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Elektromagnetischer Impulsaufzug mit Klappankersystem, insbesondere
für Uhrwerke Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Impulsaufzug
mit Klappankersystem, insbesondere für Uhrwerke. Bei diesen Aufzugsystemen ist mit
einem von einem Elektromagneten bewegbaren Anker ein Kontakt verbunden, der mit
einem zweiten, beweglich angeordneten Kontakt zusammenarbeitet und der diesen Kontakt
und eine mit diesem verbundene Schwungmasse bei Erregung der 1Zagnetspule antreibt.
Am Ende des Arbeitshubes wird der Anker beispielsweise durch einen Anschlag abgebremst,
die Schwungmasse bewegt sich jedoch infolge ihrer Trägheit in Antriebsrichtung weiter,
so daß der mit der Schwungmasse verbundene Kontakt von dem Ankerkontakt abgehoben
und der Spulenstromkreis, in den dieses Kontaktpaar eingeschaltet ist, unterbrochen
wird. Der Magnetanker kehrt nach diesem Abschalten des Spulenstromes unter Wirkung
einer Rückholfeder in seine Ausgangslage zurück. Mit der Schwungmasse ist eine Feder
verbunden, die durch die vom Anker übertragene Antriebsbewegung aufgezogen wird
und die über ein Gesperr und Räderwerk in an sich bekannter Weise ein Uhrwerk antreibt.
Nach einem bestimmten Ablauf des Räderwerks wird der obenerwähnte Kontakt selbsttätig
wieder geschlossen.
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Bei derartigen Klappankersystemen wächst die Kraft, die von der Magnetspule
auf den beweglichen Anker ausgeübt wird, nach einer Potenzfunktion mit dem reziproken
Abstand des Ankers von der Polfläche an. Die mechanisch ausnutzbare Energie ist
daher auf dem letzten Bewegungsabschnitt vor der Polfläche um ein Vielfaches größer
als in den ersten Bahnabschnitten. Bei den meisten der bekannten Klappankersystemen
ist jedoch die Endstellung des Magnetankers so gewählt, daß der Eisenweg nicht vollkommen
geschlossen ist, was den größten Wirkungsgrad ergeben würde, weil bei dieser Endstellung
des Ankers dieser nach dem Öffnen des Spulenstromkreises wegen der Remanenz des
Eisens an der Polfläche klebenbleiben würde. Die in der Praxis verwendeten Klappankersysteme
sind daher so justiert, daß in der der eingeschalteten Magnetspule entsprechenden
Endstellung des Klappankers noch ein kleiner Luftspalt zwischen einer Polfläche
und dem Anker vorhanden ist oder an Stelle dieses Luftspaltes zwischen der Polfläche
und dem Anker ein magnetisch nichtleitendes Plättchen liegt, so daß der Eisenweg
nicht vollständig geschlossen ist und der Anker nach dem Unterbrechen des Spulenstromkreises
unter Wirkung einer kleinen Rückholkraft sofort wieder abfällt. Bei Relais ist einmal
versucht worden, den verhältnismäßig großen Energiegewinn auf dem letzten Teil der
Ankerbahn auszunutzen, indem man auf den Luftspalt verzichtet hat und eine kräftige
Feder zum Abreißen des Ankers von der Polfläche vorgesehen hat, die die durch die
Remanenz erzeugte Haftung überwindet. Bei den bekannten Relais dieser Art wurde
aber der Gewinn an magnetischer Zugkraft ganz oder zum größten Teil durch das starke
Vorspannen der Abreißfeder beim Arbeitshub aufgezehrt.
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Auch bei älteren Klappankersystemen für Uhrwerke war es bekannt, den
Anker unmittelbar auf die Polfläche aufschlagen zu lassen, wobei ebenfalls sehr
stark vorgespannte Abreißfedern erforderlich waren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines Impulsaufzuges
einer elektrischen Uhr so zu verbessern, daß die Batterieuhren mit kleineren Batterien
ausgestattet werden können oder mit ein und derselben Batterie länger in Betrieb
sein können. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Impulsaufzuges wird bei elektromagnetischen
Impulsaufzügen mit Klappankersystem und mit einer z. B. als Abreißfeder ausgebildeten
Rückstellkraft, die den Anker nach beendetem Impulsaufzug, d. h. nach Widerstandswerten
des Aufzugsmagneten, von den Polen des Elektromagneten abreißt, erfindungsgemäß
zunächst vorgeschlagen, bei Verwendung eines völlig luftspaltlosen. d. h. am Ende
des Arbeitshubes den Anker bis zur direkten Berührung mit dem Kerneisen (Kleben)
bewegenden Magnetsystems die Rückstellkraft bewußt kleiner zu halten als diejenige
Kraft, die notwendig wäre, um den Anker im Zeitpunkt des Höchstwertes der remanenten
Induktion abzureißen, d. h. derart, daß das Abreißen von der Polfläche gegenüber
dem Zeitpunkt der Stromöffnung verzögert erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß das
letzte Wegstück des Ankers, auf dem er eine sehr hohe Energie erhält, ebenfalls
zum Antrieb ausgenutzt werden kann, ohne daß durch eine zu starke Abreißfeder ein
wesentlicher Teil dieser Energie wieder aufgezehrt wird.
Bei Uhren
mit elektromagnetischem Impulsaufzug ist es nämlich nicht notwendig, den Anker unmittelbar
nach dem öffnen des Erregerstromkreises von dem Magnetpol abzureißen; der zum Spannen
der Feder notwendige Arbeitshub ist mit der Anlage des Ankers an die Polfläche beendet,
und der vom Anker betätigte Kontakt wird durch die sich infolge ihrer Trägheit weiterbewegende
Schwungmasse von selbst ,-eöffnet. In den meisten Fällen ist es daher gleichiltig,
zu welcher Zeit der Anker in seine Ausgangs-3tellung zurückfällt, wenn nur gewährleistet
ist, daß 3er Anker vor Ablauf der Uhrfeder wieder in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt
ist. Bei den nornalerweise verwendeten, nicht ideal weichen Eisen-.-ernen verringert
sich jedoch die remanente Induktion in Abhängigkeit von der nach dem Abschalten
des Erregerstromkreises verstrichenen Zeit, so daß die Kraft, die zum Wegreißen
des Ankers notwendig ist, am so kleiner ist, je später nach diesem Zeitpunkt der
Anker vom Pol abgehoben wird. Bei einem zu einem späteren Zeitpunkt erfolgenden
Abreißen des Ankers vom Pol wird also nur noch ein geringer Prozentsatz ier Energie
aufgezehrt, die durch das Weglassen des Luftspaltes beim Arbeitshub gegenüber den
bekannten Impulsaufzügen gewonnen wird.
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Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt also darin, Saß durch sie ermöglicht
wird, den Wirkungsgrad des Impulsaufzuges wesentlich zu verbessern. Versuche laben
ergeben, daß je nach der Bauweise der Systeme Verbesserungen des Wirkungsgrades
um rund 30% )der mehr erzielt werden können, so daß der Aufzugsnagnet bei gleicher
Energieübertragung auf das nechanische System kleiner dimensioniert werden cann
und somit bei Batterieuhren unter Verwendung ies gleichen Batterietyps eine längere
Laufzeit der @Thr erreicht werden kann. Die Möglichkeit einer Verdeinerung des Magneten
erschließt dem elektromageischen Impulsaufzug nunmehr Anwendungsmöglichceiten auf
Gebieten, in denen er sich wegen seines ?latzbedarfes noch nicht durchsetzen konnte.
Bei #Zlappankersystemen, bei denen der Anker erst eine ;eraume Zeit nach der Unterbrechung
des Erregerstromkreises abgeworfen wird, ist es ferner nicht notvendig, den Anker
und den Eisenkern der Spule aus #inem Spezialeisen von besonders geringer Remanenz
ierzustellen; bei diesen Ausführungsformen kann )reisgünstigeres Weicheisen mit
größerer Remanenz ,-erw endet werden.
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Zur Verbesserung des Wirkungsgrades derartiger :mpulsaufzüge ist die
Erfindung jedoch nicht bei fieser erstgenannten Maßnahme stehengeblieben, sonlern
sie trachtet auch, diejenigen Energien nutzbrin-;end zu verwerten, die bei dem Aufschlagen
des Ankers auf die Polfläche in Form von Formänderungsirbeit (Verschleiß) oder Schwingungsenergie
verloren-;eht. Gemäß der Erfindung wird daher als zweite Jösung für Impulsaufzüge
der genannten Art vorge-;chlagen - wiederum bei Verwendung eines völlig uftspaltlosen
Magnetsystems -, zusätzlich zu einer nährend des ganzen Arbeitshubes wirkenden,
d. h. nährend des Arbeitshubes gespannten Rückholfeder einen zusätzlichen, das Abreißen
bewirkenden Kraft-,peicher so anzuordnen, daß er nur während des letzen Abschnittes
der Bahn des Ankers der Ankerbewe-;ung Energie entzieht.
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Dadurch wird erreicht, daß der Anker verhältnisnäßig stark gebremst
auf die Polfläche aufschlägt. nährend das Anzugsmoment dieses Impulsaufzuges rotzdem
sehr niedrig gehalten werden kann. Dabei st zu beachten, daß er keine Feder oder
einen anderen durch ein einfaches Bauelement realisierbaren Kraftspeicher gibt,
dessen Reaktionskraft annähernd in dem gleichen Maße mit der Auslenkung steigen
würde, wie die auf den Anker ausgeübte Kraft mit der Verkleinerung des Abstandes
des Ankers von der Polfläche steigt. Deshalb knallt der Anker auch stets mit mehr
oder weniger großer Wucht gegen die Polfläche. Hier bedeutet die Anordnung eines
zusätzlichen Kraftspeichers, der nur während des letzten Abschnittes des Ankerweges
wirksam ist, eine wesentliche Angleichung der Reaktionskraft an die vom Pol auf
den Anker ausgeübte Kraft. Diese in dem zusätzlichen Kraftspeicher eingespeicherte
Kraft kann zum Abreißen des Ankers verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung wird also lediglich die Energie, die durch Formänderungsarbeit bei
dem harten Anschlag des Ankers auf die Polfläche verlorengehen würde, in nutzbare
Energie dadurch verwandelt, daß diese Energie zum Abreißen des Ankers verwendet
wird.
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Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird diese in dem
zusätzlichen Kraftspeicher eingespeicherte Kraft, also die bei bekannten Systemen
durch Formänderungsarbeit verlorene Energie, mindestens teilweise dazu verwendet,
um der Schwungmasse des Impulsaufzuges einen zusätzlichen Inpuls zu verleihen.
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Die Anordnung eines zusätzlichen Kraftspeichers, der das Anschlagen
des Ankers an die Polfläche dämpft, führt zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades
auch bei den Systemen, bei denen der Anker unmittelbar nach dem Anschlagen von der
Polfläche abgerissen wird. Dies ist, sofern die Speicherkraft ganz zur zusätzlichen
Beschleunigung der Impulsmasse verwendet wird, dann der Fall, wenn die Rückholfeder
allein so stark dimensioniert ist, oder dann, wenn Rückholfeder und zusätzlich Speicherkraft
zusammen so stark dimensioniert sind, daß sie den Anker unmittelbar nach dem öffnen
des Stromkreises vom Pol abreißen können. Selbstverständlich ist der Gewinn des
Wirkungsgrades besonders groß, wenn nicht nur die Energie nutzbringend verwertet
wird, die durch das weiche Anschlagen des Ankers an den Pol gegenüber bekannten
Systemen gewonnen wird, sondern auch diejenige Energie, die entsprechend dem obenerwähnten
Erfindungsmerkmal dadurch gewonnen wird, daß der Anker erst dann vom Pol abgezogen
wird, wenn die remanente Induktion auf einen Bruchteil ihres Wertes abgeklungen
ist; d. h., beide erfindungsgemäße Lösungen können vorteilhaft auch vereint angewandt
werden.
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Dadurch, daß der Anker wegen der auf ihn wirkenden Dämpfung im letzten
Teil des Arbeitshubes nicht mehr so stark gegen die Polfläche schlägt, werden schädliche
Erschütterungen des Uhrwerkes auf einen unwesentlichen Betrag gedämpft. Dies ist
ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung. Im übrigen bringt die Verwendung
der bekannten luftspaltlosen ;Magnetsysteme ganz allgemein den Vorteil, daß ein
Verschleiß an der Polfläche oder an dem Anker die Kraftverhältnisse nicht ändert.
Demgegenüber verändert sich bei einem Verschleiß an dem bisher üblichen, den Luftspalt
ersetzenden Polblättchen oder an einem den Arbeitshub des Ankers in anderer Weise
begrenzenden Anschlag die auf die Uhrwerkfeder übertragene Energie. Mit luftspaltlosen
Magnetsystemen lassen sich daher auch Werke bauen, deren Impulsaufzug über sehr
große Zeitspannen hinweg in sehr regelmäßigen Perioden arbeitet, so daß diese Werke
zur Verwendung als Impulsgeber sehr geeignet sind.
Die zum Abreißen
des Ankers benötigte Kraft wird @vährend des Arbeitshubes, z. B. in einer Feder
oder in einer Schwungmasse, gespeichert. Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der
Erfindung wird die das Abreißen des Ankers bewirkende Speicherkraft von einer durch
den Anker angetriebenen Schwungmasse entnommen, vorzugsweise von der gleichen Schwungmasse,
die am Ende des Arbeitshubes den im Spulenstromkreis liegenden Kontakt öffnet und
über die die Uhrfeder gespannt wird. Diese Ausführungsform kann dahingehend weiter
ausgebildet sein, daß in der Bahn eines mit der Schwungmasse verbundenen Stiftes
ein Glied angeordnet ist, das mit dem Anker so in Wirkungsverbindung steht, daß
dieser von dem Glied nach dem Abschalten des Spulenstromkreises von dem Magnetpol
abgehoben wird. Zweckmäßig ist dieses Glied am Ende der Bahn des mit der Schwungmasse
verbundenen Stiftes angeordnet.
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Bei einer anderen, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
ist als Kraftspeicher jedoch eine Abreißfeder verwendet. Diese Ausführungsform kann
dahingehend weiter ausgebildet sein, daß die Vorspannung einer solchen Abreißfeder
einstellbar ist.
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Das eine Ende der Abreißfeder, deren anderes Ende am Anker angreift,
kann an einer beliebigen Stelle der Uhrwerksplatine befestigt sein. Bei einer besonders
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung greift das dem Anker abgewandte Ende der
Abreißfeder jedoch an der Schwungmasse an. Diese Ausführungsform kann dahingehend
weiter ausgebildet sein, daß die Abreißfeder eine hakenförmig abgebogene Blattfeder
ist, die an dem Anker befestigt ist und deren vorderes, abgebogenes Ende, das freie,
einen Kontakt tragende Ende des Ankers übergreifend, sich auf einem vom Anker angetriebenen,
den Gegenkontakt tragenden Teil abstützt, der mit einer Schwungmasse verbunden ist
oder selbst die Schwungmasse bildet. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform
liegt darin, daß sie dahingehend weiter ausgebildet werden kann, daß die Abreißfeder
erst gegen Ende des Arbeitshubes gespannt wird. Die Feder kann dann wesentlich stärker
vorgespannt sein, als wenn diese Feder während des ganzen Arbeitshubes auf den Anker
einwirken würde.
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Die durch das Abbremsen des Ankers in der Abreißfeder gespeicherte
Energie tritt, sobald der Anker am Pol anliegt, als Stoßimpuls in Erscheinung, der
einerseits die Schwungmasse weiterbeschleunigt, andererseits aber auf den Anker
zurückwirkt. Da das Trägheitsmoment des Ankers im Vergleich zu dem der Schwungmasse
klein ist, wird der Anker bei entsprechender Justierung der Abreißfeder von dem
Pol des Eisenkernes der Magnetspule gelöst und kehrt unter der Wirkung einer kleinen
Rückholfeder in seine Ausgangslage zurück. Durch diese Anordnung der Abreißfeder
wird also, abgesehen von anderen wesentlichen Vorteilen, der Wirkungsgrad eines
Klappankersystems entscheidend verbessert, auch wenn der Anker sofort und nicht,
wie oben erwähnt, verzögert vom Pol abgeworfen wird. Natürlich können die Vorspannung
der Abreißfeder und/oder die Trägheitsmomente der schwingenden Teile so gewählt
sein, daß sich die ganze in der Abreißfeder gespeicherte Energie in Bewegungsenergie
der Schwungmasse umsetzt, der Anker also nicht in diesem Augenblick, sondern erst
später, beispielsweise durch ein an dem Anker angreifendes, vom Räderwerk angetriebenes
Glied abgehoben wird, wenn die remanente Induktion abgeklungen ist. Das Abwerfen
des Ankers durch ein von dem Räderwerk angetriebenes Glied kann natürlich auch bei
anderen Ausführungsformen der Erfindung erfolgen, bei denen der Anker und die Schwungmasse
nicht in der eben erwähnten Weise durch eine Feder miteinander verbunden sind.
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Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die Aufzugsfeder
selbst als Abreißfeder verwendet. Diese Ausführungsform kann dahingehend weiter
ausgebildet sein, daß dasjenige Ende der Aufzugsfeder, das dem mit der Schwungmasse
verbundenen Federende abgewandt ist, mit einem Glied verbunden ist, das vorzugsweise
über eine Hebelübersetzung an dem Anker so angreift, daß dieser nach dem Abschalten
des Magnetspulenstromkreises von den Polschuhen abgehoben wird. Dies kann beispielsweise
dadurch verwirklicht sein, daß dieses Federende mit dem langen Arm eines zweiarmigen
Hebels verbunden ist, dessen kurzer Arm an der Fläche des Ankers angreift, die an
dem Pol des Elektromagneten anliegt. Im einfachsten Falle kann die Anordnung so
getroffen sein, daß am Ende des Arbeitshubes die Aufzugsfeder an ihren beiden Enden
gespannt wird, am einen Ende durch die Schwungmasse und am anderen Ende durch die
Rückführung des später den Anker vom Pol abwerfenden Gliedes, wodurch der Anker
wieder in der vorteilhaften, energieausnutzenden Weise gebremst wird. Je nachdem,
welche Federkonstante die verwendete Aufzugsfeder hat, wird der Anker sofort nach
dem Abschalten des Spulenstromes wieder abgeworfen oder erst später, wenn die remanente
Induktion so weit abgeklungen ist, daß die Haftung des Ankers am Pol durch die Kraft
überwunden wird, mit der das mit der Aufzugsfeder verbundene Glied am Anker angreift.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann durch das Räderwerk eine Sperre
gelöst werden, die ein von der Aufzugsfeder bewegbares Glied zum Stoß gegen den
am Pol klebenden Anker freigibt.
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Die Erfindung kann bei allen bekannten Ausführungsformen von Klappankeraufzugssystemen
verwirklicht werden.
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Weitere Merkmale zweckmäßiger Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit
den Ansprüchen und der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder
zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt schematisch die zum Verständnis notwendigen Teile einer
Ausführungsform der Erfindung in der Stellung, die sie in dem Augenblick einnehmen,
in dem der Spulenstromkreis geschlossen wird; Fig. 2 zeigt die gleiche Ausführungsform
der Erfindung in der Stellung, die diese Teile in dem Augenblick einnehmen, in dem
der Arbeitshub beendet ist; Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Einzelteiles in Richtung
des Pfeiles A in Fig. 2 ; Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung
und Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Erfindung; Fig. 6 zeigt die Ansicht eines
Einzelteiles in Richtung des Pfeiles B in Fig. 5 ; Fig. 7 zeigt schematisch eine
vierte Ausführungsform der Erfindung.
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Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist vor den Polen eines Elektromagneten 1 mit Spulenwicklung 2 ein unter der Wirkung
einer Rückholfeder 4 stehender Anker 5 um die Achse 3 schwenkbar gelagert. Ein Anschlag
6 bestimmt
die Lage des abgefallenen Ankers 5. Auf dem Anker 5
ist eine aus einer hakenförmig abgebogenen Blattfeder gebildete Abreißfeder 7 befestigt,
deren abgewinkeltes freies Ende 10 das einen Kontakt 9 tragende freie Ende des Ankers
5 übergreift. Die Abreißfeder 7 weist ein Langloch 22 auf, durch das der Schaft
einer in den Anker 5 eingeschraubten Einstellschraube 8 hindurchragt, die einen
Bund 8a aufweist, auf der die Abreißfeder aufliegt. Durch Ein- und Ausschrauben
der Verstellschraube 8 kann die Vorspallnung der Abreißfeder 7 eingestellt werden.
Auf die Stellschraube 8 kann auch verzichtet werden, wenn die Abreißfeder 7 entsprechend
genau dimensioniert wird.
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Dem Kontakt 9 steht ein zweiter Kontakt 12 gegeniiber, der durch einen
Arm 13 mit dem Schwinghebel 17 verbunden ist, der um die Achse 16 schwenkbar gelagert
ist. Der Kontaktarm 13 trägt an der Stelle, an der das vordere Ende 10 der Abreißfeder
7 zur Anlage kommt, ein Isolierstück 11 aus verschleißfestem Werkstoff, so daß zwischen
der Abreißfeder 7 und dem Kontaktarm 13 keine metallische Berührung zustande kommen
kann. Der Schwinghebel 17 trägt zwei Schwungmassen 20 und eine Sperrklinke 14, die
in ein um die Achse 16 drehbares, aber nicht mit dem Schwinghebel 17 drehfest verbundenes
Sperrad 15 eingreift. Der Schwinghebel ist noch mit einer Aufzugsfeder 18 verbunden,
die zum Antrieb eines mit dem Sperrad 19 verbundenen, gehemmt ablaufenden Uhrwerks
dient.
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Der Kontakt 9 ist über die Erregerspule des Magneten 2 mit einer Klemme
21 und der Kontakt 12 mit einer Klemme 27 verbunden, die im Betrieb an eine Stromquelle
angeschlossen sind. Bei der in Fig. 1 dargestellten Bewegungsphase berühren sich
die Kontakthälften 9 und 12 gerade, so daß der Erregerstromkreis der Magnetspule
2 geschlossen ist, und der Arbeitshub des Ankers 5 beginnt. In der gezeichneten
Stellung hat das vordere Ende 10 der Abreißfeder 7 noch einen Abstand von dem Isolierstück
11 am Kontaktarm 13.
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Während des Arbeitshubes wird über die Kontakte9 und 12 der Arm 13
und der mit ihm verbundene Schwinghebel 17 in Richtung des Pfeiles 23 angetrieben,
wodurch die Feder 18 gespannt wird und die Sperrklinke 14 sich entlang des Umfanges
des stillstehenden Sperrades 15 bewegt. Während des Arbeitslitibes des Ankers 5
bewegt sich das Ende 10 der Abreißfeder 7 auf einem Kreisbogen um die Achse 3, und
an einem einstellbaren Punkt der Bahn berührt dieses freie Ende 10 das Isolierstück
11; im weiteren Verlauf des Arbeitshubes wird die Abreißfeder7 gespannt und hebt
sich von dem Bund 8a der Stellschraube8 ab.
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Fig. 2 zeigt die Stellung der Teile am Ende des ,@rbeitshubes, an
dem der Anker unmittelbar an dein Magnetpol anliegt. Infolge des großen Trägheitsmomentes
des Schwinghebels 17 bewegt sich dieser am Ende des Arbeitshubes in Richtung des
Pfeiles 23 weiter, so daß sich der Kontakt 12 vom Kontakt 9 abhebt und der Erregerstromkreis
des 'Magneten unterlirochen wird. Gleichzeitig entspannt sich die Abreißfeder 7
und erteilt dem Schwinghebel 17 über das Isolierstück 11 noch einen zusätzlichen
Impuls in Richtung des Pfeiles 23. Da das Trägheitsmoment des Schwinghebels 17 groß
gegenüber dem Trägheitsmoinent des Ankers 5 ist, wirkt dieser durch die Entspannung
der Abreißfeder 7 entstellende -Impuls auf :len Anker 5 zurück und reißt ihn unter
Überwindung ]er durch die remanente Induktion verursachten Haftwirkung von dem Pol
des Elektromagneten ab, worauf Zer Anker unter Wirkung der Rüekholfeder 4 in seine
durch den Anschlag 6 bestimmte Ausgangslage zurückkehrt. Wenn die durch sein Trägheitsmoment
verursachte Bewegung des Schwinghebels 17 in Richtung des Pfeiles 23 unter Spannen
der Feder 18 abgeklungen ist, verschwenkt diese Feder 18 den Schwinghebel 17 entgegen
der Richtung des Pfeiles 23, wobei die Sperrklinke 14 in die Zähne des Sperrades
15 eingreift. Diese Rückbewegung unter Einfluß der Feder 18 geht sehr langsam vor
sich, weil das Sperrad 15 ein gehemmt ablaufendes Uhrwerk antreibt. Infolge dieser
Verschwenkung entgegen der Richtung des Pfeiles 23 kommt der Kontakt 12 am Kontaktarm
13 des Schwinghebels 17 wieder in Berührung mit dem Kontakt 9 des in Ausgangsstellung
befindlichen Ankers 5, wodurch der Spulenstromkreis wieder geschlossen wird, so
daß das Arbeitsspiel wieder beginnt.
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Ein vorzeitiges Öffnen der Kontakte 12 und 9 infolge der stetig zunehmenden
Spannung der Abreißfeder 7 tritt während des Arbeitshubes. des Ankers 5 nicht ein,
weil der starken Beschleunigung des Ankers durch die Massenträgheit des Schwinghebels
17 ein großer Widerstand entgegengesetzt wird. Wird die Abreißfeder 7 so justiert,
daß am Ende des Arbeitshubes ihre Vorspannung nur gering ist, so bleibt der Anker
5 nach der Öffnung des Spulenstromkreises am Pol des Eisenkernes 1 kleben. Die Arbeitsweise
des Svstems wird dadurch jedoch nicht gestört, weil während des unter Wirkung der
Aufzugsfeder 18 erfolgenden Ablaufes des Uhrwerks sich das Isolierstück 11 am Arm
13 des Schwinghebels 17 an das vordere Ende 10 der Abreißfeder 7 anlegt und diese
Feder in zunehmendem Maße zurückdrückt, so daß der Ankers abgehoben wird, bevor
sich die Kontakte 9 und 12 erneut berühren können. Da zwischen dem Abschalten des
Spulenstromkreises und dem Zurückdrücken der Abreißfeder 7 durch den Arm 13 während
der rückläufigen Bewegung eine geraume Zeit verstrichen ist, ist die remanente Induktion
im Eisenkern 1 so weit abgeklungen, daß nur noch eine geringe Kraft erforderlich
ist, um den Anker von den Polen abzuheben.
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Versuche haben ergeben, daß die Einstellung der Vorspannung der Abreißfeder
7 in verhältnismäßig weiten Grenzen geändert werden kann, ohne daß die Betriebssicherheit
des Impulsaufzuges beeinträchtigt wird.
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Bei entsprechender Vorspannung und Dimensionierung der Abreißfeder
7 kann auch auf die Rückholfeder 4 ganz verzichtet werden. Der Kontaktarm 13 des
Schwinghebels 17 schiebt dann unter dem Einfluß der Ablaufbewegung des Uhrwerkes
den Anker 5 an der Abreißfeder 7 langsam vor sich her, bis sich die Kontakte 9 und
12 berühren, womit ein neuer Arbeitshub eingeleitet wird. Die Länge des abgebogenen
Endes 10 der Abreißfeder 7 kann dabei so gewählt sein, daß der Anker 5 durch die
rückläufige Bewegung des Schwinghebels 17 bis zum Anschlag 6 zurückv erschwenkt
wird, ohne daß sich die Kontakte 9 und 12 berühren, und daß in dieser Ausgangsstellung
des Ankers durch weiteres, dem Ablauf des Uhrwerks entsprechendes Verschwenken des
Armes 13 entgegen der Richtung des Pfeiles 23 zunächst die Abreißfeder7 etwas gespannt
wird und sich dann erst die Kontakte 9 und 12 berühren, wodurch der Arbeitshub eingeleitet
wird.
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Die Antriebskraft, die in dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
unmittelbar auf die Schwungmasse übertragen wird, kann auch über ein oder mehrere
Zwischenglieder auf einen Schwinghebel übertragen werden. An Stelle des Schwinghebels
17 kann auch, wie Fig. 4 zeigt, ein Schwungrad 17' treten,
das einen
sich radial erstreckenden, an einer Stirnfläche des Schwungrades 17' befestigten
Kontaktarm 13' aufweist.
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In den Fig. 5 und 6 ist die Anwendung der Erfindung bei einem System
erläutert, in dem der Anker 5" U-förmig ausgebildet ist und mit einem Kontakt 5"'
verbunden ist, der die Abreißfeder 7" und den Kontakt 9 trägt. Das Werk wird durch
das Gewicht 20'
angetrieben, das vom Anker 5 in seine obere Grenzlage gehoben
wird.
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In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die
sich von den im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen dadurch unterscheidet,
daß die Aufzugsfeder 18' zugleich als Abreißfeder dient. Das Schwungrad 17' ist
mit der drehbar gelagerten Welle 24 fest verbunden, durch die in ähnlicher Weise
wie bei der in den Fig. 1 und ? dargestellten Ausführungsform über eine Klinke 14
ein Uhrwerk antreibbar ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist als Aufzugsfeder
eine Spiralfeder 18' gewählt, deren eines Ende an der Welle 24 befestigt ist. Das
freie Ende dieser Spiralfeder 18' ist bei 25 an dem langen Arm 26 eines um die Achse
28 schwenkbaren Hebels 26, 26' angelenkt. Der kurze Arm 26' dieses Hebels arbeitet
am Ende des Arbeitshubes mit dem Anker 5 zusammen.
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Während des Arbeitshubes wird das Schwungrad in Richtung des Pfeiles
29 beschleunigt, wobei die Aufzugsfeder 18' durch die Mitnahme ihres inneren Endes
auf der Welle 24 aufgezogen wird. Kurz vor dem Ende des Arbeitshubes kommt der Anker
5 mit dem kurzen Arm 27 des Hebels 26, 27 in Berührung und verschwenkt ihn in Richtung
des Pfeiles 30, so daß die Aufzugsfeder 18' nun zusätzlich durch Verschwenken des
Anlenkpunktes 25 in Richtung des Pfeiles 30 gespannt wird. Die gespannte Aufzugsfeder
18' sucht den Hebel 26, 26' entgegen der Richtung des Pfeiles 30 zu verschwenken,
wobei der kurze Arm 26' den Ankers von dem Pol des Eisenkernes des Elektromagneten
ablöst. Dieses Ablösen des Ankers 5 kann sofort nach der Trennung der Kontakte 9
und 12 oder aber erst später erfolgen, wenn die remanente Induktion in dem Eisenkern
so weit abgeklungen ist, daß die durch sie erzeugte Haftung des Ankers 5 durch die
durch die Hebelübersetzung 26, 26' verstärkte Kraft der Aufzugsfeder 18' überwunden
wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung steht zum Abreißen des Ankers 5 von
dem Magnetpol stets die ganze Kraft der Aufzugsfeder 18' zur Verfügung.
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In den Fig. 1 bis 5 sind die Teile stets so gezeichnet, daß die Abreißfeder
erst in der zweiten Hälfte des Arbeitshubes gespannt wird und daß die Drehachse
des Ankers, die Drehachse des Kontaktarmes 13 und der Anker so zueinander angeordnet
sind, daß diese Drehachsen und der Anker am Ende des Arbeitshubes in einer Ebene
liegen. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei anderer Anordnung der erwähnten
Teile verwirklichen.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei einer elektrischen Uhr
beschränkt, sondern kann mit Vorteil überall dort verwirklicht werden, wo durch
einen elektromagnetischen Impulsaufzug mit Klappankersystem eine sich gehemmt wieder
entspannende Aufzugsfeder angetrieben wird.