[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Derartige Stelleinheiten, insbesondere auch in Form von drehbar angebrachten Kronen,
existieren in einer Vielzahl von Ausführungsformen. Oft besitzen derartige Kronen
zwei oder mehrere axiale Positionen, in welchen verschiedene Funktionen ausgeführt
werden können. Die Umschaltung wird hierbei manuell vom Benutzer der zugehörigen Uhr
vorgenommen. Dies kann bei einigen Anwendungen, zum Beispiel bei Anwendungen der Uhr
bei Tauchgängen, wo sicherheitsrelevante Aspekte eine Rolle spielen, unerwünscht oder
sogar nachteilig sein. In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass die verschiedenen
Positionen einer derartigen Stelleinheit zumeist unterschiedliche Wasserdichtheiten
aufweisen. Auch hier ist es dem Benutzer überlassen, die Krone in die vorgesehene
Stellung mit der besten Dichtigkeit zu bringen, ehe er etwa einen Tauchgang unternimmt,
was zum Beispiel zumeist durch Verschrauben der Krone erfolgt.
[0003] Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Vermeidung der vorgenannten Nachteile
und die Bereitstellung einer Stelleinheit, welche die vorgenannten Vorgänge selbsttätig
ausführt.
[0004] Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung zeichnet sich hierfür durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale aus.
[0005] Insbesondere weist eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung ein elastisches Element
auf, deren Vorspannkraft von der Größe der Stirnfläche des äußeren Kronenkörpers der
Vorrichtung bestimmt ist.
[0006] Durch diese Merkmale werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Insbesondere erlaubt
es eine Stellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, daß sie in Abhängigkeit
vom anliegenden Außendruck selbsttätig von einer axialen Position in eine andere umgeschaltet
wird, was zum Beispiel ein automatisches Aus- oder Einkuppeln zur Nichtausführbarkeit
oder Ausführbarkeit einer Funktion zur Folge hat. Auch kann die Stellvorrichtung selbsttätig
in Abhängigkeit vom anliegenden Außendruck in ihre am besten dichtende Position umschalten,
was vor allem bei Taucheruhren von Vorteil ist. Diese Eigenschaften sind laut der
vorliegenden Erfindung auf einfache Art und Weise realisiert.
[0007] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus
der im Folgenden mittels der beiliegenden Abbildungen die Erfindung im Detail darlegenden
Beschreibung.
[0008] Die beiliegenden Abbildungen stellen beispielhaft eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Stellvorrichtung dar. Die Abbildung 1 stellt einen Querschnitt einer in ein Uhrengehäuse
eingebauten Stellvorrichtung laut der vorliegenden Erfindung dar, wobei diese sich
in ihrer Normalposition befindet.
[0009] Die Abbildung 2 ist ein zur Abbildung 1 analoger Querschnitt, in dem die Stellvorrichtung
auf Grund einer gegen den vorgesehenen Drehsinn erfolgten Drehung axial leicht verschoben
ist, um ein Überrasten der Kupplung zu ermöglichen.
[0010] Die Abbildung 3 ist wiederum ein zu Abbildung 1 analoger Querschnitt, in dem die
Stellvorrichtung auf Grund der Einwirkung des anliegenden Außendrucks axial verschoben
ist, um eine Auskupplung zu ermöglichen.
[0011] Die Abbildung 4 ist eine Explosionsdarstellung der wichtigsten Teile einer zur Steuerung
eines Drehrings benutzen Stellvorrichtung samt der zum Drehring gehörigen Teile.
[0012] Die Abbildung 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels für eine in
diesem Zusammenhang verwendbare Kupplung.
[0013] Die Erfindung wird nun im folgenden unter Verweis auf die Abbildungen im Detail beschrieben
werden.
[0014] Wie aus Abbildung 1 ersichtlich, weist eine Stellvorrichtung 1 laut der vorliegenden
Erfindung einen Kronenkörper 11,12 auf. Dieser kann aus einem Stück gefertigt sein
oder aus mehreren, fest miteinander verbundenen Einzelteilen zusammengefügt sein,
und weist einen äußeren Kronenkörper 11, der im wesentlichen topfförmig ist, und einen
inneren Kronenkörper 12 auf. Letzterer ist im wesentlichen zylinderförrmig und weist
einen geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des topfförmigen Teils
des äußeren Kronenkörpers 12, in dem er befestigt ist, auf. Dadurch weist der Kronenkörper
zwischen seinen beiden Teilen 11,12 einen ringförmigen Hohlraum 19 auf.
[0015] In axialer Verlängerung des inneren Kronenkörpers 12 ist des weiteren eine Kupplung
13, 14, die je nach Verwendungszweck verschiedene Ausgestaltungen haben kann, an diesem
angebracht.
[0016] Eine Kronenbuchse 15 umhüllt den inneren Kronenkörper 12 und die Kupplung 13,14 zumindest
teilweise, wobei diese Teile drehbar in der Kronenbuchse gelagert sind. Die Kronenbuchse
15 wird wie üblich an einer geeigneten Stelle am Rand des Gehäuses 2 einer Uhr eingesetzt,
wobei das nach außen weisende Ende der im wesentlichen hohlzylinderförmigen Kronenbuchse
15 in den ringförmigen Hohlraum 19 zwischen äußerem - 11 und innerem Kronenkörper
12 ragt.
[0017] Die Stellvorrichtung 1 besitzt darüber hinaus ein elastisches Element 16, das an
zumindest einem der Kronenkörper 11, 12 angreift, um diesen in dessen axialer Richtung
vorzuspannen. Der Kronenkörper 11, 12 samt Teilen der Kupplung 13, 14 ist daher innerhalb
der Kronenbuchse 15 sowohl axial verschiebbar als auch drehbar angebracht.
[0018] Im Besonderen ist die Vorspannkraft des elastischen Elements 16, deren Überwindung
für eine axiale Verschiebung beziehungsweise eine somit definierte Positionsumschaltung
der Stellvorrichtung nötig ist, in Abhängigkeit von der effektiven Stirnfläche A des
äußeren Kronenkörpers 11 bestimmt. Diese Kraft F läßt sich bei einem gegebenen Außendruck
p, bei dem die Umschaltung selbsttätig erfolgen soll, einer effektiven Stirnfläche
A, an der dieser Druck effektiv anliegt (siehe Abbildung 3), sowie einem Wirkfaktor
n, der hauptsächlich von der Reibung der Kronenkörper 11,12 an der Kronenbuchse 15
sowie an weiter unten anzusprechenden Dichtringen 17, 18 herrührt, über die Formel
F = p x A x n bestimmen.
[0019] Eine derartige Gestaltung einer Stellvorrichtung erlaubt es, eine selbsttätige, axiale
Positionsumschaltung der Stellvorrichtung in Abhängigkeit von anliegenden Außendruck
zu gewährleisten.
[0020] Wie in den beiliegenden Abbildungen dargestellt, kann das elastische Element insbesondere
als eine Spiralfeder 16 ausgestaltet sein, die zum Beispiel zwischen der Kronenbuchse
15 und dem inneren Kronenkörper 12, einen Teil der Kupplung 13, 14 umspannend, angebracht
ist. Eine derartige Feder 16 könnte allerdings auch zwischen der Kronenbuchse 15 und
dem äußeren Kronenkörper 11 angebracht sein. Wichtig ist nur, daß in axialer Richtung
eine Vorspannung des Kronenkörpers 11,12 relativ zu der am Uhrengehäuse 2 fixierten
Kronenbuchse 15 erzeugt wird.
[0021] Diese Vorspannkraft wirkt vorzugsweise, wie in Abbildung 1 dargestellt, in die vom
Gehäuse aus gesehen nach außen weisende Richtung, um so bei normalem Umgebungsdruck
eine Normalposition der Stellvorrichtung zu definieren. Bei einem vorgegebenen, höheren
Außendruck geht die Krone 11, 12 der Stellvorrichtung selbsttätig in eine axial nach
innen verschobene Position über, wie dies in Abbildung 3 dargestellt ist. Im Prinzip
ist auch eine umgekehrte Konstellation denkbar, in der eine nach innen wirkende Vorspannkraft
gegeben ist, die bei niedrigen Außendruck eine selbsttätige Verschiebung der Krone
11, 12 nach außen bewirkt, wobei die gewählte Konstellation von der gewünschten Anwendung
abhängen wird, wie dies an späterer Stelle besprochen werden wird.
[0022] Durch diese selbsttätige, axiale Verschiebung beziehungsweise Positionsumschaltung
ist es möglich, eine selbstdichtende Stellvorrichtung zur Verfügung zustellen.
[0023] Hierzu ist zwischen dem nach außen weisenden Ende der Kronenbuchse 15, das in den
ringförmigen Hohlraum 19 zwischen dem inneren -12 und äußeren Kronenkörper 11 eindringt,
und zumindest einem den Kronenkörper 11,12 zumindest ein Dichtring 17,18 angebracht.
Eine in diesen Hohlraum 19 ragende Abschrägung 11 a ist derart angebracht, daß sie
in der Normalposition der Stellvorrichtung 1 den zugehörigen Dichtring 17a nicht oder
nur geringfügig berührt, während eine selbsttätige axiale Verschiebung der Krone 11,
12 bis an die Berührungsfläche 15a der Kronenbuchse 15 eine Komprimierung dieses Dichtrings
17a und somit eine automatische Erhöhung der Dichtigkeit der Stellvorrichtung 1 mit
sich bringt. Dies ist insbesondere bei Taucheruhren von Nutzen, insofern eine Stellvorrichtung
des hier vorgestellten Ausführungsbeispiels ab einer (vor-)bestimmten Tiefe auf Grund
des höheren Außendrucks, das heißt bei Überdruck relativ zum Gehäusesystem, selbsttätig
eine Positionsumschaltung vornimmt und damit gleichzeitig die Dichtigkeit der Uhr
erhöht.
[0024] Speziell können der oder die Dichtringe 17 an der Außenseite des nach außen weisenden
Endes der Kronenbuchse 15 und die mit diesen zusammenarbeitende Abschrägung 11a an
der Innenseite des äußeren Kronenkörpers 11 angebracht sein. Dies ist in der vorliegenden
Ausführungsform, die in den Abbildungen als Beispielfall dargestellt ist, der Fall,
wobei ein weiterer Dichtring 18 zwischen innerem Kronenkörper 12 und Kronenbuchse
15 angebracht ist.
[0025] Auch diese Ausgestaltung könnte anderweitig gewählt währen, etwa indem die Dichtringe
17 an der Innenseite des äußeren Kronenkörpers 11 und die Abschrägung 11 a an der
Außenseite der Kronenbuchse 15 angeordnet sind, oder indem eine dieser Anordnungen
zwischen innerem Kronenkörper 12 und Kronenbuchse 15 vorgenommen wird, während ein
weiterer Dichtring 18 sich etwa am äußeren Kronenkörper 11 befindet.
[0026] Die selbsttätige, axiale Verschiebung durch Überwinden der Federvorspannkraft bei
(vor-)gegebenem Außendruck bei der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung kann auch im
Zusammenhang mit der Kupplung 13, 14 in vorteilhafter Weise genutzt werden.
[0027] So kann etwa die Kupplung 13, 14 derart gestaltet sein, daß sie durch eine axiale
Bewegung des Kronenkörpers 11,12 aus- und eingekuppelt wird. Damit erfolgt bei einem
(vor-)bestimmten Außendruck durch die selbsttätige, axiale Positionsumschaltung der
Stellvorrichtung eine automatische Aus- oder Einkupplung, je nach der konkreten Ausgestaltung
der Kupplung.
[0028] Die in den Abbildungen wiedergegebene Kupplung besitzt eine am inneren Kronenkörper
12 kraftschlüssig angebrachte, etwa verschraubte, sogenannte Mitnehmerschraube 13
mit Zähnen 13a an ihrem in das Gehäuseinnere gerichteten Ende. Sie weist zudem ein
zwischen der Mitnehmerschraube 13 und der Kronenbuchse 15 drehbar gelagertes Zahnrad
14, das eine zu den Zähnen 13a der Mitnehmerschraube 13 gerichtete Breguetsche Seitenzahnung
14a (auch Breguetzahnung oder Sägezahnung genannt) hat, auf. In der Normalposition
der Stellvorrichtung, in der laut Abbildung 1 die Feder 16 die Krone 11, 12 nach außen
drückt, liegen daher die Zähne 13a der Mitnehmerschraube 13 an der Breguetschen Seitenzahnung
14a des Zahnrads 14 an, so daß die Kupplung 13, 14 eingekuppelt ist und eine Drehung
des äußeren Kronenkörpers 11 eine Drehung des Zahnrads 14 bewirkt. Letzeres kann,
wie weiter unten im Detail besprochen werden wird, je nach Anwendung ein weiteres
Element zur Ausübung einer bestimmten Funktion antreiben. Bei einem (vor-)bestimmten
Außendruck wird hingegen, wie in Abbildung 3 dargestellt, die Krone 11, 12 und damit
die Mitnehmerschraube 13 selbsttätig axial nach innen verschoben, so daß deren Zähne
13a nicht mehr an der Breguetschen Seitenzahnung 14a anliegen und die Kupplung somit
automatisch ausgekuppelt ist. Dies ist insbesondere bei Taucheruhren von Vorteil,
insofern damit nicht nur eine automatische Erhöhung der Dichtigkeit der Uhr, sondern
durch diese automatische Auskupplung auch eine selbsttätige Erhöhung der Sicherheit
durch das Inaktivieren einer etwa für die Sicherheit des Tauchers relevanten Funktion
erfolgt.
[0029] Die oben beschriebene Gestaltung der Kupplung erlaubt es, daß eine Kraftübertragung
vom äußeren Kronenkörper 11 zum Zahnrad 14 nur bei Drehung in eine vorgegebene Drehrichtung
erfolgt, während eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung ein Überrasten der
Kupplung zur Folge hat. Dies ist insbesondere aus der perspektivischen Darstellung
der Abbildung 5 ersichtlich, wo man erkennt, daß durch die geneigten Flächen der Breguetschen
Seitenzahnung 14a des Zahnrads 14 bei gegensinniger Drehung des äußeren Kronenkörpers
11 eine geringe axiale Verschiebung der Mitnehmerschraube 13 erfolgt, so daß das Zahnrad
14 in diesem Fall nicht angetrieben wird. Dieses Überrasten durch geringe axiale Verschiebung
nach innen ist im Querschnitt in der Abbildung 2 wiedergegeben, wobei diese Stellung
eine nicht-stationäre, intermediäre Position zwischen der Normalposition (siehe Abbildung
1) und der durch erhöhten Außendruck bewirkten zweiten Position (siehe Abbildung 3)
der Stellvorrichtung 1 ist.
[0030] Weitere Ausführungsformen einer Kupplung, die in einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung
benutzt werden können, sind denkbar und bekannt. So kann etwa die Kupplung anstatt
einer Seitenzahnung durch ineinandergreifende, polygonale Flächen realisiert werden;
weitere Möglichkeiten sind im Stand der Technik inbegriffen. Die Kupplung kann auch
so gestaltet werden, daß statt dem automatischen Auskuppeln wie im vorliegenden Beispiel
ein selbsttätiges Einkuppeln erfolgt, wozu im dargelegten Beispiel eine Anordnung
der Seitenzahnung 14a und der Zähne 13a der Mitnehmerschraube 13 am nach außen gerichteten
Ende des Zahnrads 14 genügend würde.
[0031] Um schließlich noch eine von vielen möglichen Anwendungen einer derartigen Stellvorrichtung
anzusprechen, sei auf Abbildung 4 verwiesen. Hier wird die Stellvorrichtung zur Steuerung
eines innenliegenden, verzahnten Drehringes 31 benutzt. Ein Werkring 24, der in ein
ein Gehäuseunterteil 21 (Boden) und ein Gehäuseoberteil 22 aufweisendes Uhrengehäuse
2 eingesetzt wird (Abbildung 1), dient als Untersatz für den Drehring 31. Dessen Zentrierung
erfolgt mittels eines Auflageringes 33, welcher sich unter einem Uhrenglas 23 befindet,
während die Auflage des Drehrings 31 im Gehäuse 2 mittels Decksteinen 32, zum Beispiel
aus künstlich hergestelltem Rubin, realisiert ist. Die Winkelpositionierung des Drehringes
31 erfolgt über eine in einer Einbuchtung 24a des Werkringes 24 angebrachte Rastfeder
25, indem eine Rastscheibe 25a, etwa aus künstlich hergestelltem Rubin, zu dessen
Arretierung in die Verzahnung 31 a des Drehringes 31 eingreift. Durch eine besondere
Formgebung der Rastfeder 25 kann erreicht werden, daß der Drehring 31 nur in eine
Drehrichtung weitergeschaltet werden kann. Der innenliegende Drehringmechanismus 3
wird nun durch die Stellvorrichtung 1 gesteuert, insofern eine Drehbewegung am äußeren
Kronenkörper 11 (im vorgesehenen Drehsinn) in der Normalposition der Vorrichtung (siehe
Abbildung 1) eine Drehung des Zahnrads 14 verursacht, welches in die Verzahnung 31
a des Drehringes 31 eingreift und diesen somit dreht. Eine Drehbewegung am äußeren
Kronenkörper 11 in die entgegengesetzte Richtung bewirkt auf Grund der Blockierung
des Drehringes 31 in diesem Drehsinn durch die Rastfeder 25 ein Überrasten der Kupplung
13, 14, wie in Abbildung 2 dargestellt, so daß der Drehring 31 in diesem Fall nicht
bewegt wird. Bei Anliegen eines (vor-)gegebenen, erhöhten Außendrucks am äußeren Kronenkörper
11 erfolgt schließlich eine selbsttätige, axiale Positionsumschaltung der Krone (siehe
Abbildung 3), die eine erhöhte Dichtigkeit und ein automatisches Auskuppeln, so daß
der Drehring 31 bei (versehentlichen) Drehen des äußeren Kronenkörpers 11 nicht verstellt
wird, zur Folge hat.
[0032] Eine derartige Stellvorrichtung ist daher insbesondere bei Taucheruhren von Nutzen,
da in diesem Falle eine ungewollte Verstellung des Drehringes für die Sicherheit des
Tauchers von Bedeutung wäre und vermieden werden muß.
[0033] Weitere Anwendungen wie die Verwendung zur Einstellung einer Weckzeit bei einer Weckuhr,
einer Zeitzone bei einer Weltzeituhr, etc., sind denkbar, so daß die Erfindung nicht
auf das explizit dargestellte Beispiel beschränkt ist.
1. Stellvorrichtung (1), welche einen äußeren Kronenkörper (11), einen fest mit diesem
verbundenen inneren Kronenkörper (12), eine am inneren Kronenkörper angebrachte Kupplung
(13,14) sowie eine den inneren Kronenkörper (12) und die Kupplung (13,14) zumindest
teilweise umhüllende Kronenbuchse (15), in welche der innere Kronenkörper (12) sowohl
axial verschiebbar als auch drehbar gelagert ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein auf zumindest einen der Kronenkörper (11,12) eine in dessen axialer Richtung
vorspannende Kraft ausübendes elastisches Element (16) aufweist, wobei die Vorspannkraft
des elastischen Elements (16) in Abhängigkeit von der effektiven Stirnfläche (A) des
äußeren Kronenkörpers (11) bestimmt ist, um eine selbsttätige, axiale Positionsumschaltung
der Stellvorrichtung in Abhängigkeit von anliegenden Außendruck zu erlauben.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine zwischen der Kronenbuchse (15) und dem inneren Kronenkörper
(12) angebrachte Spiralfeder (16) ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine zwischen der Kronenbuchse (15) und dem äußeren Kronenkörper
(11) angebrachte Spiralfeder (16) ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (16) eine von der Kronenbuchse (15) nach außen weisende Vorspannkraft
ausübt.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kronenkörper (11) im wesentlichen topfförmig ist und der innere Kronenkörper
(12) im wesentlichen zylinderförmig und geringeren Durchmessers ist, wobei zwischen
den beiden Teilen ein ringförmiger Hohlraum (19) ist, der zu Aufnahme eines Endes
der im wesentlichen hohlzylinderförmigen Kronenbuchse (15) geeignet ist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem in den ringförmigen Hohlraum (19) zwischen innerem - (12) und äußerem
Kronenkörper (11) eindringenden Ende der Kronenbuchse (15) und zumindest einem dieser
Körper zumindest ein Dichtring (17,18) angebracht ist, welcher mit einer in diesen
Hohlraum (19) ragenden, zugehörigen Abschrägung (11 a) derart zusammenspielt, daß
bei einer selbsttätigen, axialen Positionsumschaltung der Stellvorrichtung in Abhängigkeit
vom anliegenden Außendruck eine Komprimierung des Dichtringes (17) zur automatischen
Erhöhung der Dichtigkeit erfolgt.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der oder die Dichtringe (17) an der Außenseite der Kronenbuchse (15) und die
zugehörige Abschrägung (11a) an der Innenseite des äußeren Kronenkörpers (11) befindet.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere -(11) und der innere Kronenkörper (12) zwei fest aneinander angebrachte,
separate Teile sind.
9. Vorrichtung gemäß einem den Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung derart gestaltet ist, daß sie durch axiale Bewegung des äußeren Kronenkörpers
(12) aus- und eingekuppelt werden kann, derart, daß bei einer selbsttätigen, axialen
Positionsumschaltung der Stellvorrichtung in Abhängigkeit vom anliegenden Außendruck
eine automatische Aus- oder Einkupplung erfolgt.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (13,14) derart gestaltet ist, daß eine Kraftübertragung nur bei Drehung
des äußeren Kronenkörpers (11) in eine Drehrichtung erfolgt, während eine Drehung
in die entgegensetzte Drehrichtung ein Überrasten der Kupplung bewirkt.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine am inneren Kronenkörper (12) angebrachte Mitnehmerschraube (13)
und ein zwischen dieser und der Kronenbuchse (15) drehbar gelagertes Zahnrad (14)
mit einer zu den Zähnen (13a) der Mitnehmerschraube (13) gerichteten Breguetschen
Seitenzahnung (14a) aufweist.
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Steuerung eines Drehrings (31) einer Uhr dient.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (14) der Kupplung in einen Zahnkranz des Drehrings (31) eingreift, um
dessen Drehung zu bewirken.
14. Uhr, insbesondere Taucheruhr, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stellvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.