DE2401129A1

DE2401129A1 - Ein-richtungs-kupplung fuer uhrwerk

Info

Publication number: DE2401129A1
Application number: DE2401129A
Authority: DE
Inventors: Urs Giger; Friedrich Perrot
Original assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Current assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1974-01-10
Publication date: 1974-08-22
Also published as: FR2218586A1; US3838567A; FR2218586B1; DE2401129B2; DE2401129C3; CH567291A; CH223773A4; GB1450655A

Description

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ETA A. G. Ebauches-Fabrik,

2540 Grenchen (Kanton Solothurn, Schweiz)

"Ein-Richtungs-Kupplung für Uhrwerk"

Es ist bekannt, dass Ein-Richtungs-Kupplungsvorrichtungen bei automatischen Aufzieheinrichtungen mit oszillierender Masse für Armbanduhren Verwendung finden. Häufig werden zwei dieser Vorrichtungen zu einem Paar kombiniert, das einen Gleichrichter bildet, der die Rotationsbewegung der oszillierenden Masse in eine Rotation umsetzt, die in einer Richtung abläuft, wobei die ursprünglichen Rotationen, je nach der Verschiebung des Handgelenks des Trägers der Uhr, jeweils in verschiedenen Richtungen erfolgen.

Bei den meisten Ein-Richtungs-Kupplungen bekannter Art werden zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil Raster bzw. Rollen oder Elemente vorgesehen, die in gewissen Fällen durch Federn beansprucht werden und die mit einer Verzahnung zusammenwirken, bzw. mit Rückhalte zapfen, mit Stiften oder Nuten, die die Vorrichtung aufweist. Diese Vorrichtungen benötigen die Bearbeitung von mehreren Werkstücken, die aneinander angepasst werden müssen. Die Montage ist heikel und kompliziert. Der Gestehungjspreis ist also relativ hoch.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wurde bereits versucht, Vorrichtungen zu schaffen, die ausschliesslich aus den beiden treibenden bzw. angetriebenen Teilen bestehen und die also keinerlei Zwischenstücke aufweisen. Im allgemeinen führt einer der Teile eine rein rotationsorientierte Bewegung aus, während der andere eine kombinierte Bewegung ausführt, beispielsweise eine

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Rotationsbewegung um eine Achse der Kupplung und eine Translationsbewegung längs dieser Achse. Es sind auch Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen einer der beweglichen Teile um seine Achse rotiert und sich in der Translation in seiner Ebene verschiebt, und zwar so, dass die Achse nicht konstant mit derjenigen des anderen beweglichen Teils übereinstimmt. Die Funktion dieser bekannten Vorrichtungen ist aufgrund der Tatsache heikel, dass Translations bewegungen eines beweglichen Teils bezüglich des anderen impliziert werden.

Erfin dungs aufgäbe ist die Schaffung einer Ein-Ri chtungs-Kupplung sehr viel einfacherer Konstruktion als die bisher bekannten Vorrichtungen, die gleichzeitig sicher in der Funktion ist.

Dementsprechend hat die Erfindung eine Ein-Richtungs-Kupplung für Uhrwerke zum Gegenstand, die ausschliesslich aus zwei koaxialen beweglichen

j Teilen besteht, die antreiben bzw. angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass einer dieser beweglichen Teile mit mindestens zwei hervorstehenden Kupplungselementen versehen ist und der andere mit mindestens drei Aufnahmeöffnungen für die genannten hervorstehenden Elemente, die durch radiale Halteelemente begrenzt werden und dadurch, dass die beweglichen Teile miteinander in axialer Richtung in der Weise verbunden sind, dass bei einer gegenseitigen Rotation der beweglichen Teile im Freilauf der Übergang eines Kupplungselements in die Öffnung, in die es an dem danebenliegenden Halteelement eingeschoben ist, ein Umkippen eines der beweglichen Teile

j um eine Achse bewirkt, die parallel zur Ebene des anderen beweglichen Teils ist, während bei einer relativen Rotation in der Kupplungsrichtung eines der genannten Kupplungs elemente, das in eine dieser Öffnungen eingeschoben ist, gegen das danebenliegende Halteelement dieser Öffnung an-

; schlägt und die Mitnahme des anderen beweglichen Teils sicherstellt.

Mehrere Ausführungsformen mit einer ungeraden oder geraden Zahl von

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hervorstehenden Elementen sind möglich. Wenn die Zahl gerade ist, ist die Zahl der Öffnungen ungerade. Für den Fall, dass zwei hervorstehende Elemente gegeben sind, sind diese Elemente auf dem sie tragenden beweglichen Teil diametral entgegengesetzt. Für den Fall, dass die Zahl mehr als zwei beträgt, sind sie regelmässig um die Achse der Vorrichtung herum verteilt.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung in der Draufsicht mit einem teilweise abgerissenem Werkstück,

Fig. 2 eine Axialschnittansicht in grösserem Masstab mit einer Darstellung der Vorrichtung in Funktionsstellung,

Fig. 3 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 mit einem noch weiter vergrössertem Masstab, und

Fig. 4 eine Axialschnittansicht der Variante.

Die beschriebene Vorrichtung ist von einer sehr vereinfachten Konstruktion, da sie nur zwei zueinander bewegliche Teile aufweist, das antreibende Rad 1 und das angetriebene Rad 2. Das antreibende Rad 1 ist eine einfache Scheibe mit einer peripherischen Verzahnung 3, einer Zentralöffnung 4 und zwei diametral entgegengesetzten Kupplungselementen 5 und 6, die durch teilweises Ausschneiden und schräges Biegen von Zungen in Formen von Kronensegmenten erhalten werden, wie man in Fig. 3 sieht. Der Winkel der unteren Fläche der Zungen 5 und 6 wird beispielsweise die Grössenordnung von 15° bezüglich der Ebene des Rades 1 haben. Der Winkel der vorderen Fläche

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7 der Zunge beträgt 90° bezüglich der Ebene des Rades, so dass es die Rolle der Blockierfläche spielen kann, wie später gezeigt werden wird.

■ Der bewegliche Teil 2 setzt sich aus einer Welle 8, die durch Abstechen erhalten wird und Zapfen an beiden Enden aufweist, um montiert werden zu ] können zwischen zwei Gehäuse elementen und aus einem Rad 9 zusammen, ! dessen Zentralöffnung auf eine zylindrische Aufnahme 13 der Welle 8 aufge- ; keilt ist. Das Rad 9 mit etwas grösserem Durchmesser als das Rad 1 weist eine peripherische Verzahnung 10 und in einer ringförmigen, sich im Inneren der verzahnten Zone 10 erstreckenden Zone eine Reihe von sieben ausgeschnittenen Öffnungen 11 auf, die jeweils die Form eines Kronensegmentes j haben. Diese Öffnungen sind voneinander getrennt durch Halteelemente 12, I die sich radial in gleichem Abstand voneinander erstrecken.

^; Die Zentralöffnung 4 der Welle 8 hat einen etwas grösseren Durchmesser als : die Auflage 13, auf die sie aufgeschoben ist, was es ermöglicht, dass das j Radi,wie in Fig. 2 dargestellt, eine schräge Lage einnimmt. Auf der ande- '. ren Seite ist das Rad 1 mit dem Rad 2 in axialer Richtung verbunden, einer- ! seits über die Schelle 14 der Welle und andererseits über die obere Fläche j des Rades 9. Der Abstand zwischen diesen beiden Begrenzungselementen

j wird so bestimmt, dass ein korrektes Funktionieren der Vorrichtung, wie

j später erklärt werden wird, sichergestellt ist. Vorher muss jedoch präzij siert werden, dass in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform das ani treibende Rad 1 mit seiner Verzahnung in die Ritzelverzahnung 15 der Auf- '' ziehmasse 16 eingreift. Diese Masse dreht sich am Mittelpunkt eines Uhr- ! werks, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, so dass es sich in j der einen oder anderen Richtung nach den Verschiebungen des Handgelenks des Trägers der Uhr verschieben kann. Wenn davon ausgegangen wird, dass ! die Ein-Richtungs-Kupplung sich zu einem bestimmten Moment in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Lage befindet und dass zu diesem Zeitpunkt die oszillierende Masse 16 sich in einer solchen Richtung dreht, dass das antreibende Rad durch das Ritzel 15 in Pfeilrichtung 17 angetrieben ist, dann

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ist ersichtlich, dass die Vorrichtung im Freilauf funktioniert. In der Tat wird die vorstehende Zunge 6, die dem Angriffspunkt des Rades 1 im Ritzel 15 gegenüberliegt, mit der unteren Rampe mit dem Halteelement 12' in Kontakt kommen, während die hervorstehende Zunge 5 sich in Richtung des Halteelementes 12" bewegen wird. Das Rad 1 ist vom Rad 2 abgetrennt. Auf der anderen Seite wird die Zunge 6 durch Aufsteigen auf dem Element 12' das Rad 1 um eine zur Ebene der Fig. 2 senkrechte Achse kippen lassen, was die entgegengesetzte Zunge 5 zwingen wird, sich in die durch das Element 12" abgegrenzten Fenster einzuschieben. Wenn die Zunge 5 mit ihrem der Fläche 7 gegenüberliegenden Ende am Element 12" ankommt, wird die untere Rampe auf das Halteelement 12" in der Weise aufsteigen, dass das Rad 1 neuerlich kippen wird und sich schliesslich in der Position nach Fig. 2 befindet. Diese Rotations- und Kippbewegung in der Kombination setzt sich notwendigerweise so lange fort, wie die Vorrichtung sich in Pfeilrichtung 17 dreht, d. h. im Freilauf. Die von Fig. 2 dargestellte Lage wird jedesmal auftreten, wenn die hervorstehende Zunge 5 in einer relativen Lage in der Weise ist, dass die Blockierfläche 7 gerade jenseits eines der Halteelemente ist, wie z.B. 12"'. Da die Ausrichtung der Vorrichtung beliebig im Raum sein kann, wenn die Uhr getragen wird und nachdem Reibungen und Trägheit der Werkstücke die Gravitationskräfte ausgleichen, kann die relative Lage nach den Figuren 1 und 2 in der Praxis durchaus auftreten.

Wenn, ausgehend von dieser Position,ein Umkippen der Rotations richtung der Masse 16 betrachtet wird, wird das Rad 1 in der entgegengesetzten Pfeilrichtung 17 angetrieben. Unter Annahme des ungünstigsten Falls wird die Zunge 5 über das Querelement 12"' passieren. In diesem Fall wird die Blockier fläche 7 der Zunge 6 gegen das Halteelement 12 anschlagen und den Antrieb des Rades 2 in der Uhrzeigerrichtung in Fig. 1 sicherstellen. Aufgrund des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments werden die Räder 1 und 2 in ihrer in Fig. 2 dargestellten relativen Lage gehalten, was bedeutet, dass nach 1/2 Umdrehung sie in den relativen Lagen erscheinen, die die -Räder 18 und 19 der Fig. 4 einnehmen. Daraus resultiert, dass irr der Ver-

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; zahnung des Ritzels 15 diejenige des Rades 1 ständig in einer Verschiebung befindlich ist, und zwar in der Richtung der Achse nach oben oder nach unten Es wurde jedoch festgestellt, dass diese Bewegung nicht hinderlich ist.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die Distanz zwischen der oberen ! Fläche des Rades 9 und der Schelle 14 ausreichen muss, damit jede der Zungen 5 und 6 getrennt aus den Fenstern 11 heraustreten können. Jedoch ! darf diese Distanz nicht zu gross sein. Sie muss unterhalb der Stärke des Rades 1 plus Verschiebung der Zungen 5 und 6 bleiben, damit, selbst wenn die beiden Räder parallel sind und wenn das Rad 1 gegen die Schelle 14 zu liegen kommt, die Zungen 5 und 6 trotzdem in die Fenster 11 eingeschoben werden. Es ist im übrigen zu bemerken, dass die beiden Räder 1 und 9 sich nicht parallel zueinander verschieben können, es sei denn in gewissen genau präzisierten Lagen bezüglich des Rades 9.

In der in Fig. 4 dargestellten Variante weist der bewegliche Teil 18 eine Welle 20 auf, die eine erste Auflage 21 für das Aufkeilen des Rades 22 und eine zweite Auflage 23 für das Drehen mit Spiel der Öffnung 24 des Rades 19 aufweist. Die genannte Auflage 23 wird durch eine Schelle 25 begrenzt die der Schelle 14 entspricht. Um diese Schelle herum weist jedoch das Rad 19 eine Auskehlung 26 in Ringform auf, die durch eine diametrale Nut 27 in zwei Teile geteilt wird, welche senkrecht zu der von den Mittelpunkten der beiden Zungen 28 und 29 bestimmten Linie verläuft. Das Abstützen dieser Nut 27 gegen die Schelle 25 erleichtert das Umkippen des Rades 19, wenn die schrägen Zungen 28 und 29 alternativ über die verschiedenen Halteelemente radialer Art 30 passieren, die die Öffnungen des Rades 22 trennen.

j Dank der Nut 27 wird die Kippachse des Rades 19 auf die Achse des Rades 18 zurückgeführt. Die Änderungen aus der Fabrikation haben so weniger Einfluss auf die Funktion.

Im übrigen ist die Funktion dieser Variante gleich derjenigen der in den Fig.

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- 7 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform.

Bei anderen Ausführungsformen könnten die Kupplungselemente 5, 6, 28, 29 durch Ausstülpen statt durch teilweises Ausschneiden und Falten erzielt werden. Eine oder beide Räder könnten aus eingespritzten synthetischem Material sein. Die Zahl der Fenster 11 könnte geringer oder grosser sein als dargestellt. Im ersteren Fall hätten die verlorenen Wege bei einer Umkehrung der Rotationsrichtung der Masse 16 einen grösseren Wert als bei der dargestellten Vorrichtung.

Es ist jedenfalls unerlässlich, dass jedes radiale Halteelement wie 12, 12', 30 usw. immer diametral zu einem Fenster ist und dass die Länge desselben mindestens gleich derjenigen der Kupplungszungen ist.

In weiteren Ausführungsformen könnten die Rampen, welche das Kippen des mit Spiel montierten Rades ermöglichen, in den radialen Flanken der Fenster ausgebildet sein und nicht auf den hervorstehenden Zungen. Jedoch ist die in den Zeichnungen dargestellte Lösung die vom Fabrikationsstandpunkt einfachste.

Der Hauptvorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt in der einfachen Herstellung und Montage. Dieser Vorteil ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung. Ein weiterer Vorteil ist die Robustheit der Vorrichtung, deren Werkstücke relativ massiv sind und dementsprechend eine gute Haltbarkeit aufweisen. Schliesslich ist die Vorrichtung betriebssicher, wie es bisher durchgeführte Versuche gezeigt haben.

P atent ans prü ehe:

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Claims

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Patentansprüche:

Iy Ein-Richtungs-Kupplung für Uhrwerke, bestehend aus nur

zwei koaxialen antreibenden, bzw. angetriebenen Elementen, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beweglichen Teile mit mindestens zwei hervorstehenden Kupplungselementen ausgeführt ist und das andere mit mindestens drei Öffnungen für die genannten hervorstehenden Elemente, die durch radiale Halteelemente begrenzt sind und dadurch, dass die beweglichen Teile miteinander in axialer Richtung in der Weise verbunden sind, dass bei ,' einer relativen Rotation der beiden beweglichen Teile in der Freilauf richtung ■ das Passieren eines Kupplungselements von der Öffnung, in der es sich in ^! dem danebenliegenden Halteelement im Eingriff befindet, ein Umkippen eines der beweglichen Teile um eine Achse parallel zur Ebene des anderen beweglichen Teils bewirkt, während bei einer relativen Rotation in der Kupplungs . richtung eines der in eine der Öffnungen eingeschobenen Kupplungselemente

gegen das danebenliegende Halteelement an der Öffnung anschlägt und so den j : Antrieb des anderen beweglichen Teils sicherstellt.

: 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

; jeder bewegliche Teil eine kreisförmige Platte aufweist, von denen eine mit ; einer Welle fest verbunden ist, während die andere mit Spiel auf der genannten Welle rotiert.

! 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Zahl der Kupplungs elemente zwei ist, wobei die genannten Elemente diametral entgegengesetzt sind, während die Zahl der Aufnahmeöffnungen der Kupplungselemente eine ungerade ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

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dass die hervorstehenden Elemente oder die Öffnungen Rampen aufweisen, die so orientiert sind, dass sie das Kippen beim Freilaufbetrieb bewirken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Elemente und die Öffnungen an der den Rampen entgegengesetzten Seite durch radiale Flanken begrenzt sind, die mindestens näherungsmässig senkrecht zu den Ebenen der beweglichen Teile sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Welle eine Drehauflage für den kippenden, beweglichen Teil aufweist, der einerseits begrenzt ist durch die Platte des mit der genannten WeI Ie fest verbundenen beweglichen Teils und andererseits durch eine hervorstehende, aus einem Stück mit der Welle gefertigten Schelle.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte des beweglichen Teils, der sich auf der Welle mit Spiel dreht, eine geradlinige, zur durch den Mittelpunkt der beiden hervorstehenden Kupplungselemente bestimmten Achse senkrechte, seitlich von der Schelle liegende Nute aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente durch ausgeschnittene und schräg gebogene Teile der Platte des beweglichen Teils gebildet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Elemente durch tiefgezogene Teile der Platte des beweglichen Teils gebildet werden.

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