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Klemmgesperre für feinmechanische Geräte, insbesondere Selbstaufzuguhren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klemnngesperre für feinmechanische Geräte, insbesondere
Selbstaufzuguhren, bei dem mindestens ein Sperrhebel drehbar in einer Lagerplatte
gehalten ist, die lose innerhalb einer kreisförmigen Vertiefung des frei um die
treibende Welle drehbaren, getriebenen Teiles liegt, wobei der Sperrhebel einerseits
kraftschlüssig an der Umfangswandung des getriebenen Teiles und andererseits formschlüssig
an dem treibenden Teil anliegt.
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Klemmgesperre der vorstehend genannten Art sind an sich bekannt, und
zwar erfolgt hierbei die Klemmverbindung zwischen dem treibenden und dem getriebenen
Teil durch mehrere gleichmäßig über den Umfang der Lagerplatte verteilte Sperrkörper.
Damit bei der Mitnahme der Lagerplatte in der Freilaufdrehrichtung durch die treibende
Welle die Sperrkörper nicht eine Stellung einnehmen können, die weit von der Sperrstellung
entfernt ist, ist bei diesem bekannten Klemmgesperre zwischen der Lagerplatte und
dem treibenden Teil eine besondere Feder angeordnet, die im Stillstand die Lagerplatte
gegenüber dem treibenden Teil so weit verdreht, daß die. Sperrkörper klemmen können,
wenn der treibende Teil in die Mitnahmerichtung zu drehen beginnt. Bei einem schnellen
Wechsel der Antriebsrichtung, wie dies beispielsweise bei Selbstaufzuguhren der
Fall ist, vermag die auf die Sperrkörper einwirkende Feder diese Sperrkörper nicht
sofort in die Bereitschaftstellung zu bringen, so daß ein erheblicher toter Weg
in Kauf genommen werden muß. Abgesehen davon hat die Anordnung einer Feder in einem
insbesondere für Selbstaufzuguhren bestimmten Klemmgesperre den Nachteil, daß durch
die unregelmäßigen, in entgegengesetzten Richtungen rasch aufeinanderfolgenden Beanspruchungen
der Feder eine Erlahmung oder ein Bruch der Feder auftreten kann.
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Es sind weiterhin auch Kugelfreiläufe bekannt, bei welchen auf den
Einbau von Federn verzichtet werden kann. Hierbei ist in eine im Innern eines Rades
vorgesehene kreiszylindrische Vertiefung eine Platte eingelegt mit mindestens einem
darin gelagerten Reiborgan, das bei Drehung der Achse in der einen Richtung gegen
die Zylinderwand einer Aussparung der Platte angedrückt und in umgekehrter Richtung
freigegeben wird. Kugelfreiläufe haben den Nachteil, daß das. Erreichen der Klemmstellung
durch die als Kugeln ausgebildeten Sperrkörper im wesentlichen von der Trägheit
dieser Kugeln abhängig ist, durch welche allein die Relativbewegung zwischen der
mit der antreibenden Welle verbundenen Lagerplatte und dem angetriebenen Teil bewirkt
werden kann. Diese Kugeln sind nun sehr leicht, so daß ihre Trägheit gering ist,
was zur Folge hat, .daß sehr oft das Klemmen überhaupt nicht zustande kommt. Diese
Störungen werden weiter durch den Umstand erleichtert, daß zur Verminderung der
Reibung zwischen dem Boden der Vertiefung und der Lagerplatte stets eine Ölschicht
vorhanden sein muß, welche natürlich auch in den Bereich der Kugeln gelangt, so
d.aß die Kugeln sehr oft an den Wänden der zu ihrer Aufnahme in der Freigabestellung
dienenden Führungen der Lagerplatte klebenbleiben.
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Die Erfindung bezweckt, ein von diesen Mängeln freies Klemmgesperre
zu schaffen, welches einen möglichst kleinen toten Weg besitzt, d. h. möglichst
unmittelbar nach dem Beginn einer Drehung in der Mitnahmerichtung die Kupplung des
angetriebenen Teiles mit der treibenden Welle sicherstellt.
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Das Klemmgesperre gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Sperrhebel .etwa in der Mitte zwischen dem Außenumfang der treibenden Welle
und der Innenwand des getriebenen Teiles in einer Bohrung der Lagerplatte beschränkt
drehbar gehalten ist und daß der Sperrhebel oder eine Nase der Welle mit Spiel in
eine entsprechende Ausnehmung der Lagerplatte hineinreicht. Das erfindungsgemäße
Klemmgesperre besitzt den Vorteil, daß auf die Anordnung einer besonderen Feder
verzichtet
werden kann und daß sowohl die Sperrung als auch die
Entsperrung unbeeinflüßt von der Trägheit der Sperrhebel oder einem Ölfilm mit unbedingter
Sicherheit und ohne toten Weg gewährleistet ist und schließlich aus leicht herstellbaren
und zusammensetzbaren Bauteilen besteht, die sich in einem denkbar niedrigsten Raum
unterbringen lassen. Die Erfindung wird in der Kombination der Merkmale gemäß dem
Anspruch 1 gesehen; ein Elementonschutz für die Teilmerkmale wird nicht beansprucht.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform, die sich insbesondere durch
eine günstige Arbeitsweise des Sperrhebels kennzeichnet, besitzt dieser zwei etwa
gleich lange Hebelarme. Dabei liegt vorzugsweise das freie Ende des äußeren Hebelarms
in an sich bekannter Weise kraftschlüssig an der Umfangwandung des getriebenen Teiles
und der innere Hebelarm an einer Nase der treibenden Welle an.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung, bei welcher die Reibung
zwischen der Lagerplatte und dem angetriebenen Teil ohne irgendwelchen Einfluß der
Funktionssicherheit beträchtlich herabgesetzt werden kann, steht die Lagerplatte
nur an vier Stellen ihres Umfangs mit der Wandung der Vertiefung in Berührung, von
denen zwei Stellen nahe dem Sperrhebel, die dritte etwa diametral zu diesen beiden
und die vierte um 90° gegenüber der dritten versetzt angeordnet sind: Bei einer
weiteren Ausführungsform ist der Sperrhebel einarmig ausgebildet und eine Nase der
treibenden Welle greift etwa in der Mitte des Hebels mit Spiel in eine entsprechende
Ausnehmung des Hebels. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform kann noch dadurch
verbessert werden, daß sowohl die Lagerplatte als auch der Sperrhebel nahezu halbkreisförmig
ausgebildet ist und in einer gemeinsamen Ebene mittels eines Schwenkgelenks miteinander
verbunden sind: Zur weiteren Verbesserung dieser besonderen Ausgestaltung kann die
Arbeitsweise des. Klemmgesperres noch dadurch weicher gemacht werden, daß, zwei
mit der Welle fest verbundene Nasen, die mit Spiel in je eine Ausnehmung der Lagerplatte
und des Sperrhebels hineinreichen und um etwa 90° gegenüber dem Schwenkgelenk versetzt
sind, die Lagerplatte und den Sperrhebel in der Mitnahmerichtung nach außen spreizen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Klemmgesperre gemäß der
Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt der Anordnung gemäß Fig. 1, Fig.
3, 4 und 5 weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Klemmgesperres in Draufsicht,
Fig. 6 die Anordnung des erfindungsgemäßen ; Klemmgesperres bei einer Selbstaufzuguhr
in Draufsicht, Fig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt gemäß Linie 11-1I von Fig. 6.
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Bei :der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs- t form des Klemmgesperres
ist auf der Welle 6 ein frei drehbares Rad 10 (angetriebener Teil des Klemmgesperres)
angeordnet, das eine kreisförmige Vertiefung 16 aufweist, deren Umfangswandung aus
einer glatten Innenwand 17 besteht. Eine kreisringförmige Lager- E platte 18 füllt
angenähert den ganzen Hohlraum der Vertiefung 16 aus. Die mittlere Lichtweite dieser
Lagerplatte übertrifft um weniges den Außenumfang der Welle 6, während der Außenumfang
der Lagerplatte 18 etwas kleiner ist als die Umfangswandung 17. Die Dicke der Lagerplatte
18 entspricht ungefähr der Höhe der Vertiefung 16. Die Lagerplatte 18 ist in 20
radial ausgeschnitten und weist in der Längsmitte ihres Ausschnitts eine kreisförmige
Bohrung 19 auf. Der Ausschnitt 20 ist sowohl gegen die Wand 17 als auch gegen
die Welle 6 zu verbreitert und besitzt auf einer der gegen die Welle 6 gerichteten
Seitenwände einen Einschnitt 21, in welchen eine fest mit der Welle 6 verbundene
Nase 22 eintritt. In der als Lagerpfanne dienenden Bohrung 19 und im Ausschnitt
20 ist ein zweiarmiger Sperrhebel 23 von gleicher Dicke wie die Lagerplatte 18 eingelegt.
Der Sperrhebel 23 weist eine kreisförmige Nabe 24 auf, deren Form derjenigen .der
Bohrung 19 entspricht, so daß die Bohrung 19 und die Nabe 24 ein Schwenkgelenk
für den Sperrhebel 23 bilden. Der innere Arm 25 des Sperrhebels 23 erstreckt sich
ungefähr in der Richtung zur Wellenachse und sein äußerer Arm 26 bildet mit dem
inneren Arm 25 einen Winkel, der etwas kleiner .als 180° ist. Beide Arme 25, 26
des Sperrhebels 23 sind in diametral gegenüberliegenden Punkten der Nabe 24 mit
dieser fest verbunden. Ein in .einer Schulter 28 des Rades 10 gehaltener
Deckel 27 hält die Lagerplatte 18 und ,den Sperrhebel 23 im Inneren der Vertiefung
16.
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Wenn die Welle 6 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, dann liegt ihre Nase
22 gegen das innere Ende des Armes 25 des Sperrhebels 23 an und schwenkt diesen
im Uhrzeigersinn um seine Nabe 24. Das äußere Ende des Armes 26 drückt folglich
gegen die Umfangswandung 17 der Vertiefung 16 des Rades 10. Die zwischen dem äußeren
Hebelarm 26 und der Umfangswandung 17 erzeugte Reibung sichert das Mitnehmen des
Rades 10 durch die Welle 6.
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Wenn die Welle 6 im Uhrzeigersinn umläuft, stößt die Nase 22 gegen
die Randfläche des Einschnitts 2.1 der Lagerplatte 18 und nimmt diese zusammen mit
dem Sperrhebel 23 mit. Wenn der äußere Hebelarm 26 noch gegen die Umfangswandung
17 der Vertiefung 16 drückt, so schwingt zuerst der Sperrhebel 23 im Gegenuhrzeigersinn
.geringfügig um das Gelenk 19/24 und löst die Verbindung zwischen Rad 10 und Welle
6, wobei der Arm 26 leicht an der Wandung 17 schleift.
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Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform des Klemmgesperres
weist der Sperrhebel einen inneren Arm 33 auf, der in eine Kerbe 34 der Welle 6
hineinragt, und einen äußeren Arm 35 mit einem senkrecht zu ihm stehenden Fortsatz
36. Letzterer kommt mit der Umfangswandung 17 der Vertiefung 16a des Rades 10 mittels
eines an seinem Ende angebrachten Fußes 37 in Berührung. Die Lagerplatte 18a ist
in 38 derart ausgenommen, daß der Fortsatz 36 mit dem Fuß 37 freien Spielraum hat.
Im übrigen arbeitet .dieses Klemmgesperre wie das in den Fig. 1 und 2 dargestellte.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform des Klemmgesperres
ist der Sperrhebel 39, 40, 41 schwenkbar um den Mittelpunkt der Nabe 41 in den kreisförmigen
Ausnehmungen 42, 43 der Lagerplatte 44 gelagert. Die Lagerplatte 44 isst derart
ausgeschnitten, daß sie höchstens an vier Stellen mit der Umfangswandung 17 der
Vertiefung 16 a des Rades 10 in Berührung kommen kann. Zwei von diesen Stellen,
45 und 46, befinden sich in der Nähe und zu beiden Seiten des äußeren Armes 39 des
Sperrhebels. Eine
dritte Berührungsstelle 47 der Lagerplatte 44
liegt diametral gegenüber den beiden Stellen 45, 46, während die vierte Berührungsstelle
48 gegenüber der Stelle 47 um angenähert 90° versetzt ist.
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Der Sperrhebel wird von der Welle 6 dadurch betätigt, daß sein innerer
Arm 40 in eine in der Welle 6 vorgesehene Kerbe 49 hineinragt.
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In dieser Ausführungsform ist die Reibung zwischen der Lagerplatte
44 und dem Rad 10, wenn die Welle 6 allein, d. h. ohne das Rad 10 mitzunehmen, umläuft,
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln wesentlich herabgesetzt.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des Klemmgesperres
ist die Lagerplatte 52 halbkreisringförmig und der Sperrhebel 51 einarmig ausgebildet
und umschließen die Welle 6. Diese beiden Teile füllen den Hohlraum der Vertiefung
16 b angenähert aus und liegen angenähert konzentrisch zur Wand 53 der Vertiefung
16 b. Die Teile 51, 52 sind gegenseitig in einem sich in gleicher Entfernung von
der Welle 6 und von der Wand 53 befindenden Punkt gelenkig miteinander verbunden.
Zu diesem Zweck besitzt der Sperrhebel 51 einen Fortsatz 54 mit einem zylindrischen
Kopf 55, welcher in einer entsprechenden Ausnehmung 56 der Lagerplatte 52 gelagert
ist. Die beiden Teile 51 und 52 sind in zwei diametral gegenüberliegenden Punkten
57, 58 gekerbt. Jede dieser Kerben weist eine radial gerichtete Wand 59 bzw. 60
und eine schräggerichtete Wand 61 bzw. 62 auf. Zwei entsprechend geformte, mit der
Welle 6 fest verbundene, an gegenüberliegenden Stellen der Welle angeordnete Nasen
63, 64 finden in diesen Kerben Platz. Die Kerben 57, 58 liegen derart, daß, wenn
die Teile 51, 52 in die Vertiefung 16 b eingelegt sind, die Verbindungslinie dieser
Kerben senkrecht zu dem durch den Kopf 55 des Teiles 51 gehenden Radius des Rades
10 steht.
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Wenn die Welle 6 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, drücken die abgerundeten
Teile der Nasen 63, 64 gegen die schrägen Wände 61, 62 der Kerben 57, 58 und drücken
die beiden Teile 51, 52 nach außen gegen die Wand 53 der Vertiefung 16 b. Die zwischen
den Teilen 51, 52 und der Wand 53 entstehende Reibung sichert das Mitnehmen des
Rades 10. Andererseits, wenn die Welle 6 im Uhrzeigersinn un-fläuft, stoßen die
flachen Teile der Nasen 63, 64 gegen die entsprechenden Wände 59,60 der Kerben.
Der Druck nach außen hört auf, und das Rad 10 ist freigegeben.
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Fig. 6 und 7 zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Klemmgesperres
bei einer Uhr mit Selbstaufzug, wobei eine Schwingmasse 1 um eine in der Mitte des
Uhrwerkes angeordnete Welle 2 drehbar gelagert ist. Ein auf der Welle 2 befestigtes
Ritzel 3 steht im Eingriff mit den Zahnrädern 4 und 5, welche auf den in der oberen
bzw. unteren Brücke 8 bzw. 9 des Selbstaufzuges gelagerten Wellen 6 und 7 befestigt
sind. Ein Zahnrad 10 ist auf der Welle 6 frei drehbar gelagert, und ein weiteres
Zahnrad 11 ist auf ein Ritzel 12 aufgepreßt, welches frei drehbar auf der Welle
7 sitzt. Die beiden frei drehbaren Zahnräder 10 und 11 greifen ineinander, und das
Ritzel 12 steht im Eingriff mit einem Übersetzungsrad 13, dessen Ritzel 14 mit dem
auf zier nicht dargestellten Federwelle befestigten Sperrad 15 kämmt.
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Die Räder 10 und 11 entsprechen in ihrem Aufbau der in Fig. 1 und
2 dargestellten Ausführungsform mit der Vertiefung 16 bzw. 29, der Lagerplatte 18
bzw. 30 und dem Sperrhebel 23 bzw. 31. Der Sperrhebel 23 bzw. 31 wird von
der mit der Welle 6 bzw. 7 fest verbundenen Nase 22 bzw. 32 betätigt.
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Der einzige Unterschied zwischen den auf den Wellen 6 und 7 angeordneten
Klemmgesperren besteht darin, daß die Lagerplatten und Sperrhebel in die Vertiefungen
16 bzw. 29 derart eingelegt sind, daß das Rad 10 von seiner Welle 6 im Gegenuhrzeigersinn
angetrieben wird, während das Rad 11 von der Welle 7 im Uhrzeigersinn mitgenommen
wird, wie dies bei den Selbstaufzügen üblich ist.