<Desc/Clms Page number 1>
Synchronisiereinrichtung für elektrische Uhren mit Gangreserve Es sind bereits elektrische Uhren, insbesondere Schaltuhren, mit einem für die Gangreserve vorgesehenen Federwerk bekannt, bei denen die Schwingungszahl des mechanischen Gangreglers (Unruh) mit einem Synchronmotor synchronisiert ist, der gleichzeitig den Aufzug der Zugfeder übernimmt.
Bei den bekannten Uhren erfolgt die Synchronisation beispielsweise in der Weise, dass der Gang- regier und die Hemmung drehbar gelagert sind und über eine Kurbel mit Kurbelstange von dem Synchronmotor hin und her bewegt wird. Die Schwingungszahl der Kurbelstange entspricht dabei einer harmonischen Normalschwingungszahl der Unruh. Bei Abweichungen der Schwingungszahl der Unruh wird diese auf die der Drehzahl des Synchronmotors, d. h. der Netzfrequenz, entsprechende Schwingungszahl zurückgeführt. Es wird ihr also eine der Netzfrequenz entsprechende Schwingungszahl aufgedrückt.
Bei einer andern bekannten elektrischen Uhr mit Gangreserve wird allein der Unruhkloben von dem Synchronmotor mittels Kurbel und Kurbelstange mit einer der Netzfrequenz entsprechenden Schwingungszahl hin und her bewegt und dadurch die Schwingung der Unruh mit der Netzfrequenz synchronisiert.
Diese bekannten Synchronisiereinrichtungen haben den Nachteil, dass sie nur innerhalb sehr kleiner Frequenzbereiche, zum Beispiel 49,9 bis 50,1 Hz, wirksam sind. Weicht die Schwingungszahl der Unruh über diesen Bereich hinaus von der Netzfrequenz ab, so kann sie durch die bekannten Einrichtungen nicht mehr auf den der Netzfrequenz entsprechenden Wert zurückgeführt werden.
Diese Nachteile können dadurch vermieden werden, dass zwischen beiden Gangreglern eine starre Kupplung vorgesehen wird. Eine solche starre Kupplung hat den Vorteil, dass die Ganggeschwindigkeit der Uhr in jedem Fall der Drehzahl des Synchron- motors entsprechen muss. Die starre Kupplung zwischen der Netzfrequenz und der Schwingungszahl der Unruh wird zum Beispiel dadurch erzeugt, dass der mit Netzfrequenz betriebene Synchronmotor über ein entsprechend gestaltetes mechanisches Getriebe auf ein Zahnrad des Uhrlaufwerkes, zum Beispiel das Sekundenrad, einwirkt, dessen Umdrehungszahl auch von der Unruh des mechanischen Triebwerkes bestimmt wird.
Bei dieser Kupplung ist es möglich, dass die elektrische Synchronisation mit Hilfe des Synchronmotors nur dann wirksam wird, wenn die von der Unruh bestimmte Drehzahl des Zahnrades von der der Netzfrequenz entsprechenden Drehzahl abweicht. Entspricht die Schwingungszahl der Unruh genau der Netzfrequenz, so erfolgt nämlich keinerlei Kraftübertragung von dem Synchronmotor auf das Triebwerk der Uhr, denn die Drehzahl des von der Unruh angetriebenen Zahnrades stimmt mit der des in dieses Zahnrad eingreifenden Rades, das von dem Synchronmotor angetrieben wird, genau überein. Weicht dagegen die Schwingungszahl der Unruh von der Netzfrequenz ab,
so treibt der Synchronmotor über sein Getriebe das mit der Unruh in Wirkverbindung stehende Zahnrad schneller oder langsamer je nach der Art der Abweichung - an, und die Unruh wird dadurch entsprechend beschleunigt oder abgebremst, d. h. auf die der Netzfrequenz entsprechende Schwingungszahl zwangläufig zurückgeführt.
Bei einem Ausfall der Netzspannung würde jedoch der Synchronmotor von dem Federwerk der Uhr zwangläufig weiter mitgenommen werden, was zu einer unerwünschten Belastung des Federwerkes führen würde. Es ist deshalb bereits bekannt, eine Einrichtung vorzusehen, bei der die Kupplung zwischen Synchronmotor und dem Uhrwerk bei Stillstand des Motors gelöst wird. Zu diesem Zweck ist es bei Pendeluhren bekannt, den Antrieb über einen lose
<Desc/Clms Page number 2>
mit dem Pendel des Uhrwerkes verbundenen Führungsbügel durchzuführen, der bei Stillstand von dem entsprechenden Führungsstift auf dem Pendel abgleitet. Das hat den Nachteil, dass bei Wiederkehr der Spannung die Verbindung zwischen Motor und Getriebe nicht von selbst wieder wirksam wird, sondern von Hand wiederhergestellt werden muss.
Es ist weiterhin für denselben Zweck bekannt, zwischen Synchronmotor und Uhrwerk eine sich selbst lösende Kupplung in Form einer einseitig eingespannten Feder anzubringen, die auf am Steigrad vorgesehene Anschläge treibend oder hemmend einwirkt und bei Stillstand des Motors infolge ihrer Federwirkung von diesen Anschlägen abgleiten kann. Ein solches Abgleiten hat aber jedesmal eine stossartige Einwirkung auf den Gangregler zur Folge, so dass der Gang der Uhr bei Ausfall des Motors und Antrieb allein durch das Uhrwerk in unerwünschter Weise beeinträchtigt wird.
Durch die Erfindung wird demgegenüber eine Synchronisiereinrichtung für elektrische Uhren mit Gangreserve, die einen mechanischen und einen starr mit diesem kuppelbaren elektrischen Gangregler aufweist, geschaffen, die die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist. Die Erfindung besteht darin, dass zwischen den beiden Gangreglern eine von der Spannung für den elektrischen Gangregler abhängige lösbare Kupplung vorgesehen ist. Es kann beispielsweise der Synchronmotor mit dem Gangregler über einen Elektromagneten, der von der Netzspannung erregt wird, gekuppelt werden. Diese Anordnung lässt sich besonders einfach so ausführen, dass die Wicklung des Elektromagneten von der Erregerwicklung des elektrischen Gangreglers (Synchronmotor) gebildet wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer Synchronisierein- richtung für eine elektrische Uhr gemäss der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Die Uhr wird von dem Synchronmotor 1 angetrieben, der über die Triebe und Zahnräder 2, 3, 4, 5 den Hebel 6 mit der Klinke 7, das Klinkenrad 8 sowie das Trieb 9 und das Zahnrad 10, das Federwerk 11, das die Gangreserve der Uhr bildet, aufzieht. Auf den Hebel 6 wirkt ausserdem die Feder 12, deren eines Ende über den Bügel 13 und die Schraube 14 an dem Gehäuse der Uhr befestigt ist. Solange das Federwerk 11 noch nicht voll aufgezogen ist, wird der Hebel 6 von den an dem Zahnrad 5 befestigten Stiften 15 jeweils in Richtung des Uhrzeigersinnes geschwenkt und bei Weiterdrehung des Zahnrades 5 von der Feder 12 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinnes wieder zurückgezogen.
Dadurch wird über die Klinke 7 das Klinkenrad 8 weitergedreht und das Federwerk 11 so lange gespannt, bis die von ihm ausgehende Kraft der Kraft der Feder 12 die Waage hält und der Hebel 6 in der gezeichneten Stellung stehenbleibt.
Das Federwerk 11 treibt von seinem äussern Umfang her über ein durch den Pfeil 16 symbolisiertes, nicht dargestelltes Zahnradgetriebe das Sekundenrad 17 an, dessen Laufgeschwindigkeit normalerweise über das Trieb 18 der mechanische Gangregler (Unruh) mit der Hemmung, welche Teile mit 19 bezeichnet sind, bestimmt. Gemäss der Erfindung ist der mechanische Gangregler mit dem elektrischen Gangregler (Synchronmotor) 1 starr gekuppelt, und zwar über ein Zahnradgetriebe, das aus dem Schneckenrad 20, der Schnecke 21, der Welle 22, dem Schnek- kenrad 23 mit Schnecke 24 und dem Trieb 25 besteht. Diese Kupplung ist durch Schwenken des zweiarmigen Hebels 26, der in seiner Bewegung von dem Hebel 27 gesteuert wird, lösbar.
Die Kupplung ist als elektromagnetische Kupplung ausgeführt und wird von einem Teil des von der Erregerwicklung 28 des Synchronmotors 1 erzeugten magnetischen Flusses, der über den magnetischen Nebenschluss 29, 30 geleitet wird, beeinflusst. Durch Erregung der Wicklung 28 wird der Hebel 27 entgegen der Kraft der Feder 31 gegen den Anschlag 32 gezogen. Dadurch wird über das Getriebe 33, 34 der Hebel 35 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinnes verschwenkt und drückt den Hebel 26 derart in Richtung des Uhrzeigersinnes, dass die Schnecke 21 in das Schneckenrad 20 eingreift. Die Zeichnung zeigt die Anordnung in eingekuppelter Stellung.
Der elektrische Gangregler (Synchronmotor) 1 wirkt nur dann auf den mechanischen Gangregler ein, wenn er mit diesem nicht synchron läuft. Wird durch den mechanischen Gangregler das Sekundenrad 17 und damit das Schneckenrad 20 auf einer Drehzahl gehalten, die genau dem reziproken übersetzungsver- hältnis zur Schnecke 21 entspricht, die von dem Synchronmotor 1 angetrieben wird, so tritt keine Kraftübertragung von der Schnecke 21 auf das Schneckenrad 20 ein. Eine Kraftübertragung erfolgt erst dann, wenn die von dem Synchronmotor 1 vorgegebene Drehzahl der Welle 22 mit der Schnecke 21 nicht mit der entsprechenden, durch den mechanischen Gangregler bestimmten Drehzahl des Schnek- kenrades 20 übereinstimmt.
Es wird dann - je nach der Art der Abweichung - die Umlaufgeschwindigkeit des Sekundenrades vergrössert oder verringert.
Fällt die Netzspannung aus, so wird die Wicklung 28 des Synchronmotors 1 nicht mehr erregt, und die Feder 31 zieht den Hebel 27 gegen den Anschlag 36. Dadurch werden das Trieb 34 und der Hebel 35 in Richtung des Uhrzeigersinnes gedreht. Der Hebel 26 und die Welle 22 können sich dann unter der Wirkung der Schwerkraft entgegen der Richtung des Uhrzeigersinnes verschwenken, so dass die Schnecke 21 ausser Eingriff mit dem Schneckenrad 20 kommt.
Der Ablauf des Federwerkes kann durch Einkupplung der Welle 22 von Hand über eine Arretier- vorrichtung verhindert werden, die aus dem Nocken 37, der Welle 38 und dem Arretierhebel 39 besteht. Eine Arretierung ist beispielsweise erwünscht, wenn die Uhr im aufgezogenen Zustand transportiert wird
<Desc/Clms Page number 3>
und während des Transportes das Ablaufen des Federwerkes 12 verhindert werden soll. Die Arretierwirkung wird durch die Selbsthemmung des Schnek- kengetriebes 20, 21 erzielt. Es kann also das Schnek- kenrad 20 nur von der Schnecke 21 her angetrieben werden, ein Drehen der Schnecke 21 von dem Schneckenrad 20 her ist nicht möglich.
An Stelle des zur Erregung der elektromagnetischen Kupplung verwendeten Teils des Erregerflusses des Synchronmotors 1, der über den magnetischen Nebenschluss 29, 30 geleitet wird, kann auch ein Relais verwendet werden, dessen Erregerwicklung der Wicklung 28 des Synchronmotors 1 vorzugsweise parallel geschaltet ist und dessen Anker direkt auf den der Welle 22 abgewandten Teil des Hebels 26 an Stelle des Hebels 35 einwirkt.
<Desc / Clms Page number 1>
Synchronizing device for electrical clocks with power reserve There are already known electrical clocks, in particular time switches, with a spring mechanism provided for the power reserve, in which the number of oscillations of the mechanical gear regulator (balance) is synchronized with a synchronous motor that simultaneously takes over the winding of the mainspring.
In the known clocks, the synchronization takes place, for example, in such a way that the gear regulator and the escapement are rotatably mounted and are moved back and forth by the synchronous motor via a crank with a connecting rod. The oscillation number of the connecting rod corresponds to a harmonic normal oscillation number of the balance. In the event of deviations in the number of oscillations of the balance wheel, it is reduced to that of the speed of the synchronous motor, i.e. H. the network frequency, the corresponding number of vibrations. An oscillation number corresponding to the network frequency is imposed on it.
In another known electric watch with a power reserve, only the balance cock is moved back and forth by the synchronous motor by means of a crank and connecting rod with an oscillation number corresponding to the mains frequency, thereby synchronizing the oscillation of the balance with the mains frequency.
These known synchronizing devices have the disadvantage that they are only effective within very small frequency ranges, for example 49.9 to 50.1 Hz. If the number of oscillations of the balance wheel deviates from the mains frequency beyond this range, it can no longer be traced back to the value corresponding to the mains frequency by the known devices.
These disadvantages can be avoided by providing a rigid coupling between the two speed regulators. Such a rigid coupling has the advantage that the speed of the watch must always correspond to the speed of the synchronous motor. The rigid coupling between the mains frequency and the number of oscillations of the balance wheel is generated, for example, by the fact that the synchronous motor operated at mains frequency acts on a gear wheel of the clock mechanism, for example the seconds wheel, via a correspondingly designed mechanical gear, the speed of which is also determined by the balance wheel of the mechanical Engine is determined.
With this coupling it is possible that the electrical synchronization with the help of the synchronous motor is only effective if the speed of the gear determined by the balance deviates from the speed corresponding to the mains frequency. If the number of oscillations of the balance wheel corresponds exactly to the mains frequency, there is no power transmission from the synchronous motor to the clock's drive, because the speed of the gear driven by the balance is exactly the same as that of the gear that engages in this gear and is driven by the synchronous motor match. If, on the other hand, the number of oscillations of the balance deviates from the mains frequency,
the synchronous motor drives the gear in operative connection with the balance faster or slower depending on the type of deviation - and the balance is accelerated or braked accordingly, i.e. H. inevitably traced back to the number of vibrations corresponding to the network frequency.
In the event of a mains voltage failure, however, the synchronous motor would inevitably continue to be carried along by the clock's spring mechanism, which would lead to an undesirable load on the spring mechanism. It is therefore already known to provide a device in which the coupling between the synchronous motor and the clockwork is released when the motor is at a standstill. For this purpose it is known in pendulum clocks to have a loose drive
<Desc / Clms Page number 2>
to carry out the guide bracket connected to the pendulum of the clockwork, which slides off the corresponding guide pin on the pendulum when it comes to a standstill. This has the disadvantage that when the voltage returns, the connection between the motor and the gearbox does not take effect again by itself, but has to be restored manually.
It is also known for the same purpose to attach a self-releasing clutch in the form of a spring clamped on one side between the synchronous motor and the clockwork, which has a driving or inhibiting effect on stops provided on the steering wheel and which can slide off these stops when the motor is stopped due to its spring action. However, such slipping always results in a jolting effect on the rate regulator, so that the rate of the watch is undesirably impaired in the event of failure of the motor and drive solely by the movement.
By contrast, the invention provides a synchronizing device for electric watches with a power reserve, which has a mechanical and an electric speed regulator that can be rigidly coupled to it, which does not have the disadvantages described above. The invention consists in that a releasable coupling which is dependent on the voltage for the electric gear regulator is provided between the two gear regulators. For example, the synchronous motor can be coupled to the gear regulator via an electromagnet that is excited by the mains voltage. This arrangement can be carried out in a particularly simple manner in such a way that the winding of the electromagnet is formed by the excitation winding of the electrical gear regulator (synchronous motor).
An embodiment of a synchronizing device for an electrical clock according to the invention is described below with reference to the drawing.
The clock is driven by the synchronous motor 1, which via the drives and gears 2, 3, 4, 5, the lever 6 with the pawl 7, the ratchet wheel 8 and the drive 9 and the gearwheel 10, the spring mechanism 11, the power reserve of the Clock forms, winds. The spring 12 also acts on the lever 6, one end of which is fastened to the case of the watch via the bracket 13 and the screw 14. As long as the spring mechanism 11 is not fully wound up, the lever 6 is pivoted clockwise by the pins 15 attached to the gearwheel 5 and withdrawn again by the spring 12 counterclockwise as the gearwheel 5 continues to rotate.
As a result, the ratchet wheel 8 is rotated further via the pawl 7 and the spring mechanism 11 is tensioned until the force of the force of the spring 12 emanating from it holds the balance and the lever 6 remains in the position shown.
The spring mechanism 11 drives the second wheel 17 from its outer circumference via a gear drive (not shown), symbolized by the arrow 16, the running speed of which is normally determined by the mechanical gear regulator (balance) with the escapement, which parts are designated 19, via the drive 18 . According to the invention, the mechanical gear regulator is rigidly coupled to the electrical gear regulator (synchronous motor) 1, namely via a gear transmission, which consists of the worm wheel 20, the worm 21, the shaft 22, the worm wheel 23 with worm 24 and the drive 25 consists. This coupling can be released by pivoting the two-armed lever 26, the movement of which is controlled by the lever 27.
The clutch is designed as an electromagnetic clutch and is influenced by part of the magnetic flux generated by the excitation winding 28 of the synchronous motor 1, which is conducted via the magnetic shunt 29, 30. By energizing the winding 28, the lever 27 is pulled against the force of the spring 31 against the stop 32. As a result, the lever 35 is pivoted counter-clockwise via the gear 33, 34 and presses the lever 26 in the clockwise direction in such a way that the worm 21 engages the worm wheel 20. The drawing shows the arrangement in the coupled position.
The electric gear regulator (synchronous motor) 1 only acts on the mechanical gear regulator if it is not running synchronously with it. If the second wheel 17 and thus the worm wheel 20 are kept at a speed by the mechanical gear regulator which corresponds exactly to the reciprocal transmission ratio to the worm 21, which is driven by the synchronous motor 1, no power is transmitted from the worm 21 to the worm wheel 20 one. Power is only transmitted when the speed of the shaft 22 with the worm 21 specified by the synchronous motor 1 does not match the corresponding speed of the worm wheel 20 determined by the mechanical gear regulator.
Then - depending on the type of deviation - the speed of rotation of the second wheel is increased or decreased.
If the mains voltage fails, the winding 28 of the synchronous motor 1 is no longer excited, and the spring 31 pulls the lever 27 against the stop 36. As a result, the drive 34 and the lever 35 are rotated in the clockwise direction. The lever 26 and the shaft 22 can then pivot counterclockwise under the action of gravity, so that the worm 21 disengages from the worm wheel 20.
The movement of the spring mechanism can be prevented by coupling the shaft 22 by hand via a locking device which consists of the cam 37, the shaft 38 and the locking lever 39. A lock is desirable, for example, when the watch is transported in the wound state
<Desc / Clms Page number 3>
and the movement of the spring mechanism 12 is to be prevented during transport. The locking effect is achieved by the self-locking of the worm gear 20, 21. The worm wheel 20 can therefore only be driven by the worm 21; it is not possible to rotate the worm 21 from the worm wheel 20.
Instead of the part of the excitation flux of the synchronous motor 1 used to excite the electromagnetic clutch, which is passed via the magnetic shunt 29, 30, a relay can also be used, the excitation winding of which is preferably connected in parallel to the winding 28 of the synchronous motor 1 and its armature directly acts on the part of the lever 26 facing away from the shaft 22 instead of the lever 35.