-
Uhr mit einem durch Stromimpulse elektromagnetisch angetriebenen mechanisch
schwingenden Gangregler Es sind Uhren mit mechanischen Gangreglern bekannt, bei
denen die Schwingungen des Gangreglers periodisch den Strom einer elektrischen Energiequelle
derart verändern, daß Stromstöße erzeugt werden; die Stromstöße erregen elektromagnetische
Antriebsmittel, die ihrerseits die Aufrechterhaltung der Schwingungen des Gangreglers
bewirken. In der Zeigerwerksgetriebekette ist ein Sternrad vorgesehen, welches vom
Gangregler schrittweise angestoßen wird, und es sind Mittel vorgesehen, welche das
sprungweise vorrückende Zeigerwerk zwischen den Stößen arretieren.
-
Bisher wurden bei Uhren dieser Art mechanische Mittel vorgesehen,
um das genannte Sternrad anzustoßen und auch die Arretierung des Zeigerwerkes zwischen
den Stößen, welche das sprungweise Vorrücken verursachen, zu bewirken; es wurden
zu diesen Zwecken mechanische Schaltklinken und Sperrklinken verwendet.
-
Die Erfindung sieht demgegenüber bei Uhren der eingangs genannten
Art vor, daß erfindungsgemäß sowohl der Antrieb des Sternrades durch den Gangregler
als auch die Arretierung des Zeigerwerkes durch permanentmagnetisch erzeugte Kräfte
bewirkt wird.
-
Die Erfindung verringert dadurch die Zahl der abnutzungsfähigen und
verschmutzungsfähigen Teile der Uhr und verringert die Zahl der Reibungsstellen
der Uhr, was für einen zuverlässigen und genauen Gang bedeutsam ist.
-
Die Kupplung des Zeigerwerkes mit dem Gangregler durch permanentmagnetisch
erzeugte Kräfte ist an sich bei Uhren, die jedoch nach anderen Konstruktionsprinzipien
arbeiten, bekannt, ohne jedoch die Erfindungsaufgabe damit ausreichend zu lösen.
-
So ist es bei Pendeluhren, die durch ein Gewicht angetrieben werden,
bekannt, an Stelle einer Ankerhemmung an einem sich drehenden Teil einen in Wellenlinie
geführten Weg aus ferromagnetischem Material anzuordnen, indem ein oder mehrere
bewegte Magnetpole so zusammenwirken, daß das Zeigerwerk vorrückt und gleichzeitig
der mit dem bewegten Teil oder den Magnetpolen in direkter Verbindung stehende Gangregler
seinen Antrieb erfährt; hier ist also keine gleichzeitige magnetische Arretierung
vorhanden, also eine exakt springende. Sekundenanzeige nicht möglich.
-
Es ist ferner bekannt; den Gangregler einer Uhr als Röhrengenerator
auszubilden, dessen Schwingungskreis eine Spule mit Eisenkern besitzt, wobei der
; Spulenkern ein das Zeigerwerk betätigendes Sternrad magnetisch anzieht und schrittweise
weiterschaltet, wobei ein Hilfsmagnet zur Arretierung vorgesehen ist; wenn hier
auch sowohl die Zeigerwerksfortschaltung als auch die Arretierung mit magnetischen
Kräften erfolgt, so doch nur zur Arretierung mit Permanentmagneten, zur Zeigerwerksfortschaltung
dagegen mit sinusförmig sich ändernden elektromagnetischen Kräften. Es handelt sich
also nicht nur um eine ganz andere Gattung von Uhren wegen des völligen Fehlens
eines »mechanischen« Gangreglers, sondern infolge des Fehlens aller frequenzerniedrigenden
Mittel ist es praktisch kaum möglich, mit einem Röhrengenerator eine so niedrige
und konstant bleibende Schwingungsfrequenz zu erzielen wie beim Erfindungsgegenstand,
ganz abgesehen von dem erheblichen Aufwand an Stromquellen und elektronischen, empfindlichen
Steuergliedern.
-
Bei einer Pendeluhr, deren Pendellinse als Magnet ausgebildet ist
und von einer fest angeordneten und von elektrischen Stromstößen durchflossenen
Antriebsspule angetrieben wird, ist-es bekannt, am Pendel zwei Hufeisenmagnete gegenüberliegend
im Abstand mit entgegengesetzten Polen -anzuordnen und dieses Hufeiseninagnetpaar
auf' den Pöl eines an einer vertikalen Drehachse schräg angeordneten Stabmagneten
bei der Pendelbewegung so einwirken zu lassen, daß eine Drehbewegung der Achse resultiert;
eine magnetische Arretierung i'st- hier .nicht vorhanden, so
daß
die Aufgabe gleichfalls nur unvollkommen gelöst wird.
-
Zum elektromagnetischen Antrieb von Unruhgangreglern hat man ferner
die Anwendung von schwingenden Ankern vorgesehen, die mit festen Antriebsspulen
zusammenwirken. Die Spulen sind dabei von Impulsströmen durchflossen, die von einer
Batterie mittel Kontakten erzeugt werden, welche von den Schwingungen des Unruhgangreglers
mit Hilfe von aufeinanderwirkenden Permanentmagneten gesteuert werden; hier ist
zwar eine bei zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung ebenfalls vorgesehene magnetische
Steuerung der Kontakte vorhanden; aber die von den schwingenden Ankern aufgenommenen
Antriebsstöße werden auf die Unruhgangregler wieder rein mechanisch übertragen und
auch mechanisch dem Zeigerwerk übermittelt, so daß die oben geschilderten Mängel
auftreten.
-
Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig.
1 ein durch Pendel angetriebenes Zählwerk mit magnetischem Sternradvorschub und
Arretierung bzw. Sicherung desselben durch magnetische Verriegelung, Fig. 2 eine
Seitenansicht dazu, Fig. 3 bis 7 elektromagnetisch angetriebene Unruhanordnungen
mit magnetischer Verriegelung für Antrieb und Kontaktgebung sowie Einzelteile dazu,
Fig. 8 eine weitere Ausgestaltung eines durch Pendel angetriebenen Zählwerkes unter
Anwendung eines Magneten mit einem mehrfach gezahnten Polschuh.
-
Durch einen permanenten Magnet 50 (Fig. 1), der im Stanz-, Gieß- oder
Sinterverfahren hergestellt ist, wird das aus Stahl hergestellte Sternrad 61 und
der Impulshebel 53 magnetisch induziert. Bei jeder Linkspendelschwingung wird durch
das Pendel das Sternrad 61 um eine Zahnteilung weitergeschaltet.
-
Der Schub der an der Pendelstange schwenkbar befestigten Schaltklinke
56 auf das Sternrad 61 ist durch magnetische Verriegelung bewerkstelligt. An dem
Magnet 50 bzw. dessen Polende ist ein Polstück 51 vorgesehen; am Magnet 50 ist mittels
einer Feder 52 der Impulshebel 53 befestigt, der bei Drehung des Sternrades
61 angehoben wird und die Kontakte 64, 65 zur Erzeugung der Stromimpulse schließt.
Das Polende 50 a ist konzentrisch zum Pendeldrehpunkt geformt. Beim Schwingen des
Pendels wird deshalb der Luftspalt zwischen Schaltklinke 56 und Pol 50a stets konstant
sein. Durch den Pol 50 a wird die Schaltklinke 56 induziert. An der Schaltklinke
56 ist ein Polstück 57 befestigt. Teil 56 und 57 wird man zweckmäßig aus Magnetweicheisen
fertigen. Da keine ständigen Ummagnetisierungen stattfinden, ist kein hochwertiges
Magnetweicheisen mit hoher Permeabilität erforderlich, vielmehr genügt gewöhnliches
Flußeisen. Die Schaltklinke 56 ist in einer Welle 58 gelagert. Auf derselben Welle
befindet sich ein Ausgleichstück 59, vorzugsweise aus nichtmagnetischem Werkstoff,
mit Gewicht 60 als Schwerpunktausgleich.
-
Der magnetische Kraftlinienfluß erfolgt vom Sternradzahn über den
Luftspalt zum Impulshebel 53 über Feder 52, Polstück 51, Magnet 50, Pol 50a zur
Schaltklinke 56 und von dort über einen Luftspalt wieder zu einem der Sternradzähne.
-
Die Zähne des Sternrades 61 haben eine besondere Formgebung, damit
bei der Linksschwingung des Pendels dasselbe um eine Zahnteilung mitgeführt wird
und bei der Rückschwingung bzw. Rechtsschwingung des Pendels das Sternrad in der
Grundstellung verbleibt. Die Grundstellung zeigt die Fig.1. Der Zahn 61 a wird durch
Impulshebel 53 festgehalten, wobei der letztere am feststehenden Anschlag 62 anliegt.
Das Pendel befindet sich in Rechtsschwingung (siehe eingezeichneten Pfeil), wobei
Polstück 57 an der Schaltklinke 56 entlang dem sich nach rechts verjüngenden Zahn
61b mit magnetischer Verriegelung gleitet. Wenn Polstück 57 nach vollem Ausschwung
des Pendels die schwächste Stelle des Zahnes 61 b erreicht hat, wird es in den Bereich
des tropfenförmigen Auslaufes von Zahn 61 c gezogen. Bei erneuter Linksschwingung
des Pendels verbleibt Polstück 57 in magnetischer Verriegelung mit dem tropfenförmigen
Auslauf des Zahnes 61c und schiebt denselben um eine Zahnteilung weiter. Die Rückführung
des Polstückes 57 erfolgt, wie bereits erwähnt, indem das Polstück 57 an der verjüngenden
Wurzel des Zahnes zurückgleitet. Da in diesem Falle kein plötzliches Abreißen des
Polstückes 57 vom Sternradzahn erfolgt, so wird der im Bereich des Impulshebels
53 stehende Zahn mit Sicherheit festgehalten. Dagegen sind die magnetischen Kräfte
so dimensioniert, daß bei erfolgendem Schub der Impulshebel 53 um einen bestimmten
Winkelbetrag angehoben und wieder freigegeben wird, ohne daß sich der mit dem Polstück
57 in magnetischer Verriegelung befindliche Zahn löst.
-
An der Schaltklinke 56 befindet sich ein Sicherungsstift 63, der in
einer entsprechenden Aussparung der Lagerbrücke 64 Bewegungsspiel hat. Diese Sicherung
dient dazu, daß bei einer starken Erschütterung oder beim Transport die Schaltklinke
56 nur so weit ausschwingen kann, daß sie wieder durch magnetische Kräfte in den
Bereich des Sternrades selbsttätig zurückgeführt wird. Die Schaltklinke 56 ist auf
der Buchse 65 befestigt, letztere auf Lagerwelle 58. Sprengring 67 dient zur axialen
Begrenzung der Welle 58. Die Lagerung der Schaltklinke 56 ist nur beispielsweise
dargestellt, und es gibt hierfür verschiedene Ausführungsmöglichkeiten. Schaltklinke
56 könnte ebenso auf einem feststehenden Stift fliegend gelagert werden. Die Lagerkloben
64 und 68 sowie Buchse 65 wird man zweckmäßigerweise aus einem nichtmagnetischen
Werkstoff herstellen.
-
Fig.3 bis 6 zeigen eine Ausführung mit elektromagnetisch angetriebener
Unruh, bei denen der Schub des Sternrades durch magnetische Verriegelung erfolgt
und eine durch magnetische Verriegelung betätigte Schalt- und Kontakteinrichtung
vorgesehen ist.
-
Das Sternrad hat die Nummer 61, der Impulshebel 53, die Kontaktfedern
54 und 55. Eine Schaltklinke 150 ist mit dem Sternrad 61 magnetisch verriegelt.
Die Verbindung zwischen Schaltklinke 150 und Unruh 152 erfolgt durch eine Gabel
153. Die Gabelhörner 153 a sind ähnlich ausgebildet wie die Gabelhörner einer mechanischen
Unruhhemmung mit Stiftanker. Die Gabel 153 ist in einem Kloben 154 gelagert. Der
in seiner Form dem in Fig. 1 dargestellten Magnet 53 ähnelnde Magnet 155 bzw. dessen
Polende ist konzentrisch zum Drehpunkt der Gabel 153 geformt. Dadurch bleibt der
Abstand zwischen Klinke 150 und dem Pol des Magneten 155 bzw. Luftspalt beim Schwingen
der Unruh konstant. Durch den Magnet 155 bzw. dessen Polende wird die Klinke
150 inagnetisch induziert. Vom anderen, nicht gezeichneten Pol des Magnets
wird der Impulshebel 153 induziert.
-
F ig. 3 zeigt die Funktionsstellung, bei welcher die Unruh im Gegenuhrzeigersinn
schwingt, wobei der Unruhstift 156 in den Ankergabeleinschnitt einschwingt und die
Gabel 153 im Uhrzeigersinn verdreht. Hierbei wird durch die Magnetverriegelting
des
seitlich zum Sternrad 61 liegenden Polstückes 151 das letztere um eine Zahnteilung
im Gegenuhrzeigersinn weitergeschaltet.
-
Fig. 5 zeigt die Schubbewegungsphase. Der Unruhstift 156 befindet
sieh im Gabeleinschnitt.
-
Fig. 6 zeigt den Moment, wo der Unruhstift 156 bei der Gegenschwingung
im Uhrzeigersinn wieder in den Gabeleinschnitt einschwingt und die Gabel
153 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Das Polstück 151 läuft hierbei infolge
der magnetischen Verriegelung an der sich verjüngenden Zahnwurzel entlang.
-
Fig. 3 zeigt auch nur eine schematisch dargestellte Ausführung. Es
ist auch bei dieser Ausführung von Vorteil, die Gabel 153 und Klinke 150 derart
auszubilden, daß bei den Bewegungen keine Schwerpunktverlagerungen auftreten und
durch den Unruhstift 156 nur die Reibungswiderstände der Gabellagerung und der Klinkenlagerung
sowie die für das Sternrad erforderliche Schubkraft überwunden werden muß.
-
Für die Gabel 153 können zur Begrenzung ihrer Endlagen zwecks
Sicherheit feststehende Anschlagstifte vorgesehen werden in der Art wie bei den
Ankergabeln mechanischer Unruhhemmungen.
-
In Fig. 7 ist an dem Impulshebel 53 ein Polstück 73 aus Weicheisen
befestigt. Dieses Polstück ist so geformt, daß es nicht an der Peripherie der Sternradzähne
angeordnet ist, sondern an beiden Seiten dieselben umfaßt und dadurch kräftig magnetisch
induziert. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der Luftspalt zwischen Polstück
73 und Sternrad 61 nicht eng bemessen zu werden braucht.
-
Fig.8 zeigt eine der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ähnliche
Ausführung, bei welcher auf dem Magnet 70 ein Polstück 71 aus Magnetweicheisen aufgesetzt
ist. Dieses Polstück 71 ist ähnlich wie bei einem Synchronmotor mit Polzähnen versehen,
wodurch eine Anzahl der Sternradzähne magnetisch induziert und gleichzeitig in der
Ruhestellung festgehalten wird. Fig. 8 zeigt schematisch zum Sternrad 61, Magnet
70 und Ende des Impulshebels 53, während die unter Ausnutzung permanentmagnetisch
erzeugter Kräfte den Anschub des Sternrades 61 bewirkende Schaltklinke nicht berücksichtigt
ist.