Elektromagnetische Nebenuhr
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Nebenuhr mit einem Stator, der durch von der Hauptuhr kommende, abwechselnd positive und negative Stromimpulse in vorbestimmten Zeitintervallen ummagnetisiert wird, und einem Rotor, der durch jede Ummagnetisierung des Stators um 1800 gedreht wird und über ein Zahnradgetriebe den oder die Uhrzeiger antreibt.
Meistens wird durch das Zahnradgetriebe zunächst eine Welle gedreht, auf welcher ein Minutenzeiger sitzt, wobei von der Drehung dieser Welle dann weiter die Drehung einer Stundenzeigerwelle abgeleitet wird. Da der Rotor nach der Ummagnetisierung des Stators nicht gleich in seiner neuen Lage still steht, sondern um dieselbe pendelt, wobei die ersten Pendelungen z. B.
etwa 300 betragen können, ergibt es sich bei den bisher üblicherweise verwendeten Zahnradgetrieben, dass auch der Minutenzeiger Pendelungen ausführt, oder, anschaulich ausgedrückt zitiert . Um das Zittern des Zeigers zu vermeiden, sind schon Bremsen vorgesehen worden, die nach jedem Schaltschritt den Minutenzeiger rasch zum Stillstand bringen. Diese Bremsen sind aber relativ kompliziert, müssen sehr genau eingestellt werden und sind einer relativ raschen Abnützung unterworfen. Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Zittern eines Zeigers unter Vermeidung dieser Nachteile zu vermeiden.
Die Nebenuhr nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass an der Rotorwelle zwei in Umfangsrichtung um 1800 gegeneinander versetzte Zähne vorgesehen sind, die mit zwei auf der gleichen Welle festsitzenden Zahnrädern gleicher Zähnezahl zusammenarbeiten, die um eine halbe Zahnteilung gegeneinander versetzt sind und Zahnlücken von halbkreisförmigem Profil haben, während der Querschnitt der Rotorwellenzähne die Form von Kreissegmenten mit einem Zentriwinkel von nicht ganz 1800 haben und nahezu spielfrei in die genannten Zahnlücken passen, so dass die Rotorwellenzähne bei Ankunft der Impulse abwechselnd die Zahnräder weiterschalten und in der Zwischenzeit dieselben gegen jegliche Drehbewegung verriegeln.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine Hinteransicht des Uhrwerkes einer elektromagnetischen Nebenuhr, bei Wegnahme eines Dekkels,
Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie 11-11 von Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht eines im Uhrwerk enthaltenen Zahnradgetriebes in grösserem Massstab und
Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV von Fig. 3.
Das gezeigte Uhrwerk weist eine Grundplatte 20 und eine zu derselben parallele Platine 5 auf, in welchen eine Rotorwelle 1 und eine Minutenzeigerwelle 7 gelagert sind. Auf der Welle 1, die aus nichtferromagnetischem Material, z. B. aus nichtrostendem Stahl, besteht, sitzt ein scheibenförmiger, permanenter Magnet 2, dessen Pole in Fig. 3 mit N und S bezeichnet sind.
Der Rotor 2 befindet sich zwischen zwei Polschuhen 21' und 21" zweier Statoreisen 10' und 10", die durch ein vierkantiges Jocheisen 22 miteinander verbunden sind, auf dem eine elektrische Spule 4 sitzt. Das Joch 22 ist mit zwei Schrauben 23 an den Statoreisen 10' und 10" befestigt, die ihrerseits mittels Schrauben 24 und Distanzhaltern mit der Grundplatte 20 und der Platine 5 verbunden sind. Das Statoreisen 10" ist etwas länger als das Statoreisen 10', so dass die Luftspalte zwischen den Polschuhen 21' bzw. 21" und dem Rotor 2 sich nach unten bzw. nach oben hin erweitern. Dies hat zur Folge, dass, wenn infolge eines in der Spule 4 fliessenden Stromes der Polschuh 21' ein Südpol S' und der Polschuh 21" ein Nordpol N' ist, die magne tische Axe N-S des Rotors 2 sich so einstellt, wie dies in Fig. I durch einen Pfeil dargestellt ist.
Fliesst dann der Strom in der Spule 4 in entgegengesetzter Richtung, so werden auch die Polschuhe 21' und 21" ihre Polaritiit ändern und der Rotor 2 wird sich in Richtung des Pfeiles 25 um 180 drehen. Die Spule 4 erhält jcd. Minute einen Stromimpuls von einer Hauptuhr, und zwar abwechselnd positive und negative Stromimpulse. Der Rotor 2 führt somit nach jeder Minute eine halbe Drehung aus.
Zur Übertragung der Drehung der Rotorwelle 1 auf die Minutenzeigerwelle 7 ist ein Getriebe 26 vorgesehen, das nun anhand von Fig. 3 und 4 näher beschrieben werden soll. Die Achse 1 weist zwei nebeneinanderliegende Einschnittc 27' und 27" auf, die in Umfangsrichtung um 180 gegeneinander versetzt sind, so dass die an den betreffenden Stellen übrig g.bliebenen Wellenteile 28' und 28" einen segmentförmigen Querschnitt haben, der sich über einen Zentriwinkel von etwas weniger als 1801 erstreckt, und die als Zähne nahezu spielfrei in halbkreisförmige Zahnlücken 29' und 29" zweier nebeneinanderliegender Zahnräder 3' und 3" eingreifen können. Die Zahnräder 3' und 3" sind auf eine gemeinsame Nabe 13 gepresst, die auf der Minutenzeigerwelle 7 fest sitzt. Die Zahnräder 3' und 3" werden vorzugsweise aus Kunststoff, z. B.
Nylon, hergestellt und können gegebenenfalls auch aus einem einzigen, im Spritzgussverfahren hergestellten Stück bestehen. Die Zahnräder 3' und 3" weisen je 30 Zähne 30' und 30" auf und sind um 6' gegeneinander versetzt, so dass sie zusammen 60 Zähne aufweisen. Bei jedem von der Hauptuhr kommenden elektrischen lm- puls wird die Rotorwelle 1, wie oben erläutert, um
180' gedreht und es ist ersichtlich, dass dabei abwechselnd jeweils einer der Zähne 28' und 28" auf einen der Zähne 30' bzw. 30" trifft und dann in die folgende Zahnlücke 29' bzw. 29" eintritt, während der andere Zahn 28' oder 28" aus der vorangehenden Zahnlücke 29" bzw. 29' austritt, in welcher er sich befindet.
Um hierbei ein Klemmen der Zähne 28' und 28" an den Zähnen 30' und 30" zu vermeiden, sind letztere an ihrem Fuss mit einer kleinen Aussparung 31' bzw. 31" versehen.
Wcnn die Rotorwelle I infolge der Ummagnetisierung der Polschuhe 21' und 21" eine halbe Drehung ausführt, so kommt sie bekanntlich nicht sofort zum Stillstand, sondern sie pendelt mit abnehmender Amplitude um ihre neue Gleichgewichtslage hin und her.
Diescs Hin- und Hcrpendeln des Rotors 2 wirkt sich nun aber auf die Lage des Zahnradpaares 3', 3" nicht aus, weil die an ihrem Umfang kreisbogenförmig be grenzten Zähne 28' bzw. 28" sich in dem halbkreisförmigen Zahnlücken 29' bzw. 29" frci drehen können und ein wirksamer Eingriff des nächsten Zahnes erst bei einem Winkel von etwa 90 erfolgt, der auch bei dem ersten Pendelausschlag niemals erreicht wird. Dabei verriegelt der Zahn 28' bzw. 28" das Zahnrad 3()' bzw. 30" jeweils so lange gegen jegliche Drehbewegung, bis d.r andere Zahn 28" bzw. 28' zur Wirkung kommt.
Die mit Pendelbewegungen behaftete schrittweise Drehung der Rotorwelle 1 wird somit unter vollständiger Eliminierung dieser Pendelbewegungen auf die Minutenwelle 7 übertragen, so dass auch das entsprechende Zittern des nicht dargestellten Minutenzeigers vermieden ist.
Obwohl dies für das Verständnis der Erfindung nicht von Belang ist, sei noch erwähnt, dass auf der
Minutenzeigerwelle 7 ein Ritzel 32 sitzt, das in ein Zahnrad 33 eingreift, welches mit einem Ritzel 9 fest verbunden ist, das in ein Zahnrad 8 in Eingriff steht.
Das Zahnrad 8 ist mit einer üblichen, hohlen Stunden-zeigerwelle 34 fest verbunden. Mit 14 ist ein in ganz schematischer Weise angedeuteter Klemmenblock bezeichnet, der für den Anschluss dx von der Hauptuhr kommenden und zur Spule 4 führenden, nicht dargestellten, elektrischen Leitungen dient. Eine Öffnung 12, die in einem vorspringenden Lappen 35 der Grundplatte 20 befestigt ist, dient zur Befestigung dcs Uhrwerkes. Einc auf dem hinteren Ende der Rotorwelle 1 aufgeschraubte Stellmuttcr 11 dient, nach Wegnahme eines Deckels 6, zu iii Einstellen des Minutenzeigers.
Das Getriebe 26 kann auch bei einer Nebenuhr angewendet werden, die in Abständen von einer Sekunde Stroniimpulse abwechselnder Polarität von der Hauptuhr crhält. In diesem Falle wird ein Pendeln der Sekundenzeigerwelle bzw. des Sekund.nzeigers, vermieden.
Selbstverständlich kann die Nebenuhr auch nur einen einzigen, über einem 24-Stunden-Zifferblatt angebrachten Zeiger aufweisen, der mittels d.s Getriebes 26, z. B. jede halbe Stunde um einen Schritt weitergeschaltet wird.
Electromagnetic slave clock
The invention relates to an electromagnetic slave clock with a stator, which is remagnetized by alternating positive and negative current pulses coming from the master clock at predetermined time intervals, and a rotor, which is rotated by 1800 each time the stator is remagnetized, and the clock hand or hands via a gear mechanism drives.
In most cases, a shaft on which a minute hand sits is first rotated by the gear mechanism, the rotation of the hour hand shaft then being derived from the rotation of this shaft. Since the rotor does not immediately stand still in its new position after the remagnetization of the stator, but oscillates around the same, the first oscillations z. B.
can amount to about 300, the result of the gear drives commonly used up to now is that the minute hand also oscillates, or, to put it clearly, it is quoted. In order to prevent the hand from trembling, brakes have already been provided which quickly bring the minute hand to a standstill after each switching step. However, these brakes are relatively complicated, have to be set very precisely and are subject to relatively rapid wear. The present invention aims to avoid the trembling of a pointer while avoiding these disadvantages.
The slave clock according to the invention is characterized in that two teeth are provided on the rotor shaft, offset from one another by 1800 in the circumferential direction, which work together with two gears with the same number of teeth fixed on the same shaft, which are offset from one another by half a tooth pitch and semicircular tooth spaces Profile, while the cross-section of the rotor shaft teeth have the shape of circular segments with a central angle of not quite 1800 and fit into the mentioned tooth gaps with almost no play, so that the rotor shaft teeth switch the gears alternately when the impulses arrive and in the meantime lock them against any rotational movement .
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. It is:
Fig. 1 is a rear view of the clockwork of an electromagnetic slave clock, with removal of a cover,
FIG. 2 shows a section along the line 11-11 of FIG. 1,
Fig. 3 is a view of a gear mechanism contained in the clockwork on a larger scale and
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3.
The clockwork shown has a base plate 20 and a plate 5 parallel to the same, in which a rotor shaft 1 and a minute hand shaft 7 are mounted. On the shaft 1, which is made of non-ferromagnetic material, e.g. B. made of stainless steel, there is a disk-shaped, permanent magnet 2, the poles of which are denoted by N and S in FIG.
The rotor 2 is located between two pole shoes 21 'and 21 "of two stator irons 10' and 10" which are connected to one another by a square yoke iron 22 on which an electrical coil 4 is seated. The yoke 22 is attached to the stator iron 10 'and 10 "with two screws 23, which in turn are connected to the base plate 20 and the circuit board 5 by means of screws 24 and spacers. The stator iron 10" is slightly longer than the stator iron 10', see above that the air gaps between the pole pieces 21 'or 21 "and the rotor 2 widen downwards or upwards. This has the consequence that if, as a result of a current flowing in the coil 4, the pole piece 21' has a south pole S ' and the pole piece 21 "is a north pole N ', the magnetic axis NS of the rotor 2 is set as shown in Fig. I by an arrow.
If the current then flows in the opposite direction in the coil 4, the pole shoes 21 'and 21 "will also change their polarity and the rotor 2 will turn 180 in the direction of the arrow 25. The coil 4 receives a current pulse of every minute a master clock, namely alternating positive and negative current impulses, the rotor 2 thus executes half a rotation after every minute.
To transmit the rotation of the rotor shaft 1 to the minute hand shaft 7, a gear 26 is provided, which will now be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. The axis 1 has two adjacent incisions 27 'and 27 "which are offset by 180 in the circumferential direction so that the shaft parts 28' and 28" remaining at the relevant points have a segment-shaped cross-section that extends over a central angle extends from a little less than 1801, and which as teeth can engage in semicircular tooth gaps 29 'and 29 "of two adjacent gearwheels 3' and 3" with almost no play. The gears 3 'and 3 "are pressed onto a common hub 13 which is firmly seated on the minute hand shaft 7. The gears 3' and 3" are preferably made of plastic, e.g. B.
Nylon, and may optionally consist of a single, injection-molded piece. The gears 3 'and 3 "each have 30 teeth 30' and 30" and are offset from one another by 6 'so that together they have 60 teeth. With each electrical pulse coming from the master clock, the rotor shaft 1, as explained above, turns
180 'and it can be seen that one of the teeth 28' and 28 "alternately meets one of the teeth 30 'or 30" and then enters the following tooth gap 29' or 29 ", while the other tooth 28 'or 28 "emerges from the preceding tooth gap 29" or 29' in which it is located.
In order to prevent the teeth 28 'and 28 "from jamming on the teeth 30' and 30", the latter are provided with a small recess 31 'and 31 "at their foot.
If the rotor shaft I executes half a rotation as a result of the reversal of magnetization of the pole shoes 21 'and 21 ", it is known that it does not come to a standstill immediately, but it oscillates back and forth with decreasing amplitude about its new equilibrium position.
This back and forth oscillation of the rotor 2 now has no effect on the position of the gear pair 3 ', 3 "because the teeth 28' and 28", which are bordered on their circumference, are in the semicircular tooth gaps 29 'and 29, respectively "can rotate frci and the next tooth only engages effectively at an angle of about 90, which is never reached even with the first swing of the pendulum. Tooth 28 'or 28" locks gear 3 ()' or 30 " in each case against any rotational movement until the other tooth 28 "or 28 'comes into effect.
The step-by-step rotation of the rotor shaft 1, which is afflicted with pendulum movements, is thus transmitted to the minute shaft 7 with complete elimination of these pendulum movements, so that the corresponding trembling of the minute hand, not shown, is also avoided.
Although this is not important for understanding the invention, it should be noted that on the
Minute hand shaft 7 a pinion 32 is seated, which engages in a gear 33 which is fixedly connected to a pinion 9 which is in engagement with a gear 8.
The gear wheel 8 is firmly connected to a conventional, hollow hour hand shaft 34. A terminal block, indicated in a very schematic manner, is denoted by 14 and is used for the connection dx coming from the master clock and leading to the coil 4, electrical lines (not shown). An opening 12, which is fastened in a projecting tab 35 of the base plate 20, is used to fasten the clockwork. An adjusting nut 11 screwed onto the rear end of the rotor shaft 1 is used to set the minute hand after removing a cover 6.
The transmission 26 can also be applied to a slave clock which receives current pulses of alternating polarity from the master clock at intervals of one second. In this case, oscillation of the second hand shaft or the second hand is avoided.
Of course, the slave clock can also have only a single pointer attached to a 24-hour dial, which is operated by means of the gearbox 26, e.g. B. is switched every half hour by one step.