[0001] Die Erfindung betrifft eine Armbanduhr, vorzugsweise eine elekrisch (elektronisch)
betriebene Armbanduhr, deren Anzeigeelemente über ein Räderwerk von einem sich taktweise
drehenden Antrieb (Unruh, Schrittmotor) angetrieben werden, wobei als Anzeigeelemente
einerseits sich stetig drehende Zeiger (Sekunden-, Minuten-, Stundenzeiger) und andererseits
lediglich zu bestimmten Zeiten über Verstellmechanismen ihre Stellung ändernde Signalringe
(Signalscheiben, Sonderzeiger) dienen.
[0002] Ein typisches Anzeigeelement der zweiten Art, das also lediglich zu bestimmten Zeiten
seine Stellung ändert, ist die Angabe des Kalendertages. Die Kalendertage von 1 bis
31 sind hierbei auf einem Signalring aufgetragen, der täglich, etwa um 0.00 Uhr-,
durch das Uhrwerk der Uhr um einen Schritt weiter zur nächsten Anzeige gedreht wird.
Um diese Drehung lediglich über einen begrenzten Zeitraum um 0.00 Uhr durchzuführen,
ist der, die Kalenderdaten tragende Signalring, im allgemeinen mit einem zusätzlichen
Sprung-Verstellmechanismus versehen beziehungweise mit einem Mechanismus, wie ihn
beispielsweise die DE-GM 19 07 388 zeigt, der innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit
die Verstellung bewirkt. Sowohl zur gleichförmigen Verdrehbewegung des Signalringes,
innerhalb eines bestimmten verhältnismäßig kurzen Zeitraumes, wie auch in vermehrtem
Maße zur sprunghaften Verdrehbewegung dieses Signalrin
qes ist, über eine kurze Zeitspanne, eine verhältnismäßig große Leistung notwendig,
die vom Kraftspeicher der Uhr, also einem Federspeicher oder einer Batterie, aufgebracht
werden muß. Diese Kraft muß also über die gesamte Betriebszeit der Uhr bereitstehen,
obwohl sie nur über einen kurzen Zeitraum innerhalb eines Tages benötigt wird. Dieser
Mangel macht sich insbesondere bei den modernen elektrischen Armhanduhren bemerkbar,
die möglichst klein und leicht ausgeführt werden müssen und auch eine sehr hohe Standzeit
der eingesetzten Batterie gewährleisten sollen. Die Standzeit der Batterie ist jedoch
außer vom internen Batterieaufbau auch von der Leistungsentnahme beziehungsweise der
Leistungsanforderung durch das Uhrwerk abhängig. Hierbei ist nicht nur die Höhe der
Leistungsentnahme maßgebend, sondern auch die Schwankungen in der Größe dieser Entnahme.
So sind derartige in modernen Armbanduhren eingesetzte Batterien insbesondere daraufhin
ausgelegt, einen verhältnismäßig niederen Strom über sehr lange Zeit zu liefern. Stromspitzen,
wie sie beispielsweise bei der Kalenderverstellung benötigt werden, wirken sich äußerst
mindernd auf die Geamt-Lebensdauer derartiger Batterien aus.
[0003] Insbesondere aus diesem durch die Art des Kraftspeichers bedingten Grunde werden
elegante und zierliche, leichte und volumenmäßig kleine Armbanduhren, die lediglich
eine kleine Batterie aufnehmen können, nicht mit einer Kalenderanzeige ausgerüstet.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur über einen Verstellmechanismus
bewirkten Drehbewegung der lediglich zu bestimmten Zeiten ihre Stellung ändernden
Signalringe etc. anzugeben, die von dem Kraftspeicher bei der Durchführung dieser
Drehbewegung nur eine geringfügige Erhöhung der Leistungsentnahme fordert, so daß
sich insgesamt eine Leistungsentnahme ergibt, deren Minima und Maxima möglichst eng
beisammen liegen.
[0005] Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß jeweils zwischen dem Verstellmechanismus
dieser Signal ringe und dem Räderwerk ein ungleichförmig abtreibendes Getriebe eingefügt
ist.
[0006] Ungleichförmig abtreibende Getriebe sind beispielsweise Ellipsenräderwerke oder auch
Räderwerke, bei denen ein außermittig gelagertes Kreisrad mit einem unrunden Gegenrad
zusammenarbeitet. Hierbei wird in allen Fällen das antreibende Rad gleichförmig vom
Uhrwerk beziehungsweise von dem sich taktweise drehenden Antrieb des Uhrwerks gedreht,
während das abtreibende Rad eine ungleichförmige Drehbewegung vollführt beziehungsweise
ungleiche Drehwinkel pro Zeiteinheit aufweist. Entsprechend der ungleichförmigen Drehbewegung
ändert sich auch stetig das Übersetzungsverhältnis, das zwischen zwei Extremen, dem
Übersetzungsverhältnis extrem ins Langsame und demjenigen extrem ins Schnelle wechselt.
Jedoch nicht nur die Drehbewegung ist ungleichförmig, sondern entsprechend auch das
Drehmoment das abtreibenden Rades, das reziprok der Änderung der Drehgeschwindigkeit
folgt. Somit kann durch das ungleichförmig abtreibende Getriebe das höchste Drehmoment
dann an das zu verstellende Organ, also an den Verstellmechanismus gelegt werden,
wenn dieses Organ betätigt werden soll. Damit ist aber auch gewährleistet, daß die
hohe Kraftspitze beziehungsweise hohe Leistungsabnahme zu diesem Zeitpunkt nicht erforderlich
ist, sondern durch diese zu diesem Zeitpunkt extreme Übersetzung ins Langsame ein
hohes Drehmoment am Abtrieb zur Verfügung steht, obwohl das Antriebs-Drehmoment kaum
ansteigt.
[0007] Zu bedenken ist, daß über die gesamte restliche Zeit bis
7u dem Zeitpunkt der Stellungsänderung des Signalringes etc. praktisch keine Kraft
zum Verdrehen des Räderwerks benötigt wird, innerhalb dieses Zeitraumes also die Verringerung
des Drehmoments bei erhöhter Drehgeschwindigkeit keine erhöhte Leistungsentnahme des
Kraftspeichers zur Folge hat.
[0008] Statt das höchste Drehmoment an den Umschaltzeitpunkt zu legen, kann selbstverständlich
auch das andere Extrem, als die große Drehgeschwindigkeit, zu einer Operation zu diesem
Zeitpunkt ausgenutzt werden. Dies beispielsweise dann, wenn ein Kontaktring verdreht
werden soll, der lediglich einen Kontaktimpuls geben soll, wobei das Drehmoment nur
eine sehr untergeordnete Rolle spielt, aber wichtig ist, daß nur ein Wischkontakt
entsteht. Dadurch können unter Umständen zusätzliche Schnappglieder, die sonst notwendig
sind, eingespart werden.
[0009] Das Drehzahlverhältis zwischen den zusammenarbeitenden Rädern des ungleichförmig
abtreibenden Getriebes wird in aller Regel 1 sein, kann jedoch auch ein mehrfaches
hiervon betragen. Gerade bei der Kalender-Umschaltung wird man in aller Regel ein
Drehzahlverhältnis von 1 wählen und für das angetriebene Rad eine Umlaufzeit von einem
Tag vorsehen. Dieses Drehzahlverhältnis, wie auch diese Umlaufzeit ist jedoch nicht
obligatorisch; durchaus denkbar sind größere Drehzahlverhältnisse, wie auch der Umlauf
des angetriebenen Rades innerhalb eines der üblichen Zeiteinheiten entsprechenden
Zeitraumes, also innerhalb einer Minute, einer Stunde, eines Halbtages, eines Tages,
einer Woche, einps Monates oder auch eines Jahres.
[0010] Da in aller Regel das ungleichförmig abtreibende Getriebe außerhalb des eigentlichen
Räderwerks, also oberhalb oder unterhalb der Werkplatte des Uhrwerks, angeordnet sein
muß, die Räder dieses Getriebes also vor einer Wartung des Räderwerks abgenommen werden
müssen, empfiehlt es sich nach der Erfindung, daß eines der Räder des zusammenarbeitenden
Räderpäares des ungleichförmig abtreibenden Getriebes einen Zahn mit einer relativ
zu den weiteren Zähnen größeren Zahnhöhe und das andere Zahnrad an der der korrekten
gegenseitigen Lage der beiden Räder dieses Radpaares entsprechenden Stelle jeweils
eine entsprechend größere Lücke beziehungsweise mehrere solcher Lücken aufweist. Dadurch
ist gewährleistet, daß die beiden Räder dieses Radpaares immer in der gegenseitigen
korrekten Lage eingesetzt werden.
[0011] Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines derartigen ungleichförmig abtreibenden
Getriebes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 zwei miteinander in Eingriff stehende Ellipsenräder,
Fig. 2 die Drehgeschwindigkeits-Kurven des antreibenden und des abtreibenden Rades,
Fig. 3 die entsprechenden Drehmoment-Kurven,
Fig. 4 ein Getriebe mit außermittigem Kreisrad und unrundem Gegenrad,
Fig. 5 die Drehgeschwindigkeitskurve und
Fig. 6 die Dremomentenkurve zu diesem Getriebe nach Fig. 4,
Fig. 7 ein Getriebe mit dem Drehzahlverhältnis 2,
Fig. 8 ein Getriebe mit dem Drehzahlverhältnis 3 und
Fig. 9 die Ansicht bei einem vergrößerten Zahn eines Radpaares.
[0012] Das angetriebene Rad 1 eines mit zwei kongruenten Ellipsenrädern gebildeten ungleichförmig
abtreibenden Getriebes kämmt mit dem abtreibenden Rad 2. Wenn das angetriebene Rad
1 gleichförmig durch das Uhrwerk der Uhr beziehungsweise deren Antrieb angetrieben
wird, ergibt sich für das abtreibende Rad 2 eine Drehgeschwindigkeit, wie sie aus
Fig. 2 ersichtlich ist. Deutlich erkennbar ist aus dem Schaubild nach Fig. 2, dessen
Zeitachse in gleiche Zeitabschnitte unterteilt ist, wie das ungleichförmig abtreibende
Getriebe die gleichförmige Geschwindigkeit ω 1 des angetriebenen Rades 1 umgeformt
wird in eine extrem ungleichförmige Drehgeschwindigkeit ω 2 des abtreibenden Rades
2. Entsprechend bildet sich auch die Momentenkurve, wie aus Fig. 3 ersichtlich aus,
wobei das gleichförmige Drehmoment Ml umgeformt wird in das ungleichförmige Drehmoment
M2. Dieser Drehgeschwindigkeits- beziehungsweise Drehmomentenverlauf wiederholt sich
periodisch, wobei, beispielsweise zum Antrieb eines Signalrings für eine Kalenderanzeige,
die sich wiederholenden Zeitpunkte tl auf den 0.00 Uhr-Umstellzeitpunkt gelegt werden
können. Zu diesem Zeitpunkt tl ist am abtreibenden Rad 2 das größte Drehmoment vorhanden
beziehungsweise wird vom Antrieb von der Uhrwerkseite her die geringste Leistung zum
Verdrehen des Signalringes gefordert.
[0013] Beide Räder des Räderpaares dieses ungleichförmig abtreibenden Getriebes weisen Wellen
11, 12 auf, auf denen weitere Kreisräder, oder im Falle des abtreibenden Rades auch
Mitnehmer angeordnet sind. Über diese Elemente ist das angetriebene Rad mit dem Uhrwerk
und das abtreibende Rad mit dem Anzeigeelement verbunden.
[0014] Gleiches gilt für das ungleichförmig abtreibende Getriebe nach den Fig. 4 bis 6,
das ein außermittig gelagertes Kreisrad 3 aufweist, das mit einem unrunden Gegenrad
4 zusammenarbeitet. Auch hier ergeben sich wieder sowohl ungleichförmige Drehbewegungen
ω 4 des abtreibenden Rades 4 gegenüber der gleichförmigen Drehbewegung ω 3 des angetriebenen
Rades 3. Selbstverständlich auch der gleiche reziproke Drehmomentenverlauf wie ihn
Fig. 6 zeigt.
[0015] Die bisher besprochenen, ungleichförmig abtreibenden Getriebe, weisen ein Drehzahlverhältnis
von 1 auf, wobei also ein Umlauf des angetriebenen Rades 1, 3 jeweils einem Umlauf
des abtreibenden Rades 2, 4 entspricht. Die Fig. 7 zeigt hingegen ein ungleichförmig
abtreibendes Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis von 2, wobei also das angetriebene
außermittig gelagerte Kreisrad 5 zwei Umdrehungen durchführen muß, um eine Umdrehung
des abtreibenden Rades 6 zu bewirken. Es entstehen also bei einer Umdrehung des angetriebenen
Rades 5 jeweils nur zwei Drehbewegungsminimae und nur ein Drehbewegungsmaxima beziehungsweise
zwei Drehmomentenmaximae und nur ein Drehmomentminima. Fig. 8 schließlich zeigt ein
Drehzahlverhältnis von 3, wobei wiederum ein außermittig gelagertes, angetriebenes
Rad 7 auf ein unrundes abtreibendes Rad 8 einwirkt und wobei das angetriebene Rad
7 drei Umdrehungen für eine Umdrehung des abtreibendes Rades 8 durchführen muß. Entsprechend
entstehen bei einer Umdrehung des angetriebenen Rades 7 wiederum nur zwei Drehbenegungsmaxmae
und ein Drehbewegungsminima beziehungsweise zwei Drehmomentenminimae und ein Drehmomentenmaxima.
[0016] Fig. 9 schließlich zeigt eine Ansicht des Räderpaares bei dem im einen Zahnrad 1
ein größerer Zahn 9 vorgesehen ist, dem jeweils eine entsprechend größere Lücke 10
beziehungsweise unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses mehrere solcher
Lücken 10 im mit ihm kämmenden Rad 2 entspricht. Damit ist eine eindeutige Justierung
der miteinander kämmenden Zahnräder (1/2, 3/4, 5/6 7/8) sowie auch eine einfache Montage
gewährleistet.
1. Armbanduhr, vorzugsweise eine elektrisch (elektronisch) betriebene Armbanduhr,
deren Anzeigeelemente über ein Räderwerk von einem sich taktweise drehenden Antrieb
(Unruh, Schrittmotor) angetrieben werden, wobei als Anzeigeelemente einerseits sich
stetig drehende Zeiger (Sekunden-, Minuten-, Stundenzeiger) und andererseits lediglich
zu bestimmten Zeiten über Verstellmechanismen ihre Stellung ändernde Signalringe (Signalscheiben,
Sonderzeiger) dienen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen dem Verstellmechanismus
dieser Signalringe und dem Räderwerk ein ungleichförmig abtreibendes Getriebe eingefügt
ist.
2. Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ungleichförmig abtreibende
Getriebe ein Ellipsenräderwerk (1, 2) ist.
3. Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ungleichförmig abtreibende
Getriebe ein mit einem unrunden Gegenrad (4, 6, 8) zusammenarbeitendes, außermittig
gelagertes Kreisrad (3, 5, 7) ist.
4. Armbanduhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drehzahlverhältnis zwischen den zusamenarbeitenden Rädern (1/2, 3/4, 5/6,
7/8) des ungleichförmig abtreibenden Geriebes 1 oder ein Mehrfaches hiervon ist.
5. Armbanduhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das angetriebene Rad (1, 3, 5, 7) des ungleichförmig abtreibenden Getriebes mit
einem Umlauf innerhalb eines, der üblichen Zeiteinheit entsprechenden Zeitraums (Minute,
Stunde, Halbtag, Tag, Woche, Monat, Jahr) angetrieben ist.
6. Armbanduhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehgeschwindigkeit des abtreibenden Rades (2, 4, 6, 8) des ungleichförmig
abtreibenden Getriebes zum Wechselzeitpunkt des Signalrings einen Extremwert erreicht.
7. Armbanduhr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eines der Räder (1, 3, 5, 7) des zusammenarbeitenden Räderpaares (1/2, 3/4, 5/6,
7/8) des ungleichförmig abtreibenden Getriebes einen Zahn (9) mit einer relativ zu
den weiteren Zähnen größeren Zahnhöhe und das andere Zahnrad (2, 4, 6, 8) an der der
korrekten gegenseitigen Lage der beiden Räder dieses Radpaares entsprechenden Stelle
eine entsprechend größere Lücke (10) beziehungsweise mehrere solcher Lücken (10) aufweist.