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Elektrisch angetriebener mechanischer Schwinger Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrisch angetriebenen mechanischen Schwinger, insbesondere eine
elektrisch angetriebene Uhrenunruh, wobei sowohl die Zuführung des Stromes wie auch
seine Abführung zu und von einem mit dem Schwinger bewegten Teil durch eine vorzugsweise
spiralförmige Rückstellfeder erfolgt.
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Es ist bereits bekannt, eine elektrische Spule, die auf der Unruh
einer Uhr angebracht ist, einmal über die übliche, zur Unruhbewegung benötigte Spiralfeder
ständig mit dem einen Pol einer Stromquelle und über eine sich rhythmisch öffnende
Kontaktverbindung mit dem anderen Pol der Stromquelle zu verbinden. Diese Anordnung
ist bei einfachen elektrischen Antrieben mit Kontaktsteuerung brauchbar und zweckmäßig,
hat aber alle allgemein bekannten Nachteile der sehr häufig betätigten mechanischen
Kontakte. Es ist ferner bekannt, eine auf der Unruh angeordnete Spule dadurch mit
der übrigen elektrischen Einrichtung der Uhr zu verbinden, daß in der Nähe der beiden
Unruhwellenlager je eine isolierte Spiralfeder angeordnet ist, die als elektrische
Zuleitungen zu der Unruhspule dienen. Diese Anordnung genügt zwar in elektrischer
Hinsicht und wäre z. B. auch für kontaktlose elektrische Steuerungen mit auf der
Unruh befindlichen Spulen an sich geeignet, doch hat die mechanische Ausführung
insofern einen Nachteil, als diese Anordnung der Spiralfedern eine verhältnismäßig
große axiale Bauhöhe benötigt, die besonders bei den heute allgemein geforderten,
flachen Armbanduhren nicht zur Verfügung steht. Zur Steuerung elektrischer Elemente,
wie einer Batterie, von Spulen und einem Kondensator, die Teile eines elektrischen
Uhrenantriebes bilden, ist es ferner bekannt, zwei elektrisch isolierte Spiralfedern
nebeneinander in Unruhachsrichtung gesehen anzuordnen, von denen die eine außer
der Stromzuführung auch zur Kontaktgabe und die andere lediglich als elektrische
Verbindungsleitung dient. Auch hier ergibt sich eine verhältnismäßig große Bauhöhe
durch diese Anordnung der Spiralfedern.
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Bei elektrisch angetriebenen mechanischen Schwingern, insbesondere
elektrisch angetriebenen Uhrenunruhen, wobei sowohl die Zuführung des Stromes wie
auch seine Abführung zu und von einem mit dem Schwinger, insbesondere der Unruh,
bewegten Teil, vorzugsweise einer mit der Unruh fest verbundenen Spule, durch eine
vorzugsweise spiralförmige Rückstellfeder erfolgt, insbesondere für kontaktlos durch
elektronische Schaltungen, insbesondere Röhren- oder Transistorschaltungen, gesteuerte
elektrische Uhren, ist zur Beseitigung der genannten Mängel die Anordnung erfindungsgemäß
so getroffen, daß eine mindestens teilweise aus nichtmetallischem isolierendem Material
bestehende Spiralfeder derart verwendet wird, daß die Spiralfeder zwei elektrisch
leitende; sich mindestens über ihre wirksame Länge erstreckende und in den Stromkreis
des vom Schwinger getragenen Teiles geschaltete Leiterstücke und ein die beiden
isolierendes Isolierstück aufweist, die miteinander zu einer Baueinheit vereinigt
sind, wobei mindestens eines der drei Stücke federnd ausgebildet ist. Diese Anordnung
der Federn benötigt, in Unruhachsrichtung gesehen, lediglich die Höhe einer einzigen
Spiralfeder, so daß nunmehr keine größere Bauhöhe im Vergleich zu der üblichen Unruhkonstruktion
benötigt wird. Die erfindungsgemäße Baueinheit besitzt eine einheitliche Federwirkung.
Dabei ist es möglich, entweder alle drei Stücke oder nur zwei derselben, gegebenenfalls
auch nur eines, federnd auszubilden. Zwar ist es häufig zweckmäßig, die Leiterstücke
als Federn zu benützen, doch könnte ohne weiteres entweder das Isolierstück allein
für sich oder zusammen mit den Leiterstücken eine Federwirkung aufweisen.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß es bereits bekannt
ist, Unruhfedern aus keramischem, d. h. aus isolierendem Werkstoff herzustellen;
diese sind jedoch nur an den Spiralfederenden, also den Befestigungspunkten, mit
kurzen Metallbelägen versehen, um die Lötarbeit zu erleichtern, ohne daß dabei überhaupt
daran gedacht ist, die Spiralfeder als Stromleiter zu verwenden.
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Im allgemeinen wird bei zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung
eine vorteilhafte Konstruktion dann erreicht, wenn die drei Stücke im wesentlichen
parallel zueinander angeordnet sind. Hierbei ist es ganz gleichgültig, welche Teile
außen oder innen liegen, sofern nur das Isolierstück die beidenLeiterstücke
gegeneinander
isoliert. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, daß das Isolierstück
sich zwischen den Leiterstücken befindet, und es können in diesem Fall sämtliche
drei Stücke streifenförmig sein und lagenweise übereinanderliegen, oder es können
die drei Stücke als ineinandergesteckte Rohre ausgebildet sein, wobei das innerste
Stück, im allgemeinen ein Leiterstück, auch massiv sein kann.
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Gegebenenfalls können auch die beiden Leiterstücke nebeneinander auf
dem Isolierstück angeordnet sein, und um bei dieser Konstruktion eine möglichst
geringe axiale Ausdehnung zu erreichen, können beispielsweise die Leiterstücke sehr
schmal oder auch als Drähte ausgebildet sein. Sofern dann diese Leiterstücke keine
ausreichende Federwirkung besitzen, kann diese ganz oder teilweise vom Isolierstück
übernommen werden.
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Die Spiralfederanordnung wird wie üblich mit dem einen Ende an der
Unruh und mit dem anderen Ende an einem stationären Teil der Uhr befestigt. Im letzteren
Fall ist es ohne weiteres möglich, elektrische Leitungen mit den Leiterstücken zu
verbinden. Bei der Befestigung des Leiterendes an der Unruh ist darauf zu achten,
daß die mit den beiden Leiterstücken in Verbindung stehenden Teile der Unruh gegeneinander
isoliert sind. Gegebenenfalls kann gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung
der Erfindung ein in zwei Hälften geteilter Ringkörper hierzu verwendet werden,
und es können dann die Leiterenden in einen schlitzartigen Raum zwischen den beiden
Ringhälften derart eingebracht werden, daß diese Leiterenden mit den beiden gegeneinander
isolierten Ringhälften in elektrischer Verbindung stehen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht einer elektrisch betriebenen Unruh, Fig.
2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der
Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine schaubildliche
Ansicht eines Teiles der Spiralfederanordnung nach Fig. 1 bis 4, und Fig. 6 bis
9 schaubildliche Ansichten von Teilen weiterer Ausführungsbeispiele der Spiralfederanordnung.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 ist eine Unruhwelle mit
10 bezeichnet, die bei 11 und 12 in bekannter Weise gelagert ist. Auf der Unruhwelle
ist ein Schwingkörper 15 befestigt, an dem eine Spule 16 starr angeordnet ist. Auf
die Anschlüsse dieser Spule wird weiter unten eingegangen. Auf der Unruhwelle 10
ist ferner eine Isolierbuchse 17 angebracht, und auf dieser sind zwei aus elektrisch
leitendem Material bestehende Ringhälften 20 und 21 befestigt, zwischen denen Schlitze
vorgesehen sind. Der eine Schlitz ist durch einen Isolierkörper 22 ausgefüllt, und
in den anderen Schlitz ragt das eine Ende einer als ganzes mit 25 bezeichneten Spiralfeder
hinein. Diese Spiralfeder besteht aus einem äußeren streifenartigen Leiterstück
26 und einem inneren streifenartigen Leiterstück 27, zwischen denen ein Isolierstück
28 angeordnet ist. Wie aus Fig. 4 deutlich hervorgeht, ist das äußere Leiterstück
26 mit der Ringhälfte 20 und das innere Leiterstück 27 mit der Ringhälfte 21 elektrisch
leitend verbunden, und es ist nun die Anordnung so getroffen, daß die beiden Ringhälften
20, 21, das Isolierstück 22 und das eine mit 30 bezeichnete Spiralfederende zu einem
festen Körper vereinigt sind, was beispielsweise in bekannter Weise durch Vergießen
mit Kunstharz erreicht werden kann. Eine axiale Verschiebung des vorerwähnten Bauteiles
und der Isolierhülse 17 wird durch eine Feststellschraube 32 verhindert.
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Die zuletzt genannte Schraube 32 kann dazu verwendet werden, um eine
elektrisch leitende Verbindung zwischen der Ringhälfte 21 und der Unruhwelle 10
herzustellen, und es wird nun das eine Ende der Magnetspule 16 mit einem Teil der
Unruh, beispielsweise dem Schwingkörper, wie bei 34 dargestellt, elektrisch leitend
verbunden. Das andere Ende der Spule 16 ist über eine Leitung 36 an der Ringhälfte
20 angeschlossen.
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Durch die vorerwähnte Anordnung ist es nun möglich, die Spiralfeder,
die bei 37 isoliert an einem stationären Teil befestigt ist, mit den übrigen Teilen
.des elektrischen Antriebes zu verbinden.
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Die elektrische Antriebseinrichtung weist außer der bereits erwähnten,
auf der Unruh befestigten Spule 16 noch eine stationäre Spule 40, zwei stationäre
Magnete 41 und 42, ferner eine gittergesteuerte Röhre 44 bzw. einen Transistor,
eine Batterie 48 und eine Drosselspule 49 auf. Durch die in Fig. 1 eingezeichneten
Verbindungen entsteht so eine Oszillatorschaltung, mit deren Hilfe die Unruh in
ständiger Schwingung gehalten werden kann. Diese Antriebseinrichtung bildet den
Gegenstand einer älteren Anmeldung und ist daher hier im einzelnen nicht näher beschrieben.
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In Fig. 5 ist ein Querschnitt der in den Fig. 1 bis 4 verwendeten
Spiralfeder in größerem Maßstab dargestellt, und es sind die Leiterstücke ebenfalls
mit 26 und 27 und das Isolierstück mit 28 bezeichnet. Die drei Stücke können in
beliebiger Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise dadurch, daß sie miteinander
verklebt werden. Gegebenenfalls können die Innenflächen der Leiter so gestaltet
sein, daß sie mit der Isolierschicht eine gute mechanische Verbindung eingehen,
was beispielsweise durch Aufrauhen geschehen kann. Gegebenenfalls ist es gar nicht
notwendig, eine völlig getrennte Isolierschicht 28 vorzusehen und diese dann mit
den Leiterstücken zu verbinden, sondern es kann gegebenenfalls in an sich bekannter
Weise die eine Oberfläche eines oder beider Leiterstücke durch eine entsprechende
Behandlung mit einer nichtleitenden Schicht, beispielsweise einer Oxydschicht, überzogen
werden, und in diesem Fall können die so behandelten Leiter mit den entsprechenden
Flächen unmittelbar miteinander verbunden werden.
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Fig. 6 zeigt zwei Leiterstücke 50 und 51, die auf einem entsprechend
breiten Isolierstück 52 angebracht sind.
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Ferner ist es auch möglich, die Spiralfeder in der Weise auszubilden,
daß nur ein einziges Stück als eine Art federndes Trägerstück ausgebildet ist und
die beiden anderen Stücke auf dieses Trägerstück als dünne Schichten, beispielsweise
durch Aufdampfen, aufgebracht werden. Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 7 dargestellt,
und es ist hier das leitende Trägerstück mit 45, die Isolierschicht mit 46 und die
zweite, dünne Leiterschicht mit 47 bezeichnet.
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In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spiralfeder schematisch
angedeutet. Hier ist das äußere Leiterstück 55 als Rohr ausgebildet, und innerhalb
dieses Rohrstückes ist ein ebenfalls rohrförmiges Isolierstück 56 angeordnet. Das
zentrale Leiterstück 57 ist vorzugsweise massiv als Draht ausgebildet.
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Eine ähnliche Anordnung wie Fig.8 zeigt Fig.9, und der Unterschied
besteht nur darin, daß die Leiterstücke 60 und 61 und das Isolierstück 62 flach
ausgebildet sind.