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Batteriegespeiste Synchronuhr Zusatz zum Patent: 1080 488
Gegenstand
des Patentes 1080 488 ist eine Motoruhr, insbesondere Synchronuhr, -mit einem
Ringspulenstator, dessen Ringspulenhohlraum in seinem Innendurchmesser so viel größer
als die Motorwelle ist, daß im Hohlraum Räderwerksteile unterbringbar sind, deren
wesentliche Merkmale darin bestehen, daß der Ringspulenhohlraum und das Räderwerksystem
so aufeinander abgestimmt sind, daß das gesamte, von Platinen getragene Räderwerk
vom Motor zu den Uhrzeigern einschließlich der Lagerplatinen im Hohlraum der Spule
unterbringbar ist. Weiterhin ist vorgesehen, daß der Läufer als Außenläufer ausgebildet
ist, vorzugsweise als Leichtmetalltrommel mit darin eingesetztem Hysteresesband.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine
vordere Tragplatte einerseits mit der Vorderplatine des Räderwerks verbindbar ist
und andererseits einen solchen Durchmesser aufweist, daß sie als vordere Abschlußplatte
für die Ringspule dienen kann. Unter Umständen kann auch ein trommelförmiger Abschlußdeckel
vorgesehen sein, der Rotor, Stator und Räderwerk übergreift und mit der vorderen
Tragplatte verbindbar ist.
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Die Erfindung besteht in einer zweckmäßigen Weiterbildung des Gegenstandes
des Hauptpatentes, und zwar betrifft diese Weiterbildung die Art der Energieversorgung.
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Es ist an sich bereits bekannt, Steuer- und Triebspulen eines Transistorkreises
als Motorspulen eines Synchronmotors zu verwenden, wofür sowohl reine Verstärkerschaltungen
mit nur zeitweiliger Kopplung der Spulen durch die bewegten Magnete des Läufers
als auch elektrische Schwingungskreise mit ständiger enger Kopplung der Spulen vorgesehen
sein können. Weiterhin ist inzwischen auch vorgeschlagen worden, einen Synchronmotor
mittels eines durch eine Unruh synchronisierten Sperrschwingers zu betreiben.
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Keine dieser bekannten oder vorgeschlagenen Anordnungen ist jedoch
bisher als Antriebsorgan für eine Synchronuhr mit der speziellen Bauart des Ringspulenstators
und des Räderwerks vorgesehen worden, wie sie Gegenstand des Hauptpatentes ist.
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Die Erfindung ist nun bei einer Uhr nach dem Hauptpatent gekennzeichnet
durch die Anwendung zweier an sich bekannter Statorspulen, die im Ein-und Ausgang
eines elektronischen Schaltelements z. B. eines Transistors liegen und mit diesem
zusammen einen niederfrequenten elektrischen Oszillator bilden, der durch eine im
Ausgang des Kreises liegende Batterie speisbar ist und die zum Betrieb des Motors
erforderlichen Wechselströme liefert, jedoch derart abgewandelt, daß die beiden
Statorspulen, die gleichzeitig die Spulen im Eingang und Ausgang des elektronischen
Oszillators sind, durchgehend koaxial als Ringspulen, vorzugsweise mindestens teilweise
konzentrisch, zueinander und zum Hystereseläufer liegen.
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Hierdurch wird einerseits der Vorteil erreicht, daß die durchgehend
koaxiale und vorzugsweise mindestens teilweise konzentrische Anordnung der beiden
Ringspulen, die für derartige elektronische Antriebe mit einem Transistor als besonders
zweckmäßig vorgeschlagen worden sind, sich bei der Ausführungsform der Motorspulen
gemäß dem Hauptpatent auch für eine zweite (Steuer-)Spule ohne weiteres ausführen
läßt und deshalb kein besonderer konstruktiver Aufwand erforderlich ist. Andererseits
ist diese Anordnung gerade im vorliegenden Fall besonders verlustarm; denn obwohl
die Spulen der Wicklung keine Luftspulen sind, sondern auf Hohlkernen aus Eisen
angeordnet sind, damit ein erheblicher Luftraum zur Aufnahme des Räderwerks geschaffen
wird, sind die hierbei auftretenden Eisenverluste immerhin wesentlich geringer als
diejenigen, die bei den bekannten Anordnungen dieser Art meist verwendete Eisenvollkerne
oder Voll-Eisen-Läufer bedingen.
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Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei den vorgesehenen niedrigen
Oszillatorfrequenzen die Eindringtiefe in vorhandenes Kernmaterial noch verhältnismäßig
groß ist. Vorteilhafterweise sind beide Wicklungen konzentrisch zueinander angeordnet
und so dimensioniert, d. h. bezüglich ihrer Amperewindungszahlen bemessen,
daß eine maximale Erregung des Statormagnetfeldes gewährleistet ist. Das elektronische
Steuerungsglied bzw. der Transistor und gegebenenfalls etwa sonst noch für die Oszillatorschaltung
benötigte Schaltungsglieder können unter Umständen gemeinsam mit dem Laufwerk gleichfalls
innerhalb der Spulenanordnung untergebracht werden. Ist
allerdings
der Läufer als Innenläufer ausgebildet oder der Innenraum aus anderen Gründen beschränkt,
so muß unter Umständen der Transistor usw. außerhalb des von den Spulen umschlossenen
Raumes angeordnet werden.
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Eine weitere zweckmäßige Vereinfachung der Synchronmotoranordnung,
durch die wegen des etwaigen Einbaus eines Transistors und sonstiger Teile entstehender
Mehraufwand an Arbeit und Arbeitsgängen wieder ausgeglichen werden kann, besteht
darin, daß der ringfönnige Rückschlußteil des Stators, der nach dem Hauptpatent
in den Spulenkörper innen lose eingelegt und von außen festgeklemmt wurde, mit den
äußeren Polschuhringen durch Punktschweißung verbunden wird. Schließlich kann zweckmäßig
die Batterie bzw. eine Baueinheit aus Batterie und Nachladegerät der Ringstatorforin
so angepaßt werden, daß beide Teile zusammensteckbar sind.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsfonn des Synchronmotors nach
der Erfindung beispielsweise dargestellt. Die Zeichnung entspricht im wesent-Echen
der Zeichnung des Hauptpatentes. Die übereinstimmenden Teile sind mit denselben
Bezugszeichen versehen.
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Die ringförmige Wicklung 1 des Stators ist nach Art eines Spartransformators
aus zwei konzentrischen Teilwicklungen gebildet, von denen zwei Anzapfungen
A und B zum Ein- und Ausgang eines Transistorkreises führen. Dieser besteht
aus einem Transistor 20, einer Gleichspannungsquelle 21, insbesondere Batterie,
und einem Handschalter 22, der nur zur Inbetriebnahme der Uhr dient, also in geöffnetem
Zustand die Lagerung der Uhr komplett n-üt eingebauter Batterie gestattet. 2, 4,
5 und 7 bedeuten Eisenscheiben mit am Ende umgebogenen Pollaschen,
welche derart in bekannter Weise ausgebildet und zueinander angeordnet sind, daß
am Außenrand der Wicklung 1
zwei kammartig ineinandergreifende Kränze von
Spaltpolen entstehen. Die äußeren Polringe 4 und 7
sind mit dem Rückschlußring
19 punktverschweißt. Die Pollaschen 2 sind mit der Kupferscheibe
6 und die Pollaschen 5 sind mit der Kupferscheibe 3 punktverschweißt.
Mit 10 ist ein den Läufer bildender nahtloser Ring bezeichnet, der aus einem
Material hoher Koerzitivkraft, insbesondere Kobaltstahl, besteht. Der Läufer wirkt
entweder als Hystereseläufer oder ist mit punktförmigen Magnetisierungen versehen.
Der Ring 10 liegt in einer Aluminiumtrommel 8, die auf der Hohlwelle
9 sitzt, durch die die Minutenwelle 13 hindurchgeführt ist.
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In das von der Wicklung 1 umschlossene Innere 11
ist
ein Uhrwerk 18 an sich bekannter Bauart mit einem Untersetzungsgetriebe eingesetzt,
von dem nur einige Zeigerwerksräder 12 vor der Platine 18 liegen. Um den
Rand der Platine 16 ist der Rand des Gehäuses 15 herumgebörtelt.
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Die Batterie 20 ist zweckmäßigerweise der Form des Synchronmotors
und/oder derjenigen des rnechanischen Laufwerkes angepaßt. Sie ist zweckmäßigerweise
einschließlich des Ladegerätes ebenfalls scheibenförmig ausgebildet, so daß sie
auf den Motor aufsetzbar und gegebenenfalls mindestens teilweise in das Innere
11 der Wicklung einschiebbar ist. Durch geringe Vergrößerung der Bauhöhe
bei entsprechender Verringerung des Durchmessers des Wicklungsringes läßt es sich
erreichen, daß die Ladegerät-Batterieanordnung als scheibenförmiger Einsatz im Inneren
11 des Motors angeordnet werden kann. Der Synchronmotor bildet dann mit dem
Batterieaggregat zusammen einen einheitlichen Bauteil, in beziehungsweise an den
von der anderen Seite her Laufwerke verschiedener Art, im vorliegenden Fall Uhrwerke
nach dem Hauptpatent, ein- bzw. ansetzbar sind. Der Motor ist zweckmäßigerweise
mit entsprechenden Kontakten zu versehen, die die elektrische Verbindung zum Batterieaggregat
herstellen, wenn dieses in den Motor eingesetzt wird. Zum Nachladen der Batterie
kann entweder das Batterieaggregat aus dem Motor herausgenommen werden und mittels
der freilegbaren Stecker an eine Netzsteckdose angeschlossen werden, oder es können
die Stecker für die Netzsteckdose mittels eines ebenfalls im Motor untergebrachten
Kabels herausgeführt werden; in diesem Fall kann das Nachladen der Batterie unter
Umständen sogar während des Betriebes des Laufwerkes bzw. der Uhr vorgenommen werden.
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Eine in der soeben beschriebenen Art aufgebaute Synchronuhr kann überall
eingebaut werden, wo ein Netzanschluß nicht oder nicht ständig vorhanden ist, beispielsweise
in Fahrzeugen, in einem Reisekoffer, in einem getrennt aufgestellten Lautsprecher
usw.