angepaßt ist.
[0017] In allen Ausführungsbeispielen des elastischen Friktionselementes wird die gewünschte
Zeigerdämpfung in der Größe so gewählt, daß der Stromverbrauch der Uhr nicht wesentlich
erhöht wird, der Sekundenzeiger nicht zum Stillstand kommt und die Ganggenauigkeit
nicht beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls ist es möglich, mehrere der gezeigten Ausführungsbeispiele
miteinander zu kombinieren.
1. Vorrichtung zum Dämpfen der Nachschwingungen eines Uhrzeigers, insbesondere an
einer Uhr mit Schrittschaltwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Zeiger und einem feststehenden Teil der Uhr oder
einem Teil der Uhr ausgebildet ist, das sich mit einer kleineren Geschwindigkeit
bewegt als der Zeiger und daß die Vorrichtung zum Dämpfen der Nachschwingungen des
Zeigers (4) ein elastisches Friktionselement (14, 16, 17, 22) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement ein Gummipuffer (14), insbesondere ein Schaumgummipuffer,
ist, der zwischen dem Zeiger (4) und dem Deckglas (2) der Uhr angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumgummipuffer (14) auf dem Zeigerteller (7) des Zeigers (4) angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeigerteller (7) einen Wulst (19) zum Aufnehmen des Schaumgummipuffers
(14) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement eine Gummispitze (16), insbesondere aus Schaumgummi, ist,
die zwischen der Zeigerspitze (15) des Zeigers (4) und dem Uhrengehäuse (1) oder dem
Deckglas (2) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement ein Gummiröhrchen ist, das zwischen dem Zeiger (4) und
einem Zeiger (5) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement eine Gummihülse (22) ist, die zwischen der Achse (10) des
Zeigers (4) und einer Achse (11) im Inneren der Achse (11) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement eine Druckfeder (17) ist, die zwischen dem Zeiger (4) und
einem Zeiger (5) um deren Achsen (10, 11) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspurch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Druckfeder (17) an den Zeigertellern (7, 8) der Zeiger (4, 5)
angreifen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerteller (7, 8) eine Ringnut (18) aufweisen, in die die Enden der Druckfeder
(17) eingelagert sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Druckfeder (17) an einem Zeigerteller (7) angreift und das
andere Ende der Druckfeder (17) auf der Zeigerachse (11) aufgespannt ist.