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Stoßgesichertes, geräuscharmes feinmechanisches Lager, insbesondere
für Uhrwerke Die Erfindung bezieht sich auf ein stoßgesichertes, geräuscharmes feinmechanisches
Lager, insbesondere für Uhrwerke, mit einem in einer Gehäuseaussparung untergebrachten
schalenartigen Lagerhalter aus elastisch verformbarem Material, der sich seitlich
an die Innenwand der Gehäuseaussparung anschmiegt.
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Stoßgesicherte, geräuscharme feinmechanische Lager der genannten Art
sind an sich bekannt. So wird z. B. bei einer bekannten Ausführungsform der Lochstein
für den Lagerzapfen und der Zapfen-Deckstein durch einen elastischen Zwischenkörper
zusammengehalten, wobei jedoch, wenn auch axiale Bewegungen für das Lager möglich
erscheinen, transversale Bewegungen unmöglich sind, da der elastische Zwischenkörper
mit den Lagersteinen unverrückbar fest in einer unnachgiebigen Halterung eingeschlossen
ist und infolgedessen nicht nach der Seite ausweichen, d. h. seine Elastizität nicht
zur Geltung bringen kann. Bei einer anderen bekannten Lageranordnung steht der Lochstein
mit dem das Gegenlager bildenden Deckstein in Berührung, und beide Teile sind völlig
in ein elastisches Element eingebettet, welches selbst vollständig von einem starren
Gehäuse umgeben ist, so daß sich auch hier die Elastizität des elastischen Elementes
nicht auswirken kann. Auch die übertragung von Geräuschen wird keineswegs behindert,
d. h. es besteht keine Geräuschdämpfung. Es ist weiterhin bekannt, zur elastischen
Lagerhalterung einer in einem Gleitlager oder Wälzlager laufenden, durchgehenden
Welle ein relativ dünnes, ringförmiges elastisches Element vorzusehen, wobei durch
leichte Verformung des elastischen Materials eine genaue Lagerung dieser Welle möglich
ist. Eine derartige Anordnung läßt sich jedoch bei feinmechanischen Lagern, speziell
bei Uhrwerken, nicht verwenden, auch kann sie keinesfalls als Drucklager Anwendung
finden. Bei einer anderen bekannten Lagerausführung wurde vorgesehen, den Loch-
und Deckstein eines Zapfenlagers durch einen elastischen Ring und durch eine Platte
aus elastischem Material seitlich zu stützen, wobei das Ganze in einer starren Halterung
eingeschlossen ist. Auch bei einer derartigen Lagerhalterung sind freie Bewegungen
des Lagers nicht möglich. Schließlich ist noch ein Zapfenlager bekannt, bei welchem
der Loch- und der Deckstein entweder in zwei voneinander getrennten elastischen
Hülsen oder in einer einzigen derartigen Hülse untergebracht sind, welche eine Trennwulst
für die beiden Steine aufweist. Auch in diesem Falle ist ein freies Spiel des Lagerhalters
nicht möglich, und selbst bei nur sehr geringer Abweichung der Welle ist eine einwandfreie
Richtungsführung der Achse des Lagers nicht gewährleistet. Außerdem ist durch die
fast vollständige Einschließung des elastischen Lagerhalters in den starren Werkplatten
oder Brücken eine Geräuschdämpfung kaum möglich.
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Es sind ferner stoßgesicherte, geräuscharme feinmechanische Lager
mit schalenartigen Lagerhaltern aus elastisch verformbarem Material bekannt, wobei
zur Lagerung der Unruhe einer Uhr in einem Lochsteinlager der elastische Lagerhalter
in eine Bohrung der Brücke oder der Werkplatte des Uhrwerks eingedrückt wird und
der Loch- und der Deckstein mittels innerer ringförmiger Wulste des elastischen
Lagerkörpers festgehalten werden. Da auch bei dieser Ausführung der elastische Lagerhalter
fest in die Bohrung der Brücke oder der Werkplatte eingepreßt ist, d. h. also nach
außen nicht nachgeben kann; kann auch diese Lagerhalterung bei radialen Stößen nicht
nachgeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stoßgesichertes, geräuscharmes
feinmechanisches Lager, insbesondere für Uhrwerke, zu schaffen, welches unter Vermeidung
der Nachteile der bekannten Lagerausführungen ein freies Spiel des Lagers in axialer,
radialer und schräger Richtung ermöglicht, so daß eine
äußerst genaue
und dennoch nachgiebige Führung des Lagerhalters bei einer Stoßübertragung erreicht
wird, wobei gleichzeitig eine äußerst wirksame Geräuschdämpfung zustande kommt.
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Das Lager gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden des schalenartig ausgebildeten Lagerhalters über eine an der Gehäuseabschlußplatte
aufliegende Abrundung so von der Gehäuseabschlußplatte weggezogen ist, daß eine
allseits frei bewegliche Lagerkappe zur Aufnahme der Lagerteile entsteht. Die Lagerkappe
ist dabei entweder nur nach einer Seite hin geöffnet oder sie wird durch eine Lippe
gebildet, welche bei einem Lager für ein Uhrwerk denDeckstein haltenkann und derart
verformbar ist, daß der Deckstein von außen her zugänglich ist. Bei der letzteren
Ausbildung kann der Lochstein in einem Ring festgehalten werden, der mit seiner
einen Kante gegen den Deckstein drückt und mit der anderen konisch ausgearbeiteten
Kante auf dem Außenrand eines kreisrunden Wulstes des den schalenartigen Lagerhalter
enthaltenden Gehäuses aufliegt. Das Gehäuse kann an der Abschlußplatte eine Ringnut
aufweisen, in welche sich die Abrundung des schalenartigen Lagerhalters hineinschmieb.
Vorzugsweise wird der schalenartige Lagerhalter aus einem blattförmigen thermoplastischen
Werkstoff ausgestanzt, nachdem dieser einer Wärmebehandlung, beispielsweise Infrarot-Bestrahlung,
unterworfen wurde. Als thermoplastischer Werkstoff kann Polyäthylen verwendet werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch das Lager gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Teilansicht der Unterseite des Lagers gemäß Fig. 1, Fig.3 eine andere
Ausführungsform des Lagers gemäß der Erfindung, Fig. 4 das Gegenlager zur Ausführungsform
gemäß Fig. 3.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lager ist in die Grundplatte
5 a eines Uhrwerks ein Käfig 9 a eingepreßt, der eine Öffnung 13 aufweist,
welche mit Spiel das entsprechende Ende der Achse 1 einer Unruhe umgibt, welches
in einen Zapfen 14 ausläuft. In den Käfig 9 a ist ein schalenartiger Lagerhalter
15 aus einem elastischen verformbaren und geräuschdämpfenden Werkstoff eingesetzt,
der aus natürlichem oder künstlichem Gummi oder aus einem plastischen Kunststoff
besteht. Dieser schalenartige Lagerhalter 15 schmiegt sich mit seiner Seitenwand
15a an die innere Form der inneren Ausnehmung des Käfigs 9 a an. Mit seinem
Ende stößt der Lagerhalter 15 gegen eine Lochscheibe 16, welche in den Käfig 9 a
eingesetzt ist und durch eine Schulter zentriert wird. Diese Lochscheibe ; wird
durch an dem Käfig vorgesehene heruntergebogene Lappen 17 festgehalten.
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Der Boden der durch den Lagerhalter gebildeten Schale wird über eine
an der Gehäuseabschlußplatte 11 aufliegende Abrundung 18 so von der Gehäuse- i platte
11 weggezogen, daß eine innere hohle Erhebung 19 entsteht. Diese innere Erhebung
bildet eine allseits frei bewegliche Lagerkappe zur Aufnahme der Lagersteine 20
und 21. Diese Steine werden durch elastische Verformung des Lagerhalters 15 in diesen
eingesetzt. Die beiden Steine werden durch einen im Lagerhalter vorgesehenen Wulst
22 voneinander getrennt gehalten. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß
Fig. 3 ist in eine Öffnung 26 der Unruh-Deckplatte 25 ein Käfig 27 eingepreßt, dessen
Boden eine Öffnung 28 für den Durchtritt der Achse der Unruhe aufweist. Der Boden
des Käfigs 27 weist einen Wulst 29 auf mit einer kreisförmigen Kante 30. Der Rand
des Käfigs 27 weist eine ringförmige Randleiste 30 a auf, welche ihrerseits durch
einen Wulst 31 begrenzt wird. Auf der Randleiste 30 a liegt in einer Ausnehmung
innerhalb des Wulstes 31 ein flacher Ring 33 mit einer inneren Öffnung 34, deren
Durchmesser kleiner ist als die innere Bohrung 35 des Käfigs 27. Der Ring 33 wird
in dem Käfig mit Hilfe von Schrauben festgehalten.
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Die innere Bohrung 35 des Käfigs hält den schalenartigen Lagerhalter
36 aus plastischem und elastischem geräuschmindernden Werkstoff. Der Lagerhalter
36 besitzt eine äußere Zylinderwand 36a, welche sich mit ihrer Kante 37 unter den
Ring 33 legt. Diese Zylinderwand schließt sich über die Abrundung 38 an eine innere
zylindrische Erhebung 39 an, welche nach innen zu in eine der Ausnehmung 34 gegenüberliegende
abgeschrägte Lippe 40 ausläuft. Der abgerundete Teil 38 wird gegen eine Zentrierungsnut
38 a gedrückt, in welche der elastische Werkstoff teilweise eintritt.
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Die Lippe 40 hält den Stein 41, dessen äußere gewölbte Oberfläche
sich unter die Lippe legt, während seine innere Oberfläche eben ist.
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In die Lagerkappe 39 ist ein Ring 42 eingesetzt, welcher sich mit
einer ebenen Kante 43 gegen die ebene Unterseite des Steines 41 legt. Ein Lochstein
44 ist vorher in den Ring 42 eingepreßt. Der gegenüberliegende Rand 45 des Ringes
ist kegelstumpfförmig abgeschnitten, wobei sich der Kegelstumpf auf der Kante
30 abstützt.
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Das in Fig.4 dargestellte Gegenlager zum Lager gemäß Fig. 3 weist
einen Käfig 46 auf, welcher in die entsprechende Öffnung der der Unruhdeckplatte
25 gegenüberliegenden Uhrwerksgrundplatte 47 eingepreßt ist. Dieser Käfig 46 trägt
die gleichen Teile, d. h. einen schalenartigen Lagerhalter 48 aus einem elastischen
Werkstoff mit einer Lippe 49 zum Halten des Decksteins 50 und des Ringes 51, in
welchen der Lochstein 52 eingepreßt ist. Der Käfig 46 ist in eine Bohrung 53 eingesetzt,
in welche ein in einen radialen Fortsatz 55 auslaufender Ring 54 eintritt. Dieser
Fortsatz lieb in einer inneren Ausnehmung 56 der Grundplatte 47, in welcher er festgeschraubt
ist. Der Ring 54 hält den Rand des Lagerhalters 48 in der gleichen Weise wie der
Ring 33 den Rand des Lagerhalters 36. Der Ring 51 zentriert das Lager an der der
Kante 30 entsprechenden Kante 57 und leb sich unter den Deckstein 50. Der
abgerundete Teil der Schale 48 ist wieder in einer halbkreisförmigen Nut 38 a zentriert.
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Die Nachgiebigkeit der Lippen 40 und 49 gestattet die Entfernung und
das Wiedereinsetzen der Decksteine 41 oder 50 zur Inspektion und Schmierung. Bei
einem axialen oder radialen Stoß verformen sich die Lagerhalter und nehmen anschließend
durch Elastizität wieder ihre Lage ein. Die Ausrichtung der Lager erfolgt selbsttätig
durch Anlage der kegelstumpfförmigen Oberflächen 45 an den Kanten 30 bzw. 57. Infolge
der Anlage der Flächen der Ringe 42 bzw. 51 bleiben die Flächen der Decksteine genau
senkrecht zu den Achsen der Lager.
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Eine derartige Ausbildung gestattet die Herstellung von Uhrwerken
selbst kleiner Abmessungen unter sehr
einfachen Herstellungsbedingungen,
wobei sie diesen Uhrwerken eine hohe Stoßfestigkeit verleiht.
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Bei einem axialen Stoß deformiert sich der Lagerhalter 15 bzw. 36
durch rollende Biegung von großer Empfindlichkeit, indem sich die Lagerkappe 19
bzw. 40, 49 in den Lagerhalter hineindrückt, und zwar parallel zu sich selbst. Bei
einem radialen Stoß erfolgt eine seitliche Verschiebung der Lagerkappe parallel
zu sich selbst, was durch eine Biegung um die durch die Abrundungen 18 bzw. 38 gebildeten
Gelenke sowie einem Gleiten der Abrundungen auf der Gehäuseabschlußplatte ermöglicht
wird. Durch das elastische Lagerspiel wird auch bei schräg auftretenden Stößen der
Lagerdruck auf die Achse niemals schräg wirken, was schädliche Reibungen oder sogar
einen Druck zur Folge hätte.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsformen beschränkt. So können insbesondere die Form des Lagerhalters und
der diesen bildende nachgiebige, geräuschvermindernde Werkstoff bedarfsgemäß abgeändert
werden. Ferner können andere Vorrichtungen als Steine zur Verringerung der Reibung
benutzt werden, wie glatte Ringe oder Wälzlager. Die Anwendung der Erfindung ist
nicht auf die Lagerung von Unruhachsen beschränkt, sondern diese kann für beliebige
Achsen von Präzisionswerken od. dgl. benutzt werden.