CH697143A5 - Selbsttätige Stellvorrichtung, insbesondere für eine Uhr. - Google Patents

Description

  [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.
<tb>Die Abbildung 1<sep>stellt einen Querschnitt einer in ein Uhrengehäuse eingebauten Stellvorrichtung laut der vorliegenden Erfindung dar, wobei diese sich in ihrer Normalposition befindet.


  <tb>Die Abbildung 2<sep>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.


  <tb>Die Abbildung 3<sep>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.


  <tb>Die Abbildung 4<sep>ist eine Explosionsdarstellung der wichtigsten Teile einer zur Steuerung eines Drehrings benutzten Stellvorrichtung samt der zum Drehring gehörigen Teile.


  <tb>Die Abbildung 5<sep> ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels für eine in diesem Zusammenhang verwendbare Kupplung.

[0009] Die Erfindung wird nun im Folgenden unter Verweis auf die Abbildungen im Detail beschrieben werden.

[0010] 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 zylinderförmig 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] Eine derartige Gestaltung einer Stellvorrichtung erlaubt es, eine selbsttätige, axiale Positionsumschaltung der Stellvorrichtung in Abhängigkeit vom anliegenden Aussendruck zu gewährleisten.

[0016] Wie in den beiliegenden Abbildung dargestellt, kann das elastische Element insbesondere als eine Schraubenfeder 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.

[0017] 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 niedrigem 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.

[0018] Durch diese selbsttätige, axiale Verschiebung beziehungsweise Positionsumschaltung ist es möglich, eine selbstdichtende Stellvorrichtung zur Verfügung zu stellen.

[0019] 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 11a 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.

[0020] 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.

[0021] Auch diese Ausgestaltung könnte anderweitig gewählt währen, etwa indem die Dichtringe 17 an der Innenseite des äusseren Kronenkörpers 11 und die Abschrägung 11a 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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 Breguet'sche 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 Breguet'schen 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 Breguet'schen 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.

[0025] 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 Breguet'schen 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.

[0026] 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.

[0027] 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 31a 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 31a 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 (versehentlichem) Drehen des äusseren Kronenkörpers 11 nicht verstellt wird, zur Folge hat.

[0028] 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.

[0029] 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.

Claims (14)

1. Stellvorrichtung (1), insbesondere für eine Uhr, 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 vom 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 Schraubenfeder (16) ist.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element eine zwischen der Kronenbuchse (15) und dem äusseren Kronenkörper (11) angebrachte Schraubenfeder (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 ist und einen geringeren Aussendurchmesser als der Innendurchmesser des äusseren Kronenkörpers (11) aufweist, wobei zwischen den beiden Teilen ein ringförmiger Hohlraum (19) ist, der zur 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 (11a) 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) aus einem Stück gefertigt sind.

9. Vorrichtung gemäss einem der 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 Breguet'schen Seitenzahnung (14a) aufweist.

12. Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Steuerung eines Drehrings (31) einer Uhr dient.

13. Verwendung 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 1 bis 11 aufweist.