Die Erfindung betrifft einen rotatorischen Antrieb für Drehkörper, insbesondere Gehäuse von Uhren.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 94 14 730.2 wurde vom Anmelder eine Innenraumuhr vorgeschlagen, deren aus einem beliebigen geometrischen Körper gebildetes Gehäuse sich zum Zwecke des Ablesens einer Zeitanzeige kontinuierlich um eine vertikaler Achse dreht.
Diese Uhr, insbesondere für Geschäfts- und Tagungsräume gedacht, kann daher als attraktives, zentrales Gestaltungselement eingesetzt werden, ohne daß für ungünstig positionierte Betrachter tote Zonen entstehen, von denen das Einholen einer Zeitinformation ohne Standortwechsel unmöglich ist.
Eine solche Uhr oder dergleichen Informationsträger bzw. Raumgestaltungsobjekt bedarf eines stetigen Antriebs des Gehäuses.
Es sind bereits batterie- oder netzgespeiste elektrische Antriebe bekannt, die eine Rotationsbewegung erzeugen, beispielsweise aus der GB-A-4 41 854 oder der FR-A-2 356 181.
Von einem Antrieb, der durch Rotation des Drehkörpers den Anzeigebereich von Uhren oder eines Werbeträgers erweitert, wird jedoch vor allem erwartet, daß er sehr kleine Abmessungen hat, und die in der Batterie gespeicherte Elektroenergie eine lange Betriebsdauer garantiert. Ein solcher Antrieb, der auf diesen Verwendungszweck zugeschnitten ist und dessen weitere Gebrauchswerteigenschaften in einem vertretbaren Verhältnis zu den erforderlichen Kosten stehen, ist nicht bekannt.
Lediglich der Antrieb sehr leichter Körper, die an der Sekundenwelle eines analog anzeigenden Quarzwerkes befestigt sind und sich mit der Drehzahl dieser Welle bewegen, ist bekannt.
Mit Hilfe eines rotatorischen Antriebes soll die Ablesemöglichkeit von Uhren auf den ganzen Umkreis erweitert werden, indem sich der Drehkörper der Uhren oder sonstiger Werbeträger dreht. Von den Gebrauchseigenschaften, die derartige Uhren haben sollten, leiten sich besondere Anforderungen an einen solchen Antrieb ab.
Es muß gefordert werden, daß der Antrieb autonom, also batteriegetrieben ist, kleine Abmessungen hat, sehr kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden kann, geräusch- und wartungsarm sowie unempfindlich gegen äußere Einwirkungen ist. Zusätzlich sollte die Lebensdauer der Batterie mindestens ein halbes Jahr betragen.
Diese Aufgabe wird mit einem Antrieb gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Um den Antrieb sehr kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen zu können, soll ein handelsüblicher Antrieb, der schon in großen Stückzahlen gefertigt wird und dementsprechend preisgünstig ist, sinnvoll verändert werden. Ein Quarzuhrwerk erfüllt durch seine konzeptionelle Gestaltung und Gebrauchswerteigenschaften schon sehr viele der gestellten Forderungen.
Die zur Verfügung stehende Antriebsleistung und die an den Zeigerwellen vorhandenen Drehmomente scheinen jedoch nicht auszureichen, um die den Vorstellungen entsprechenden Gehäuse mit der gewünschten Drehzahl kontinuierlich anzutreiben. Daher zielt der Lösungsgedanke besonders darauf, konstruktive Lösungen zu finden, die durch stark verringerte Reibung den Wirkungsgrad des Antriebssystems wesentlich erhöhen. Durch eine Spurlagerung, die aus einer Kugel und einer Kalotte gebildet wird, entsteht nur ein sehr kleines Reibmoment bei der Bewegung des Drehkörpers.
Durch diese Anordnung muß das Quarzuhrwerk lediglich die Energie liefern, die Luftreibung und Spurlagerreibung bei der Rotation benötigen. Eine andere Bauelementenpaarung, bestehend aus einer Halbkugel am Spurlager und dem freien Rohrende am Tragrohr, ist so ausgebildet, daß die zwischen den beiden Bauelementen entstehende Haftreibung für den Antrieb des Drehkörpes ausreicht, kleinere Lageabweichungen der Achsen ausgeglichen werden und äußere Krafteinwirkungen auf den Drehkörper nicht so viel Kraft oder Drehmoment auf das Quarzuhrwerk übertragen wird, daß dieses beschädigt werden kann. Durch die Anordnung dieses Bauelementenpaares wenig oberhalb des Gesamtschwerpunktes des Drehkörpers wird erreicht, daß sich durch Drehung des Rohrendes auf der Kugel der Drehkörper ständig in eine senkrechte Lage einpendeln kann, auch wenn der Antrieb auf einer etwas schrägen Unterlage steht. Dadurch erfolgt auch ein Ausgleich, wenn während der Rotation die Antriebsachse und die Rotationsachse des Drehkörpers nicht genau fluchten. Die dadurch entstehenden Kräfte müssen nicht vom Lager des Antriebes aufgenommen werden und erzeugen somit keine zusätzliche Reibung.
Durch die konstruktive Gestaltung des Bauelementenpaares in Verbindung mit einer trichterförmigen Erweiterung ist es möglich, im Bedarfsfalle den Drehkörper vom Antriebsrohr zu nehmen und wieder aufzusetzen oder durch ein anderes zu ersetzen. Die in den Kupplungskörper an einem Ende eingehängte Feder läßt in Verbindung mit dem Kupplungsrad, in das das andere Ende der Feder eingehängt ist, eine drehmomentabhängige Relativbewegung zwischen dem Kupplungsrad und dem Kupplungskörper zu. Dadurch wird ein sanfter Anlauf des Drehkörpers aus der Ruhelage ermöglicht und die Schrittbewegung der Sekundenwelle des Quarzuhrwerkes kompensiert.
Insgesamt werden durch die vorgeschlagene Antriebsgestaltung die Reibverluste so wesentlich verringert, daß ein Quarzuhrwerk zum einen als Antrieb für einen Drehkörper ausreicht, wobei die Gangdauer denen üblicher Uhrzeigerantriebe kaum nachsteht. Außerdem wird wirksam verhindert, daß dieses Quarzuhrwerk durch unsachgemäße physische Behandlung der Tischuhr oder dergleichen nicht beschädigt wird.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:
Das Beispiel zeigt eine Ausführung eines rotatorisch angetriebenen Drehkörpers 1 in Form eines Gehäuses einer Tischuhr. Einzelheiten der Uhr selbst sind nicht dargestellt, diese werden als bekannt vorausgesetzt.
Der Drehkörper 1 (Fig. 1) übergreift im unteren Bereich ein Antriebsgehäuse 2, das ein Quarzuhrwerk 3 aufnimmt. Auf der Gehäuseoberseite des Quarzuhrwerks 3 ist eine Grundplatte 4 festgelegt, indem eine größere Bohrung in der Grundplatte 4 auf einen Zentrierbund 5 (Fig. 2) am Quarzuhrwerk 3 aufgesteckt und mit Hilfe einer Befestigungsmutter 6 fest mit dem Quarzuhrwerk 3 verschraubt wird. In eine kleinere Bohrung der Grundplatte 4 ist das eine Ende eines Tragstabes 7 eingepreßt. In das andere Ende des Tragstabes 7 ist eine Lagerkugel 8 eingelegt und eingebördelt. Über den Tragstab 7 ist das Antriebsrohr 9 geschoben, bis ein Spurlager 10, das in die eine Seite des Antriebsrohres 9 eingepreßt ist, mit seiner einen Seite, in der sich die Kalotte 11 befindet, auf der Kugel 8 am Ende der Tragstabes 7 aufliegt. In das andere Ende des Antriebsrohres 9 ist ein Antriebsritzel 12 eingepreßt und damit kraftschlüssig mit dem Antriebsrohr 9 verbunden. Der an das unteren Ende eines Tragrohrs 13 angesetzte Trichter 22 (Fig. 1, Fig. 4) stützt sich auf dem halbkugelförmigen, der Kalotte 11 gegenüberliegenden Ende des Spurlagers 10 ab und kann sich in einem bestimmten Raumwinkel reibschlüssig auf der halbkugelförmigen Oberfläche des Spurlagers 10 bewegen. Das dem freien Ende des Tragrohres 13 gegenüberliegende, obere Ende des Tragrohres 13 ist über einen Ring 14 fest mit dem Uhrgehäuse 1 verbunden.
Eine Lagerbuchse 15 ist in einen Kupplungskörper 16 eingepreßt und ist so mit diesem fest verbunden. In eine Bohrung im Kupplungskörper 16 ist das eine Ende einer Feder 17 eingehängt. Auf einen Ansatz der Lagerbuchse 15 ist ein Kupplungsrad 18 aufgesteckt und kann sich auf diesem Ansatz leicht drehen. Das andere Ende der Feder 17 ist in eine Bohrung im Kupplungsrad 18 eingehängt. Auf einen weiteren Ansatz der Lagerbuchse 15 ist eine Sicherungsscheibe 19 aufgepreßt. Durch die Sicherungsscheibe 19 wird das Kupplungsrad 18 in seiner leicht drehbaren Lage um die Buchse 15 gesichert. In die Mittelbohrung der Lagerbuchse 15 ist die Sekundenwelle 20 (Fig. 2) des Quarzuhrwerkes 3 eingeschoben und das geschlitzte Ende 21 (Fig. 5a) der Lagerbuchse 15 stellt mit der Sekundenwelle 20 einen verdrehsicheren Kraftschluß her. Die Verzahnung am Umfang des Kupplungsrades 18 greift in die Verzahnung am Umfang des Antriebsritzels 12 ein. So wird die Drehung der Sekundenwelle 20 über eine wählbare Übersetzung auf das Antriebsrohr 9 und das damit verbundene Spurlager 10 reibschlüssig auf das freie Ende des Tragrohres 13 und das fest mit dem Uhrgehäuse 1 verbundene Ende des Tragrohres 13 auf das Uhrgehäuse 1 übertragen. Dabei stützt eine in die Befestigungsmutter (6) eingepaßte Lagerbüchse (23) zur Verbesserung der Lagerung das Minutenrohr (24) (Fig. 2) in seiner Bohrung ab.