Vorrichtung zur Zeiteinstellung einer elektrischen Uhr
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zeiteinstellung einer elektrischen, als zeitbestimmendes Glied ein in Schwingung unterhaltenes Vibrationselement aufweisenden Uhr, deren Zeigerwerk durch eine die Schwingung des Vibrationselementes in eine Drehbewegung um setzende, mit dem Vibrationselement in Wirkverbindung stehende, aus einem Klinkenrad, einer Vorschubklinke und einer eine Rückwärtsbewegung des Klinkenrades verhindernden Sperrklinke gebildeten Übertragungsvorrichtung angetrieben ist, wobei die Übertragungsvorrichtung beim Zeiteinstellen ausser Wirkung gebracht und der Kraftschluss zwischen der Sekundenzeigerwelle und der Minuten- und Stundenzeigerwelle aufgehoben ist.
Seit längerer Zeit sind elektrische Uhren bekannt, bei welchen zum Antrieb einer Stimmgabel ein mit einer Transistorschaltung versehener, elektronischer Schwingkreis vorgesehen ist. Die Schwingungen der Stimmgabel werden hierbei über eine mib der einen Zinke der Stimmgabel verbundene, mit einem Edelstein bestückte Vorschubklinke auf ein übliches, zum Zeigerantrieb dienendes Zahnradgetriebe übertragen, wobei die Klinke ein Klinkenrad des Zahnradgetriebes antreibt. Mit Hilfe eines solchen mechanischen Bewegungsformers werden die Schwingungen der Stimmgabel in eine Drehbewegung des Rades umgewandelt. Mit dem Klinkenrad steht eine weitere, der Vorschubklinke konstruktiv ähnliche Sperrklinke in Verbindung, welche schwenkbar an der Grundplatte des uhrwerks festgelegt ist.
Die Vorschubklinke und die Sperrklinke sind beide etwas nach unten vorgespannt, so dass durch die Sperrklinke auf das Klinkenrad bei zurückgezogener Vorschubklinke ein der normalen Drehrichtung entgegengerichtetes Drehmoment ausgeübt wird. Die Anordnung der beiden Klinken gegen über dem Klinkenrad ist dabei so gewählt, dass die Sperrklinke um einige Zähne und ausserdem noch um einen wekeien halben Zahn vor der Vorschubklinke in die Verzahnung des Klinkenrades eingreift (US-Patentschrift Nr. 3 184 981).
Für elektrische Uhren dieser oder ähnlicher Art ist eine Vorrichtung zur Zeiteinstellung bekanntgeworden, mit welcher man durch Herausziehen der mit einer Krone versehenen Stellwelle sowohl die Vorschubklinke als auch die Sperrklinke ausser Wirkung bringen kann.
Zu diesem Zwecke ist ein mit der Stellwelle gekoppelter Hebel vorgesehen, der Hebebolzen trägt, die die beiden Klinken von dem Klinkenrad abheben. Ausserdem wird der Kraftschluss zwischen der Sekundenzeigerwelle und der Minuten- und Sekunden igerwelle aufgehoben (schweizerische Patentschrift Nr. 380 657).
Das gleichzeitige Abheben von Vorschub- und Bremsklinke ergibt zwar ein einwandfreies Unterbrechen der Arbeitsweise der Übertragungsvorrichtung ohne gleichzeitiges Stillsetzen der Stimmgabel. Zwischen der weiterhin schwingenden Vorschubklinke und dem anhebenden Hebebolzen oder -stift entsteht jedoch eine Reibungskraft, selbst wenn Hebebolzen und Klinke poliert sind. Diese Reibungskraft hemmt das freie Schwingen der Stimmgabel und setzt deren Amplitude herab, wodurch der Stromverbrauch beträchtlich ansteigt. Es ist zu berücksichtigen, dass die Reibung zwischen Hebebolzen und Antriebsklinke infolge der Federwirkung der als Biegefeder ausgebildeten Klinke nicht unbeträchtlich vergrössert wird. Nach dem Einstellen der Zeiger werden beide Klinken wieder in die Wirkstellung zurückgebracht.
Tnfolge der beschriebenen Herabsetzung der Amplitude dauert es einige Zeit, bis die Vibrationsamplitude den Sollwert wieder erreicht hat. Dadurch leidet beim Einstellorgan die Präzision, und es ist ein genaues Richten der Uhr in Frage gestelllt. Ausserdem ist das Anheben und das Wiederaufsetzen der mit Tonfrequenz hin und her schwingenden Klinke eine heikle Operation, so dass mit einer erhöhten Störanfälligkeit der Uhr zu rechnen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zeiteinstellung einer elek tischen Uhr zu schaffen, die geeignet ist, die Uhr anzuhalten, sie einzustellen und sie präzise wieder in Gang zu setzen, ohne hierbei die vorerwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtung in Kauf nehmen zu müssen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Steuermittel vorgesehen sind, die in vorbestimmter Reihenfolge zuerst die Sperrklinke von dem Klinkenrad abheben, ohne die Vorschubklinke au sser Eingriff mit dem Klinkenrad zu bringen, dann die Sekundenzeigerwelle stillsetzen und schliesslich eine Weiterdrehung des Minuten- und des damit gekoppelten Stundenzeigers gestatten, und dass nach erfolgter Zeiteinstellung der Betriebszustand der Uhr durch die genannten Steuermittel in umgekehrter Reihenfolge wieder herstellbar ist.
Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, dass es gar nicht notwendig ist, die Vorschubklinke für die Zeiteinstellung vom Klinkenrad abzuheben, da eine Drehung des Klinkenrades nur dann zustande kommt, wenn Vorschub- und Bremsklinke zusammenwirken. Es genügt also vollauf, lediglich die Bremsklinke anzuheben, da trotz der Schwingbewegung der Vorschubklinke das Klinkenrad infolge der fehlenden Wirkung der Bremsklinke nicht drehen kann. Während der Zeiteinstellung wird die Schwingbewegung des mechanischen Vibrationselementes nicht gedämpft, so dass beim Wiedereinschieben der Stellwelle die Uhr ihre normale Tätigkeit ohne Verzögerung wieder aufnimmt. Damit ist eine sehr genaue Zeiteinstellung gewährleistet.
Ausserdem sichert die programmierte Reihenfolge der Ausserbetriebsetzung und der Wiederinbetriebsetzung der genannten Steuermittel in Verbindung mit dem ausschliesslichen Anheben der Bremsklinke ein einfaches und betriebssicheres Stellen der Uhrzeiger ohne Gefahr der Beschädigung einzelner Teile.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in Perspektivansicht die wesentlichen Ble- standteile einer elektrischen Uhr mit einer Stimmgabel,
Fig. 2 den Bewegungsformer,
Fig. 3 in schematischer Darstellung die Vorrichtung zur Zeiteinstellung im Betriebszustand bei eingeschobener Stellwelle,
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung der Vorrichtung zur Zeiteinstellung bei herausgezogener Stellwelle,
Fig. 5 in vergrösserter Darstellung eine Aufsicht auf denjenigen Teil der Vorrichtung, durch welchen ein Abheben der Sperrklinke von dem Klinkenrad bewirkt wird,
Fig. 6 eine Darstellung nach der Linie 6-6 der Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der einzelnen Phasen bei der Zeiteinstellung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten, wichtigsten Teile eines Uhrwerks, wie es aus dem vorbeschriebenen Stand der Technik bekannt ist, sind eine Stimmgabelanordnung 10, ein übliches, ein Zahnradgetriebe 11 enthaltendes Uhrwerkgetriebe zum Antrieb der Uhrzeiger und ein mechanischer Umformer 13 mit einem Klinkenrad 19, der die Stimmgabel 10 mit dem Zahnradgetriebe 11 kuppelt und die Schwingbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung umformt. Die Stimmgabel 10 weist ein Paar elastisch biegsamer Zinken 1 4A und 14B auf, die über eine Basis 15 mitleinander verbunden sind. Die Basis 15 ist zwischen den beiden Zinken 14A und 14B mit einem parallel zu den Zinken verlaufenden Haltesteg 16 versehen, der mittels Schrauben an der Grundplatte festgeschraubt ist.
Die Grundplatte weist an der Stelle der Zinken 1 4A und 1 4B eine Ausnehmung auf, damit die Zinken frei schwingen können.
Die Stimmgabel 10 wird elektromagnietisch in Schwingungen versetzt. Zu diesem Zwecke sind am freien Ende der Zinken 14A und 14B befestigte Wand ler 17 und 18 vorgesehen. Wie die Zinken der Stimmgabel 10 nun in Schwingung versetzt werden, ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung, es wird hierzu auf das schwe;zerische Patent Nr. 353 311 hingewiesen.
Der Bewegungsformer besteht aus einem Klinkentrieb, dessen an der einen Zinke 14B festgelegte Vorschubklinke 21 in die Zähne 20 des Klinkenrades 19 eingreift. Das Klinkenrad 19 kann eine sehr grosse Anzahl von Zähnen aufweisen, beispielsweise 300 Zähne, obwohl sein Durchmesser nur etwa 2,3 mm beträgt; die Zahntiefe jedes Zahnes 20 dieses Klinkenrades 19 beträgt etwa 0,02 mm.
Das Klinkenrad 19 als Teil der Übertragungsvor richtung bewirkt somit eine Umwandlung der hin und her gehenden Schwingung der Stimmgabel 10 in eine Drehbewegung. Bewirkt wird dies in erster Linie durch die Vorschubklinke 21, deren eines Ende bei 22 an der Zinke 14B der Stimmgabel 10 befestigt ist. Diese Vorschubklinke 21 weist die Form einer dünnen Blattfeder auf und trägt an ihrem freien Ende 23 einen Edel- oder Halbedelstein, beispielsweise einen Rubin oder Saphir. Dieser Stein greift in die Zähne 20 des Klinkenrades 19 ein, so dass die schwingende Klinke 14B Drehimpulse auf das Klinkenrad überträgt. Die Welle des Klinkenrades 19 ist mit einem Zahnrad 24 versehen, das in das erste Zahnrad des Getriebes für die Drehbewegung 11 eingreift.
Für das Zusammenwirken mit der Vorschubklinke 21 ist eine Sperrklinke 25 vorgesehen, die in ihrem Aufbau gleich ist wie die Vorschubklinke. Die Sperrklinke 25 ist an einer Brücke 26 festgelegt, die gegen über der Grundplatte verschwenkbar ist. Die Stellung der Brücke 26 kann durch ein Nockenglied 27 verändert werden. Die Feststellung erfolgt über eine Schraube 28.
Die Brücke 26 ist um eine Schraube 29 verschwenkbar.
Sowohl Vorschubklinke als auch Sperrklinke sind nach unten vorgespannt, ihre mit Edelsteinen bestückten Spitzen verlaufen parallel zu den Zähnen 20 des Klinkenrades 19. Die Vorspannung ist derart gewählt, dass durch die Sperrklinke 25 auf das Klinkenrad 19 ein der normalen Drehrichtung entgegengerichtetes Drehmoment ausgeübt wird. Die Anordnung der beiden Klinken 21 und 25 gegenüber dem Klinkenrad 19 ist dabei so getroffen, dass die Sperrklinke 25 um einige Zähne und ausserdem noch um einen weiteren halben Zahn vor der Vorschubklinke 21 in die Verzahnung des Klinkenrades 19 eingreift. Auf Einzelheiten der Wirkungsweise der Vorschub- und Sperrklinke in Verbindung mit dem Klinkenrad soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, da dies bereits in früheren Patenten der Anmelderin näher beschrieben worden ist.
In den Fig. 3 und 4 ist nun die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Zeiteinstellung dargestellt. Fig. 3 zeigt den Betriebszustand der elektrischen Uhr, also den Zustand, in welchem sämtliche vorbeschriebenen wesentli chen Teile der elektrischen Uhr normal arbeiten. Die Vorschubklinke 21 steht somit mit den Zähnen des Klinkenrades 19 in Eingriff, so dass dieses gedreht wird.
In Eingriff mit dem Klinkenrad 19 steht aber auch die Sperrklinke 25, wodurch eine rückläufige Bewegung des Klinkenrades 19 verhindert wird. Die Bewegungsphasen von Vorschubklinke 21 und Sperrklinke 25 sind be- kannt (US-Patentschrift Nr. 3 184981).
Als bekannt anzusehen ist auch das Uhrwerksgetriebe zum Antrieb der Uhrzeiger, von denen der Sekundenzeiger mit SH, der Minutenzeiger mit MH und der Stunden zeiger mit HH bezeichnet sind. Von dem auf der Welle des Klinkenrades 19 festgelegten Zahnrad 24 wird die Bewegung auf das Zahnrad 30 übertragen, dessen ihm zugeordnetes Ritzel 31 mit dem Zahnrad 32 des Sekundenzeigers SH kämmt. Das dem Zahnrad 32 zugeordnete Ritzel 33 des Sekundenzeigers kämmt mit einem dritten Zahnrad 34, dessen Ritzel 35 das Zahnrad 36 antreibt. Das auf der Welle des Zahnrades 36 festgelegte Ritzel 37 kämmt mit dem Zahnrad 38 des Minutenzeigers, das seinerseits über ein nicht dargestelltes Ritzel mit einem ebenfalls nicht dargestellten Zahnrad des Stundenzeigers kämmt.
Das Ritzel 37 oder die Welle des Minutenzeigers wird in üblicher Weise durch Reibung gegenüber dem Zahnrad 38 festgehalten (Rutschkupplung). Durch Drehung des Klinkenrades 19 werden somit über das Zahnradgetriebe 11 der Sekunden-, der Minuten- und der Stundenzeiger angetrieben.
Die Vorrichtung zur Zeiteinstellung der so konstruktiv ausgestalteten Uhr ist mit einer axialverschiebbaren Stellwelle 39 ausgestattet, deren oberes Ende in bekannter Weise das Uhrengehäuse 40 durchdringt und mit einer Stellkrone 41 versehen ist. Eine Nocken aufweisende Steuerscheibe 42 ist bei 43 verschwenkbar gelagert; ihr Nocken 42A liegt unter Wirkung ein!er Feder 44 gegen das untere Ende der Steilwelle 39 an, wenn diese in der inaktiven Lage' ist. Wird nun die Stellwelle 39 herausgezogen, dann kommt ihr unteres Ende ausser Berührung mit dem Nocken 42A der Steuerscheibe 42, so dass die Steuerscheibe unter Wirkung der Feder 44 verschwenkt wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Durch das Verschwenken der Steuerscheibe 42 kommt der Nocken 45 mit einer Bremsscheibe 46 der Sekundenzeigerwelle in Berührung; die Sekundenzeigerwelle wird dadurch abgebremst bzw. arretiert. Des weiteren hebt der Hebebolzen 47 diel Sperrklinke 25 von dem Klinkenrad 19 ab.
Die Stellwelle 39 trägt ein axialverscbiebbares, gegen Drehen gesichertes Kupplungsrad 48, das durch einen Kupplungshebel 49 bei vollständig herausgezogener Stellwelle 39 mit einem Stellrad 50 in Eingriff gebracht wird. Dieses Stellrad 50 kämmt mit dem Minutenrad 38, so dass bei einer Drehung der Krone 41 der Minutenzeiger und der damit gekoppelte Stundenzeiger verstellt wird. Der Kupplungshebel 49 wird von einem Stellhebel 51 betätigt, der um eine Achse 52 verschwenkbar ist und dessen Nase 53 in einer Ringnut 54 der Stellwelle 39 geführt ist. Wenn demzufolge die Stellwelle 39 herausgezogen wird, gleitet eine Nase 55 des Stellhebels 51 auf der Nockenfläche des Kupplungshebels 49, wodurch dieser entgegen der Wirkung einer Feder 56 nach unten verschwenkt wird.
Das Kupplungsrad 48 kommt dadurch in Eingriff mit dem Stellrad 50. Ein nicht dargestellter Sperrhaken arretiert nun den Stellhebel 51 in einer Stellung, in welcher durch den Kupplungshebel 49 das Kupplungsrad 48 in Eingriff mit dem Stellrad 50 gehalten ist.
Wie nun aus Fig. 3 ersichtlich ist, hält die Stellwelle 39 die Steuerscheibe 42 über deren Nocken 42A in einer Schwenkstellung, in welcher die Bremsscheibe 46 nicht in Eingriff mit dem Bremsnocken 45 steht und der Hebestift 47 die Sperrklinke 25 nicht berührt.
Das Stellrad 50 ist ausser Eingriff mit dem Kupplungsrad 48. Das Uhrwerk ist somit in seinem normalen Betriebszustand.
Wird nun die Stellwelle 39 von ihrer in Fig. 3 dargestellten Stellung in eine in Fig. 4 dargestellte Stellung überführt, dann erfolgen folgende programmierte, durch den konstruktiven Aufbau der erfindungsgemä ssen Vorrichtung gegebene Phasen (vergleiche Fig. 7):
Phase I
Wird die Stellwelle 39 teilweise herausgezogen, dann kommt ihr unteres Ende ausser Berührung mit dem Nocken 42A der Steuerscheibe 42. Die Steuerscheibe 42 wird dann durch die Kraft der Feder 44 verschwenkt, der Bremsnocken 45 nähert sich der Bremsscheibe 46, und der Hebebolzen 47 hebt die Sperrklinke 25 vom Klinkenrad 19 ab. Durch dieses Abheben der Sperrklinke wird eine rückläufige Bewegung des Klinkenrades 19 nicht länger verhindert; die Vorschubklinke 21 steht aber immer noch in Eingriff mit dem Klinkenrad 19.
Es sollte nun angenommen werden, dass dadurch eine Vorwärtsdrehung des Klinkenrades 19 bewirkt wird.
Durch die Vorspannung der Vorschubklinke 29 nach unten wird aber auf das Klinkenrad 19 ein rückläufiges Drehmoment ausgeübt, so dass das Klinkenrad nur leicht vorwärts und rückwärts schwingt; es wird also nicht weitergedreht. Von dem Augenblick an, in welchem das Verschwenken der Steuerscheibe 42 und damit das Abheben der Sperrklinke 25 vom Klinkelnrad 19 bewirkt wird, kann der Bewegungsumformer keine Bewegung mehr von der Stimmgabel auf das Räderwerk übertragen und es werden diese nicht mehr weiter angetrieben.
Phase II
Nachdem die erste Phase ihre Beendigung durch Abheben der Sperrklinke 25 von dem Klinkenrad 19 gefunden hat, erfolgt ein Abbremsen bzw. Arretieren der Sekundenzeigerwelle, weil dann der Bremsnocken 45 der Steuerscheibe 42 gegen die Bremsscheibe 46 der Sekundenzeigerwelle an liegt. Der Sekundenzeiger behält also diese Lage unverändert, während in der nachfolgenden Phase III der Minuten- und der damit gekoppelte Stundenzeiger von Hand über die mit einer Krone 41 versehene Stellwelle 39 weitergedreht wird.
Phase III
Wird die Stellwelle 39 schliesslich ganz berausgezo- gen, dann kommt das Kupplungsrad 48 in Eingriff mit dem Stellrad 50. Das Drehen der Krone 41 verursacht nun ein Verdrehen des Minutenrades 38 und des damit gekoppelten Stundenrades. Es soll hier noch einmal festgehalten werden, dass dabei der Sekundenzeiger seine in der Phase II festgelegte Stellung nicht verändert und dass die Phasen I, II und III zeitlich aufeinanderfolgen.
Nachdem die gewünschte Zeiteinstellung in Minuten und Stunden vorgenommen wurde, wird die Stellwelle 39 aus ihrer in Fig. 4 dargestellten Lage wieder in ihre in Fig. 3 dargestellte Lage überführt, wobei die vorerwähnten drei Phasen in umgekehrter Reihenfolge stattfinden, also zuerst das Kupplungsrad 48 ausser Eingriff mit dem Stellrad 50 kommt, dann der Bremsnokken 45 von der Bremsscheibe 46 abgehoben wird, wo durch der Sekundenzeiger erneut freigegeben wird, und schliesslich die Sperrklinke 25 wieder in Eingriff mit dem Klinkenrad 19 gebracht wird.