DE1050275B - Elektrische Uhr - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Uhren mit periodischem Federaufzug durch einen Elektromotor, dessen Ein- und Ausschaltung vom Triebwerk über eine auf der einen »Seite die Einschaltung, auf der anderen Steuerseite die Ausschaltung' bewirkende Steuereinrichtung steuerbar ist.

Es iist bekannt, bei Uhren, welche durch Federkraft angetrieben werden, die Antriebsfeder in bestimmten Zeitabständen durch einen netzgespeisten Elektromotor nachzuspannen. So wird beispielsweise eine solche Uhr, deren Feder an sich für eine größere Gangdauer bestimmt ist, halbstündlich nachgespannt. Um die Feder zwecks gleichmäßigen Ganges möglichst immer im gleichen Arbeitsbereich zu halten, sieht ein bekannter Vorschlag eine Einrichtung vor, bei der das Ein- und Ausschalten in Abhängigkeit von der Federspanraung erfolgt. Bei dieser Einrichtung ist aber wegen der veränderlichen Reibungseinflüs'se nicht gewährleistet, daß die Schaltung wirklich stets im gleichen Nachspann- oder Entspannzustand, erfolgt. Eine andere bekannte Lösung sieht daher zu diesem Zweck eine vom Triebwerk gesteuerte Wetndermutter vor, welche in ihren Endpunkten, jeweils die Ein- bzw. die Abschaltung betätigt. Bei dieser Lösung ist zwar die Gewähr gegeben, daß die Feder tatsächlich im günstigsten Arbeitsbereich ausgenutzt wird. Ein- und Ausschaltung liegen hierbei aber zeitlich verhältnismäßig weit auseinander. Um innerhalb dieses Bereiches eine etwa konstante Antriebskraft zu erhalten, ist eine kräftige bzw. sehr lange Feder erforderlich. Dementsprechend größer ist aber auch die erforderliche Aufzugsleistung, weshalb diese Lösung für den Motor auch Netzbetrieb vorsieht und folglich, da ein Netz unter Umständen zeitweise ausfallen kann, auch eine Gangreserve. Eine verhältnismäßig kleine, jedoch dauernde Motorleistung ist bei einer anderen bekannten Uhr erforderlich, bei der der Motor dauernd mit gegenüber der benötigten Abtriebsgeschwindigkeit erhöhter Drehzahl umläuft. Als Puffer zwischen Motor und Gehwerk ist eine Schraubenfeder vorgesehen. Darüber hinausgehende Drehzahilunterschiede werden über eine Rutschkupplung ausgeglichen. Bleibt bei dieser Uhr der Motor stehen, so steht nach wenigen Sekunden auch die Uhr.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Uhr mit Motoraufzug zu schaffen, deren Kraftbedarf gering und deren Ganggenauigkeit bei einfachsten Antriebsmitteln relativ groß ist. Hierzu wird bei einer Uhr der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß die Vereinigung folgender Merkmale vorgeschlagen:

1. zur Speisung des Motors eine Batterie, vorzugsweise eine Trockenbatterie zu verwenden,

2. diUirdh den Motor eine relativ kurze, leicht vorge-

Anmelder:
Diehl G.m.b.H., Nürnberg, Stephanstr.40

Richard Spellge und Walter Trimpler, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden

spannte, vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildete Zugfeder zu spannen,

3. diese Feder so zu bemessen, daß sie das Gehwerk vom Voillaufzug bis zur völligen Entspannung eine Zeit von mehreren Minuten betreiben könnte,

4. jedoch eine derartige Motorsteuerung zu verwenden, daß nur ein engbegrenzter, gleichbleibender Arbeitsbereich dieser Zugfeder, vorzugsweise von einem Federumgang, zum Antrieb des Gehwerkes ausgenutzt wird, und

5. die Motorsteuerung so auszubilden, daß jeweils nach einer Umdrehung eines von der Feder abgetriebenen Teiles ein Steuerglied der Abtriebsseite mit Steuerelementen der Federaufzugsseite hi die Steuerung bewirkende Verbindung gelangt.

Mit einem so bemessenen, motorisch aufgezogenen Federwerk ist die Gewähr für eine gute Gangleistung gegeben, insbesondere wenn man diese über einen größeren Zeitraum betrachtet, da'nach jedem, siöh'in sehr kurzen Zeitabständen von eingen Minuten wiederholenden Aufzug wieder die gleichen Verhältnisse vorliegen, d. h., die Feder wird in völlig gleichen Zeitabständen genau bis zum Sollmaß nachgespannt. Das Gangergebnis ist insbesondere von der Batteriespannung praktisch unabhängig, da der Aufzug bis zum Abschalten in einer bestimmten Winkelstellung des Aufzugsrades andauert. Die Aufzugszeit, insbesondere aber der Unterschied in der Aufzugszeit zwischen schnellstem und langsamstem Aufziehen von 1,2 bis 1,7 Sekunden, tritt gegenüber dem Aufzugsintervall von beispielsweise 4 oder 8 Minuten überhaupt nicht in Erscheinung. Bei Uhren mit Magnetaufzug, der bekanntlich meist auch aus einer Trockenbatterie gespeist wird und an sich ebenfalls mit sehr kurzen Aufzugs^ perioden von wenigen Minuten zu arbeiten pflegt, werden im Gegensatz hierzu bei abnehmender Batte-; riespanmung die Auf zugsintervalle immer kürzer, d. h.,* der jeweilige Maximalspanngrad sinkt langsam, aber stetig ab, eine im Mittel dauernd gleichbleibende An-I

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triehskraft steht bei diesen somit nicht zur Verfügung. Die Uhr nach der Erfindung dagegen hat den Vorzug im Mittel dauernd gleicher Federantriebskraft. Eine Gangreserve ist nicht nötig, da der Batterie jederzeit Strom entnommen werden kann. Damit ist aber gewährleistet, daß die Gangschwankungen zwischen gespanntem und entspanntem Zustand der Feder sich gegeneinander voll ausgleichen können. Nimmt man beispielsweise an, daß die Gangabweichung zwischen den Endzuständen. l°/o wäre, so ist die zeitweilige Abweichung von der Sollzeit innerhalb eines Aufzugsintervalls jeweils maximal ±1,2 Sekunden. Wie Zeitwaagenmeßergebnisse gezeigt haben, betragen diese Sohwankun-.gen aber nur etwa ± 0,05 Sekunden. Die Charakteristik des Werkes ist somit fast der einer Präzisionsuhr vergleichbar, bei der der Gangordner, z. B. das Pendel, bei jeder Schwingung oder nach wenigen Schwingungen jeweils einen gleichbleibenden Anstoß erhält, durch, den es voll ausgelenkt wird, und bei der die Plusfehler sich gegen die Minuisfehler — hervorgerufen durch unterschiedliche Amplitude — sich zwischen: zwei Anstößen völlig ausgleichen.

Ein Äusführungsbeispiel einer solchen Uhr ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben, Die Figuren stellen dar:

Fig. 1 eine Rückansicht eines Uhrwerkes gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Uhrwerkes gemäß Fig. 1 von rechts,

Fig. 3 die S teuer Vorrichtung kurz vor dem Einschalten des Motors,

Fig. 4 die Steuervorrichtung kurz nach dem Einschalten des Motors,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Uhrwerkes.

Nach Fig. 1 ist an einer Platine 1 ein Elektromotor 2 befestigt und steht mit seiner Antriebsschtiecke 3, deren. Steigung vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet ist, mit einem Zahnrad 4 im Eingriff. Dieses Zahnrad 4 stellt das Aufzugsrad für eine Schraubenfeder 5 dar und ist auf einer Achse 6 angeordnet. Vor dem Aufzugsrad 4 (Fig. 1) ist noch ein frei um die Achse 6 schwenkbares Hebelchen 7 vorgesehen, welches mit einem Stift 8 durch einen Durchbrach! 9 im Rad 4 ragt. Als Durchbruch kann bei Speidhenräderii in einfacher Weise der zwischen zwei Speichen befindliche freie Raum benutzt werden. Das andere Ende der Feder 5 ist mit einem Abtriebsrad verbunden, welches vorzugsweise als Doppelzahnrad, bestehend aus einem Rad 10 und einem Ritzel 11, ausgeführt ist. Das Rad 10 steht mit einem Ritzel 12 im Eingriff, welches gemeinsam mit einem weiteren Rad 13 auf einer Welle 14 befestigt ist. Das Rad 13 steht mit einem Ritzel 15 auf der Hemmradwelle 16 im Eingriff, deren Drehung in üblicher Weise durch¹ ein Hemmrad. 17, eine Unruh 18 und einen nicht dargestellten Anker gesteuert wird. Das zuletzt genannte System ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Welle 14 gleichzeitig als Sekundenwelle verwendet werden kanu. . '

Das Ritzel 11 an der Federabtriebsseite ragt durch einen Durchbrach in der Platine 1 (Fig. 2, 5) und greift in die Verzahnung eines Rades 19, das auf der Minutenwelle 20 befestigt ist. Über einen Zwischentrieb 21 wird in bekannter Weise von der Minutenwelle 20 aus die Stumdenwelle 22 angetrieben.

An dem Federabtriebsrad 10 ist ein in Achsrichtung abstehender Lappen 23 befestigt, der in die Bewegungsbahn.des Stiftes 8 ragt. Auf dem Stift 8 liegt normalerweise, d. h.. in der .Ausschaltstellung, ein um den Drehpunkt 24 schwenkbarer Schalthebel 25, welcher mit einem seitlichen Lappen 26 unter einen Schaltstift 27 greift. Letztgenannter ist im Motorgehäuse senkrecht zur Motarwclfle axial verschiebbar gelagert und weist einen nicht leitenden Anschlag oder Finger auf, der, zwischen den beiden Bürsten liegend, in der Ausschaltstellung die obere Bürste vom Kollektor abhebt.

Zum nachträglichen Regulieren des Unruhganges ist in üblicher Weise ein Rücker 28 vorgesehen. Zusätzlich dazu ist noch eine Feinreguilierung möglich, die über ein durch einen Exzenter 29 verstellbares gabelförmiges Teil 30 auf die Regulierung einwirken kann.

Die Stromzuleitung zum Motor führt — von einer handelsüblichen Batterie ausgehend, die im Uhrgehäuse in beliebiger, nicht dargestellter Weise untergebracht ist, und deren Pole mit zwei Kontaktklemmen im Gehäuse elektrisch verbunden sind — von zwei Gegenkontakten 31 an der Platte 1, die im eingebauten Zustand auf die beiden Gehäusekontaktklemmen· zu liegen kommen, zu zwei Motorzuleitungen 32.

Zum Einstellen des Minuten- und des Sekundenzeigers ist noch eine in der Platine 1 und einer Hilfsplatine 33 für das Federwerk gelagerte Welle 34 vorgesehen, die an der Vorderseite mit einem Ritzel 35 in den Zwischentrieb 21 eingreift, während an der Rückseite ein Knopf od. dgl. aufgesteckt werden kann. Eine das Zeigerstellen ermöglichende Rutschkupplung ist selbstverständlich an geeigneter Stelle vorgesehen.

Die Wirkungsweise der vorstehend, geschilderten Vorrichtung ist nun die folgende:

In der Normalstellung, d. h. im ausgeschalteten Zustand, nehmen die Teile des Uhrwerkes die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, in welcher der Schalthebel 25 auf dem Stift 8 liegt und mit seinem Lappen 26 den Schaltstift 27 in der Ausschaltstelluog hält. Währenddessen dreht sich das Federabtriebsrad 10 langsam im Uhrzeigersinn, wobei es für eine Umdrehung vorzugsweise 5 bis 10 Minuten benötigt. Im Laufe dieser Drehung trifft der Lappen 23 auf den Stifte (Fig. 3) und schwenkt diesen relativ zum Aufzugsrad 4 ebenfalls im Uhrzeigersinn, bis der Schalthebel 25 vom Stift 8 abfällt (Fig. 4). In diesem Moment gleitet auch der Schaltstift 27 nach unten, so daß sich die abgehobene Bürste auf den Kollektor legen kann und damit der Motor eingeschaltet wird. Während des Aufzuges, der etwa 1 bis 2 Sekunden dauert, läuft das Aufzugs-, rad 4 im Uhrzeigersinn um. Nach einer Umdrehung schiebt sich der Stift 8 unter den Schalthebel 25 und drückt diesen nach oben. Die Bürste wird wieder abgehoben, und der Motor kommt zur Ruhe. Dieses Spiel wiederholt sich nun periodisch bei jedem Umlauf des Abtriebsrades 10.

Um eine Beschädigung der Aufzugseinrichtung zu vermeiden, sind die einzelnen Teile wie folgt gegeneinander abgestimmt. So ist beispielsweise der Motor so ausgelegt, daß er, wenn der Schaltmechanismus verstagen und die Stromzufuhr nicht unterbrochen werden sollte, einen dauernden Stromnuß ohne Schädigung verträgt. In diesem Falle wird die Feder 5 etwas über das normale Maß hinaus aufgezogen, der Motor jedoch durch das erhöhte Federrückdrehmoment bzw. die dadurch auftretende Reibung stillgesetzt. Auch, die Feder nimmt die Mebrbeanepruchung ohne Schädigung auf. Der andere mögliche Fall wäre ein Nicht- oder nur teilweises Ingangkommen des Motors, beispielsweise bei zu schwacher Batterie. Dabei kann das Werk nur höchstens so weit ablaufen, bis der Lappen 23 auf den Stift 8 trifft und diesen bis an das in Bewegungsrichtung liegende Ende des Durch-

braches 9 bewegt, wo er blockiert wird und damit das Werk stillsetzt. Die Feder kann also nicht über ein zulässiges Maß hinaus entspannt werden.

Die zum Aufziehen des Uhrwerkes notwendige Motorleistung sowie die ZaM und die Dauer der Aufzüge sind¹ weiterhin so aufeinander abgestimmt, daß bei Verwendung von handelsüblichen Batterien deren elektrische Leistunigsreserve über eine Zeitspanne zum Aufziehen ausreicht, die etwa der Größe der Lagerfähigkeit einer Batterie entspricht. Damit dürfte in dieser Richtung ein Optimum erreicht sein. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die schnelle und genaue Justierbarkeit. Ein Federablauf dauert nur wenige, vorzugsweise bis 5 bis 10 Minuten. In dieser relativ kurzen Zeit kann die Charakteristik eines vollständigen Uhrwerksablaufes festgestellt und eventuell korrigiert werden. Außerdem sind die Gangunterschiede zwischen aufgezogener und abgelaufener Feder beträchtlich geringer als bei üblichen 24-Stunden- oder gar 8-Tage-Werken. Da die Gangkorrektur, d. h. der Federaufzug, nach wenigen Minuten erfolgt, ist der Uhrengang ein gleichmäßigerer, als er jemals mit langer laufenden Werken erzielt werden kann. Um die antriebsseitig vorhandene Gleichmäßigkeit und die damit gegebene Genauigkeit voll ausnutzen zu können, ist dem normalen Rücker eine Feineinstellung zugeordnet. Durch diese zusätzliche, im vorhergehenden schon beschriebene Einsteilmöglichkeit wird eine genaue und ruckfreie Feineinstellung erzielt, die vorteilhafterweise über einen Zeiger und eine entsprechende Skala, deren Gradeinteilung von Strich zu Strich beispielsweise einem Gangunterschied von 5 Sekunden pro Tag entspricht, kontrollierbar gemacht sein kann. Das motoraufgezogene Uhrwerk nach vorliegender Erfindung stellt somit eine Vorrichtung dar, die einfach und billig herzustellen ist, in ihrer Funktion sehr sicher ist und an deren Ganggenauigkeit höchste Ansprüche gestellt werden können.

Claims (8)

Patentansprüche: 40

1. Elektrische Uhr mit periodischem Federaufzug durch einen Elektromotor, dessen Ein- und Ausschaltung vom Triebwerk über eine auf der einen Seite die Einschaltung, auf der anderen Steuerseite die Ausschaltung bewirkende Steuereinrichtung steuerbar ist, gekennzeichnet durch Vereinigung folgender Merkmale:

1. Verwendung einer Batterie zur Speisung des Elektromotors,

2. Verwendung einer relativ kurzen, leicht vorgespannten Feder, vorzugsweise einer Schraubenfeder, als Zugfeder,

3. Bemessung dieser Feder derart, daß sie das Gehwerk vom Vollaufzug bis zur völligen Entspannung eine Zeit von mehreren Minuten betreiben könnte,

4. Verwendung einer derartigen Motorsteuerung, daß nur ein engbegrenzter, gleichbleibender Arbeitsbereich dieser Zugfeder, vorzugsweise von einem Federumgang, zum Antrieb des Gehwerkes ausgenutzt wird,

5. Ausbildung der Motorsteuereinrichtung derart, daß jeweils nach einer Umdrehung eines von der Feder abgetriebenen Teiles (Rad 10) ein Steuerglied (23) der Abtriebsseite mit Steuerelementen (8) der Federaufzugsseite (4) in die Steuerung bewirkende Verbindung gelangt.

2. Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch derartig ausgebildete Sperrmittel (8, 23., 4), daß sie ein Weiterentspannen, der Feder (5) über eine Umdrehung des von der Feder (5) abgetriebenen Teiles (Rad 10) hinaus, beispielsweise bei unterbleibendem Wiederaufzug, verhindern.

3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mit dem Federaufzugsrad (4) umlaufende, derartig ausgebildete Steuermittel (8), daß sie die Schalteinrichtung (25, 27) des Motors (2) in der Normalstellung ausgeschaltet halten und vom Federabtriebsrad (10) nach Ablauf einer Umdrehung der Feder (5) in eine Lage überführbar sind, in der sie die Schalteinrichtung (25, 27) zum Einschalten des Motors (2) freigeben.

4. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein mit dem Fedetabtriebsrad (10) umlaufendes, derartig ausgebildetes Sohaltglied(23), daß es kurz vor Ablauf der Sollumdrehung auf das Steuermittel (8) zur Betätigung der Schalteinrichtung (25, 27) trifft und dieses in eine die Sahalteinrichtung (25, 27) freigebende Stellung bewegt.

5. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltelement ein am Abtriebsrad (10) befestigter, parallel zur Achsrichtung verlaufender Lappen (23) und als Steuermittel ein um die Federkernachse (6) frei schwenkbarer, durch einen Durchbruch (9) im Aufzugsrad (4) in die Bewegungsbahn des Lappens (23) ragender Stift (8) dient in derartiger Anordnung, daß dieser Stift in einer bestimmten Winkelstellung einen Schalthebel (25) in einer derart verschwenkten Lage hält, daß eine Bürste abgehoben bleibt.

6. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Bürstenabheben steuerbare Elektromotor (2) in an. sich bekannter Weise mit einer selbsthemmenden Schnecke (3) in die Verzahnung- des Federaufzugsrades (4) eingreift und so an. einer Werkplatte (1) befestigt ist, daß er über deren Rand nicht hinausragt.

7. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Bürstenabheben dienende Schalthebel (25) so ausgebildet ist, daß er auf einen im Motorgehäuse senkrecht zur Motorwelle gelagerten und axial verschiebbaren Schaltstift (27) einwirkt.

8. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federabtriebsrad (10) als Doppelzahnrad ausgebildet ist, welches mit den Antriebsrädern der Sekunden- und Minutenwelle im Eingriff steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 241 501;
schweizerische Patentschriften Nr. 81 149, 190 772, 307.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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