DE3112669A1

DE3112669A1 - Schaltuhrwerk

Info

Publication number: DE3112669A1
Application number: DE19813112669
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 7888 Rheinfelden Schmierer
Original assignee: Uhrenfabrik Stowa walter Storz GmbH; Uhrenfabrik Stowa Walter GmbH; Uhrenfabrik Stowa Walter Storz 7888 Rheinfelden GmbH
Current assignee: FFV ESKILSTUNA SE
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE3112669C2; DE3266115D1; ATE15539T1; EP0062208A1; EP0062208B1

Description

DR. FRIEDRICH MAVER Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt

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DIPL.""PHYS. Q. FRANK Mandataires agrees pres rOffice europoen des brevets

PATENTANWÄLTE

Uhrenfabrik STOWA GmbH., Walter Storz, 7888 Bheinfelden

Schaltuhrwerk

Die Erfindung betrifft ein Schaltuhrwerk zur zeitverzögerten Auslösung einer Schaltvorrichtung, insbesondere zum Scharfmachen von Sprengkörpern, bei dem der Schaltvorgang durch
konstante Drehung einer vorgespannten Zahnscheibe um einen vorgegebenen Drehwinkel· mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit um eine Welle verzögert und nach Durchlaufen dieses Drehwinkels ausgelöst wird.

Sin derartiges Schaltuhrwerk ist aus der DE-OS 28 03 713
bekannt. Dieses bekannte Schaltuhrwerk weist eine einfache, aber dennoch robuste Mechanik auf, die auch starken Stoßbeanspruchungen standhält. Das technische Prinzip dieses bekannten Schaltuhrwerks besteht darin, zwischen dem Anlaufen eines Uhrwerkes und dessen Ablaufen eine gewisse Zeitspanne bis zum Scharfmachen des Sprengkörpers zur Verfügung zu haben. Dazu dient eine Zahnscheibe, die über einen Teil ihres Umfanges mit einem anderen Zahnrad kämmt, das wiederum über ein Getriebe mit einem Eüttelanker in Verbindung steht. Ein anderer Teil des Umfangs der Zahnscheibe ist nicht mit Zähnen versehen. Diese Zahnscheibe ist mittels einer Feder in

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Drehrichtung vorgespannt, go daß he eh. Durchlaufen des mit Zähnen versehenen Umgangs aer Zahneoheibe die^e mit dem übrigen Räderwerk außer Eingriff kommt and die Feder dafür sorgt, daß die Zahnscheibe über dem größte ,1 Teil ihres restlichen, nicht mit Zähnen versehenen Umfangs extrem schnell durchdreht und dadurch mechanisch einen Auslösevorgang durchführt, mittels dem der Sprengkörper scharfgemacht wird.

Der Einsatz eines derartigen SchaltUhrwerks bringt es mit sich, daß beispielsweise von fahrenden Lastwagen eine Mine mit einem Schaltuhrwerk abgeworfen wird. Es miß also dafür gesorgt sein, daß auf keinen Jail - beispielsweise infolge Beschädigungen der Zahnräder oder Achszapfen unmittelbar nach dem Abwurf des Sprengkörpers bzw. der Mine die Zahnscheibe bereits schon schnell durchdrehen kann und den Sj^rengkörper scharf machen kann, da dann evtl. nachfolgende Jalirseuge bereits gefährdet werden. Infolge der robusten Gestaltung des bekannten Schaltuhrwerkes liegt die Wahrscheinlichkeit für derartige Zwischenfälle zwar in der Größenordnung von 10 '. ±n Anbetracht der erschwerten Einsatzbedingungen muß jedoch möglichst jedes Restrisiko für die Bedienungsmannschaft ausgeschaltet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Schaltührwerk so weiterzubilden, daß ein Scharfmachen der Mine zumindest für eine Sicherheitsperiode nach deren Legen unmöglich ist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß am Umfangsbereich der vorgespannten Zahnscheibe Sicherungselemente angeordnet sind, die die Zahnscheibe blockieren, wenn beim Durchlaufen eines vorgegebenen Teiles des vorgegebenen Drehwinkels (Verzahnung der Zahnscheibe) die Winkelgeschwindigkeit der Zahnscheibe extrem über dem vorgegebenen Wert liegt.

Die Erfindung sieht also zusätzliche Elemente vor, die auf eine plötzliche Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Zahn-

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sclieibe, beispielsweise infolge des Bruches eines Zahnrades, in der Anfangsperiode nach Einschalten des Uhrwerkes ansprechen, die Weiterbewegung der Zahnscheibe blockieren und somit das Scharfmachen des Sprengkörpers verhindern.

Bei einem Schaltuhrwerk, das wie das oben beschriebene bekannte .Schaltuhrwerk zwei Platinen aufweist, zwischen denen sich die Zahnscheibe dreht, sieht eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prinzips vor, daß die Sicherungselemente einen Sicherungsstift beinhalten, der in Führungsnuten der Platinen geführt ist, in eine Mitnehmer-Ausnehmung der Zahnscheibe eingreift und durch eine äußere Kraft in im wesentlichen radialer Richtung von der Zahnscheibe weggezogen wird, und daß die Führungsnut en aus einem im wesentlichen tangential bzw. in Umfangsrichtung zur Zahnscheibe über den vorgegebenen Winkelteil verlaufenden und deren riitnehmer-Ausnehmung überdeckenden ersten Teil und einem sich davon in im wesentlichen in radialer Eichtung nach außen erstreckenden zweiten Teil besteht, wobei ein T-ähnlicher oder hakenähnlicher Verlauf der !Führungsnuten entsteht, so daß bei einwandfreier Funktion der Sicherungsstift von der äußeren Kraft nach Passieren des ersten Teils der Führungsnuten aus der Mitnehmerausnehmung in den zweiten Teil der Führungsnuten gezogen wird, wogegen im Störfall der Sicherungsstift durch das schnelle Durchdrehen der Zahnscheibe am Ende des ersten Teils der Führungsnuten angepreßt wird, die Mitnehmer-Ausnehmung nicht freigibt und die Zahnscheibe blockiert

Diese mechanische Ausgestaltung der Sicherungselemente beruht auf der "Konkurrenz" zwischen der Vorspannung der Zahnscheibe mittels der Triebfeder einerseits und der äußeren Kraft, die den Sicherungsstift von der Zahnscheibe wegziehen will. Wenn nach Ablauf der zusätzlichen Sicherungsperiode der Sicherungsstift den zweiten Teil der Führungsnuten erreicht, so hängt es von der Geschwindigkeit der Zahnscheibe bzw. der den Sicherungsstift führenden Mitnehmer-Ausnehmung ab, ob die äußere Kraft den Sicherungsstift in den zweiten Teil der Führungsnut ziehen

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kann (Regelfall) oder ob infolge der holien Geschwindigkeit der durclidreilenden Zahnscheibe in Störungsfall der Sicherungsstift 16 den zweiten Teil der Führungsnut so rasch passiert, daß er nicht mehr in diese hineingezogen werden kann, sondern am Ende des ersten Seils der 5¹UhTUHgSnUt anschlägt und die Zahnscheibe blockiert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltuhrwerks wird nun an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Teil des Schaltuhrwerks mit den erfindungsgemäßen Sicherungselementen,

Figuren

2-4 Aufsichten auf das erfindungsgemäße Schaltuhrwerk bei verschiedenen Positionen der sicherungselemente.

Das Schaltuhrwerk beinhaltet eine obere Platine 10 und eine untere Platine 11, zwischen denen eine Welle 12 und eine Buchse 14 geführt sind, die einerseits die Zahnscheibe 13 tragen und andererseits mittels einer Triebfeder 15 in Richtung des Pfeiles in den Figuren 2-4 vorgespannt ist. Die Zahnscheibe 13 ist umfangsseitig teilweise mit Zähnen versehen, die mit den Zähnen eines weiteren Zahnrades 24 dämmen, das seinerseits mit weiteren, ein Untersetzungsgetriebe bildenden Zahnrädern in Eingriff steht. Das letzte Glied dieser Untersetzungskette bildet ein Rüttelanker 25· Abhängig von der Frequenz des Rüttelankers und der Übersetzung bzw. Untersetzung des Zahnradgetriebes dreht sich daher die Zahnscheibe 13 mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit, solange die umfangsseitig angeordneten Zähne mit den Zähnen des Zahnrades 24 in Eingriff stehen, d.h. bis die Zahnscheibe 13 sich um den Winkel ß gedreht hat. Nach

Durchlaufen des Winkel β !hört die um fangs seit ige Verzahnung der Zahnscheibe 13 auf und die !Triebfeder 15 dreht die Zahnscheibe 13 mit großer Winkelgeschwindigkeit um den größten Teil ihres restlichen Umfanges.

Die Grundidee der Erfindung besteht nun darin, während einer. Anfangsperiode nach Ingangsetzen des Uhrwerkes, das heißt für eine Drehung der Zahnscheibe 13 um einen Winkel oL zusätzliche Sicherungselemente vorzusehen, die auch im Falle einer Beschädigung des Getriebes das plötzliche Durchdrehen der Zahnscheibe 13 und damit das Scharfmachen des Sprengkörpers verhindert.

Die zur Realisierung dieses Konzepts eingesetzten Sicherungselemente bestehen aus einem Sicherungsstift 16, der in zwei deckungsgleich in die beiden Platinen 10 und 11 gefrästen führungsnuten 20, 21 gehalten ist. Bezüglich der Zahnscheibe 13 ist dieser Sicherungsstift 16 so positioniert, daß er in eine Mitnehmerausnehmung 17 am Umfang der Zahnscheibe 13 eingreift. Die beiden deckungsgleichen Führungsnuten 20, 21 sind so positioniert, daß sie mit einem ersten Teil sich tangential bzw. in Umfangsrichtung über den Randbereich der Zahnscheibe 13 erstrecken, und daß sie mit einem zweiten Teil über den Umfangsbereich der Zahnscheibe 13 hinausgreifen, wobei sich der zweite Teil der Führungsnuten 20, 21 im wesentlichen radial bezüglich der Zahnscheibe 13 nach außen erstreckt. Versuche haben ergeben, daß zur einwandfreien Funktion der Sicherungselemente es günstig ist, wenn der erste Teil und der zweite Teil der Führungsnuten einen Winkel γ von etwa 70° miteinander einschließen.

Zwischen den beiden Platinen 10 und 11 ist außerdem noch ein Zapfen 19 befestigt, zwischen den Zapfen 19 und dem Sicherungsstift 16 ist eine Feder 18 gespannt, die folglich eine im wesentlichen bezüglich der Zahnscheibe 13 radial nach außen verlaufende Kraft ausübt. Vorteilhaft ist es, wenn die Richtung

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der von der Feder 18 ausgeübten Kraft einen Winkel O mit der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Zansclieibe 13 und dein Sicherungsstift 16 derart bildet, daß bei Drehung der Zahnscheibe 13 in Pfeilrichtung eine rücktreibende Kraft entsteht, die den Sicherungsstift 16 an die entgegen der Drehrichtung gelegene Planke der Mitnehmerausnehmung 17 drückt. Die Richtung der Kraft F der Feder 18 besteht also aus einer radialen Komponente und einer tangentialen Komponente.

Zu? einwandfreien Führung des Sicherungsstiftes weist dieser Schultern 22 und 23 auf, mit Hilfe derer er auf der Oberseite der unteren Platine 11 bzw. der Unterseite der oberen Platine 10 entlanggleitet. Aus ilontagegründen ist der durch die Führungsnut 20 tretende Teil des Sicherungsstiftes 16 nach oben hin verlängert, so daß er über die obere Platine 10 hinausragt.

Die Punktion der erfindungsgemäßen Sxcherungselemente wird nun an Hand insbesondere der Figuren 2-4 erläutert.

Figur 2 zeigt die Startposition des Schaltuhrwerkes. Man erkennt dies daran, daß der Anfang des verzahnten Winkelbereiches β der Zahnscheibe 13 gerade im Eingriff mit dem Zahnrad 24 steht, das heißt, das Uhrwerk beginnt gerade anzulaufen.

Bei dieser Anfangsposition befindet sich der Sicherungsstift 16 am Beginn des ersten, tangential verlaufenden Teils der Führungsnuten 20 bzw. 21; nach Beginn der Drehung der Zahnscheibe 13 wird der Sicherungsstift 16 von der hinteren Kante der Mitnehmer-" Ausnehmung 17 erfaßt und entlang des ersten Teils der Führungsnut 20, 21 verschoben, bis er den Winkel o<. durchlaufen hat.

Hierbei stehen nun grundsätzlich zwei Wege zur Verfugung: entweder "geradeaus" in das Ende des tangen-

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tial verlaufenden ersten Teils der Führungsnuten oder aber im wesentlichen radial nach außen, gezogen von der Kraft der Feder 18, in das Ende des zweiten !Teils der Führungsnut 20, 21.

Im ÜTormalfall, das heißt bei langsamer Drehung der Zahnscheibe 13 entsprechend den charakteristischen Daten des Uhrwerks und des Untersetzungsverhältnisses trabt der in Figur 3 dargestellte Fall auf: Sobald der Sicherungsstift 16 den Winkel öl durchlaufen hat, wird er von der Feder 18 in den zweiten Teil der Führungsnuten 20, 21 bis zu deren Ende hineingezogen und damit aus der Mitnehmer-Ausnehmung 17 der Zahnscheibe 13 herausgezogen. Ist dieser Fall eingetreten, so haben die Sicherungselemente ihre Aufgabe erfüllt; und die Zahnscheibe 13 dreht sich über den Rest des gewählten Umdrehungwinkels fi weiter, bis zum Auslösezeitpunkt. Dies wird in der weitaus überwiegenden Zahl aller Einsatzfälle des Schaltuhrwerkes eintreten.

Für den unwahrscheinlichen aber nie ganz auszuschließenden Fall eines Materialfehlers im Uhrwerk sind jedoch die erfindungsgemäßen Sicherungselemente von Bedeutung:

In Figur 4- ist dieser mögliche Schaden durch eine umfangsseitige Beschädigung der Zahnscheibe 13 im Anfangsbereich der umfangsseitigen Verzahnung, also kurz nach dem Anlaufen des Uhrwerkes, das heißt wiederum,vor Durchlaufen des Sicherungswinkels (A. dargestellt. Da dadurch die Kopplung der Zahnscheibe 13 mit dem Uhrwerk aufgehoben ist, erhöht sich unter der Wirkung der Triebfeder 15 schlagartig die Geschwindigkeit der Zahnscheibe 13. Dies hat zur Folge, daß der

3 ι 1 2 ο b J

Sicherungsstift 16 keine Zeit hat, von der Feder 18 in den zweiten Teil der Führungsnut 20, 21 gezogen zu werden, sondern daß er, geführt von der rückseitigen Kante der Mitnehmer-Ausnehmung 17/in das Ende des ersten, tangential verlaufenden Teils der Führungsnuten gedrückt wird. Da er in dieser Position die Mitnehmerausnehmung 17 nicht verlassen kann, wird die Drehbewegung der Zahnscheibe 13 demnach blockiert. Der aufgetretene Fehler kanu also nicht zu einem vorzeitigen Scharfmachen des Sprengkörpers führen.

Es versteht sich von selbst, daß die Federkonstante der Feder derart gewählt sein muß, daß bei ordnungsgemäßer Drehung der Zahnscheibe 13 mit sehr geringer Winkelgeschwindigkeit der Sicherungsstift 16 sicher in den zweiten Teil der Führungsnut gezogen werden kann, aber keinesfalls so hoch gewählt werden darf, daß auch bei raschem Durchdrehen der Zahnscheibe 13 infolge eines Defektes der Sicherungsstift 16 trotzdem noch in diesen zweiten Teil gleiten kann.

Claims

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Patentansprüche

Schaltuhrwerk zur zeitverzögerten Auslösung einer Schaltvorrichtung, insbesondere zum Scharfmachen von Sprengkörpern, bei dem der Schaltvorgang durch konstante Drehung einer vorgespannten Zahnscheibe um einen vorgegebenen Drehwinkel mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit um eine Welle verzögert und nach Durchlaufen dieses Drehwinkels ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfangsbereich der Zahnscheibe (13) Sicherungselemente (16-21) angeordnet sind, die die Zahnscheibe (13) blockieren, wenn beim Durchlaufen eines vorgegebenen Teiles (J) des vorgegebenen Drehwinkels (^) die Winkelgeschwindigkeit der Zahnscheibe(13)wesentlich über dem vorgegebenen Wert liegt.

2. Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 1, bei dem die Zahnscheibe zwischen zwei die Welle aufnehmenden Platinen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente einen

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Sicherungsstift (16) beinhalten, der in Führungsnuten (£0, 21) der Platinen (10, 11) geführt ist, in eine Mitnehmer-Ausnehmung (17) cLer Zahnscheibe (13) eingreift und durch eine äußere Kraft (F) in im wesentlichen radialer Richtung von der Zahnscheibe (13) weggezogen wird und daß die Führungsnut en (20, 21) aus einem im wesentlichen tangential bzw. in Umfangsrichtung zur Zahnscheibe (13) über den vorgegebenen Winkelteil [ο*>) verlaufenden und deren Mitnehmerausnehmung (17) überdeckenden ersten Seil und einem sich davon in im wesentlichen in radialer Richtung nach außen erstreckenden zweiten Teil besteht, wobei ein T-ähnlicher oder hakenähnlicher Verlauf der Führungsnuten (20, 21) entsteht, so daß bei einwandfreier Funktion der Sicherungsstift (16) von der äußeren Kraft (F) nach Passieren des ersten Teils der Führungsnuten (20,21) aus der Mitnehmer-Ausnehmung (17) in den zweiten Teil der Führungsnuten gezogen wird, wogegen im Störungsfall der Sicherungsstift (16) durch das schnelle Durchdrehen der Zahnscheibe (13) am Ende des ersten Teils der Führungsnuten angepreßt wird, die Mitnehmer-Ausnehmung (17) nicht freigibt und die Zahnscheibe (13) blockiert.

3. Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kraft (F) durch eine Feder (18) erzeugt wird,die zwischen dem Sicherungsstift (16) und einem fest . zwischen den Platinen (10, 11) sitzenden Zapfen gespannt ist.

4. Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsstift (16) als Anlagefläche an den beiden Platinen (10, 11) scheibenförmige Schultern (22, 23) aufweist.

5· Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil der Führungsnuten (20, 21) miteinander einen Winkel(c>)von ca. 70° bilden.

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5. Schaltuhrwerk nach. Patentanspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Seilwinkel (oC) des gesamten Drehwinkels (ß)ca. 30° beträgt.

7· Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Mitnehmer-Ausnehmung (17) nur geringfügig über dem Durchmesser des Sicherungsstiftes (16) liegt.

8. Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsstift (16) über die obere Platine (10) hinausragt.

9. Schaltuhrwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie der Kraft (F) der Peder (18) mit der Verbindungslinie zwischen Mittelpunkt der Zahnscheibe (13) und dem Sicherungsstift (16) einen Winkel [S) derart bildet, daß eine Kraftkomponente auf den Sicherungsstift (16) entgegen der Drehrichtung der Zahnscheibe (13) entsteht.