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Kontakt-Einrichtung für Uhren und andere zeithaltende Geräte Die Erfindung
bezieht sich auf eine Kontakteinrichtung für Uhren und andere zeithaltende Geräte,
die mit einem Unruhschwinger mit Spule und einem als Hebelstift ausgebildeten einmetallischen
Kontaktstift, der in ein durch einen Permanentmagneten oder mechanisch gesperrtes
stromleitendes Schaltrad eingreift, versehen ist und bei der zur Kontaktgabe eine
Feder vorgesehen ist.
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Es sind Zeitmeßeinrichtungen bekannt, deren Frequenznorinale
als mechanische Schwinger -und insbesondere als Unruhschwinger ausgebildet sind.
Diese Schwinger werden elektrisch angetrieben, und zwar wird durch die Frequenz
des Schwingers ein Stromkreis periodisch geöffnet und geschlossen. Die Antriebsenergie
wird dabei von diesem Stromkreis geliefert und auf mechanischem Wege dem Gangordner
zugeführt. Die den Stromkreis dabei steuernden Kontakte haben im Laufe der Entwicklung
verschiedenartige Ausführungsformen erhalten.
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So ist eine Kontakteinrichtung zur Steuerung von elektrischen Gangordnem
in Armbanduhren bekannt, deren Kontaktschluß durch eine lange Feder gesteuert wird.
Bei dieser Einrichtung ist an der Unruh oder am Plateau der Unruh ein Hebelstift
befestigt, der beim Schwingen an eine lange Feder stößt und dabei den Stromkreis
über Feder, Hebelstift, Spule und Spirale über ein Primärelement schließt.
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Beim Rückgang des Gangordners wird die gleiche Feder, nachdem beim
Ausschwingen der Unruh der Kontakt geöffnet war, wieder vom Hebelstift berührt.
Hierbei wird aber der Stromkreis nicht wieder geschlossen, da die Feder auf ihrer
anderen Seite mit einem isolierenden Steinplättchen versehen ist. Diese Kontakteinrichtung
ist sehr störanfällig, da sich beim Reparieren des Uhrwerkes dieser lange Federdraht
leicht verbiegt und eine einwandfreie Justierung meist nicht mehr zu erreichen ist.
Außerdem ist es schwierig, eine Justage für eine bestimmte Kontaktdauer vorzunehmen,
da dadurch die am Gangordner wirkende Federgegenkraft unmittelbar in die Schwingungsamplitude
eingeht.
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Weiter ist eine Kontakteinrichtung bekanntgeworden, die die Nachteile
dieser langen Feder umgeht. Hierbei wird die Kontaktgabe über ein Schaltrad, das
über ein Trieb das Zeigerwerk antreibt, vorgenommen. Dieses Schaltrad hat eine sägezahnförmige
Verzahnung, in die. der Hebelstein eingreift. Dabei wird bei jeder Vollschwingung
dieses Kontaktrad um eine Zahnteilung weiterbewegt. Dabei ist der Hebelstein so
ausgeführt, daß er einseitig mit einer leitenden Belegung versehen ist, die die
Verbindung zu einem Spulenende herstellt. Die Verbindung zum Primärelement wird
hier durch eine auf dem Schaltrad schleifende Feder hergestellt. Diese Anordnung
ist fertigungsmäßig sehr aufwendig, da die Anbringung der leitenden Belegung sowie
der Aufbau des Schaltrades mit großen Kosten verbunden ist, und sie neigt zu Prell-
und Schwingerscheinungen, die sich ungünstig auf die Gangeigenschaften der Uhr auswirken.
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Weiter ist eine Kontakteinrichtung bekannt, die zur Schließung eines
Stromkreises einen an der Unruhwelle befestigten Nocken zum Drücken einer Kontaktfeder
gegen eine kontaktgebende Auflage benutzt und diese Auflage selbst als Kontakt ausgebildet
ist. Dieser Kontakt ist in seinem Aufbau sehr kompliziert. Es sind weiterhin Kontakteinrichtungen
bekanntgeworden, bei denen das Schaltsystem durch eine Folge Unruh mit Kontaktstift,
leitendes Schaltrad und kontaktgebende Rastfeder dargestellt ist. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß in beiden Drehrichtungen der Unruh Energie aus der Stromquelle
entnommen wird, was die Lebensdauer der Batterie wesentlich herabsetzt. Außerdem
ist eine Einjustierung der günstigsten Kontaktzeit nicht ohne weiteres möglich.
Ein weiterer Nachteil liegt in der Wirkung des Federgesperres, die ziemlich hart
erfolgt, so daß zur überwindung der Rastlage ein großer Energieaufwand erforderlich
ist.
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In der gleichen Art sind Anordnungen bekannt, die die Unterdrückung
des Blindirnpulses durch besondere Kontaktausbildung in der Rastfeder mittels eines
unterbrochenen Kontaktschuhes vornehmen. Diese Anordnungen besitzen neben einem
großen Aufwand eine hohe Störanfälligkeit, da sie infolge ihrer Kleinheit fertigungsmäßig
defizil und toleranzkritisch sind. Ein Einjustieren ist nach Einbau ebenfalls
nicht
mehr möglich. Ein weiterer Nachteil liegt in der Doppelfunktion der Feder, die gleichzeitig
als Kontakt- und Sperrfeder wirkt, woraus eine harte Sperrung resultiert.
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Zur Unterdrückung des Rückimpulses ist eine weitere Einrichtung bekannt,
die aus zwei Schalträdern besteht, von denen das eine aus leitendem Werkstoff und
das andere, um einen Winkel dazu verdreht, aus Isoliermaterial besteht. Diese Schaltwerkanorcbiung
hat wiederum den Nachteil einer zu harten Kontaktgabe, da die Kontaktfeder gleichzeitig
hemmendes Organ ist.
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Es ist weiterhin bekanntgeworden, zwischen Schaltrad und Stromquelle
eine,-ständige-V-erbindung herzustellen, so daß das Schaltrad dauernd unter Strom
steht. Der Kontakt wird hierbei durch die auf die Flanke des Schaltradzahnes treffende
Ellipse geschlossen. Diese Einrichtung neigt aber zu Prellkontakten, die zum Abbrand
der Ellipse führen. Außerdem muß die Ellipse hier mit einer einseitigen Belegung
versehen werden, wenn bei der Rückführung kein Impuls erfolgen soll.
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Dadurch, daß die Sperrfeder ununterbrochen an dem Schaltrad anliegt
und der Stromkreis durch den Kontaktstift geschlossen wird, kommt es bei Einleitung
der Drehbewegung durch den Schwinger zu Prellkontakten auf der Kontaktfläche des
Schaltrades. Das hat seine Ursache darin, daß der Anfangswiderstand im Moment der
Einleitung der Drehbewegung, bewirkt durch die Federsperrung, zu groß ist, so daß
der Kontaktstift zu hart anschlägt und oft mehrmals an dem Schaltrad aufprallt,
bevor der eigentliche Schaltkontakt hergestellt ist.
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Alle diese Anordnungen zur Unterdrückung des Rückimpulses haben
gemeinsam den Nachteil, daß zur Unterdrückung des Rückimpulses besonders ausgebildete
Elemente erforderlich sind, beispielsweise ein aus Isoliermaterial bestehendes Schaltrad
oder ein entsprechend ausgebildeter Kontaktschuh, um mit Sicherheit den Rückirnpuls
zu vermeiden. Außerdem ist der Energiebedarf von federnden Grenzkraftgesperren zur
überwindung der Federkraft sehr groß, so daß dafür schon ein erheblicher Teil der
Energie verlorengeht.
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Weiterhin ist auch schon bekanntgeworden, den Nachteil der Kontaktfed.er
mit Doppelfunktion zu
umgehen, indem die Sperrung des Schaltrades durch ein
herkömmliches Klinkengesperre erfolgt und die Feder lediglich zur Kontaktgabe dient.
Dieses Prinzip läßt sich aber nur bei Ankeruhren verwirklichen.
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Die Erfindung soll die Aufgabe lösen, die Nachteile der bekannten
Anordnungen zu vermeiden und eine Kontakteinrichtung zu schaffen, die ohne besonders
ausgebildete Rückünpulsunterdrückungsglieder den Rückimpuls vermeidet, wobei gleichzeitig
jegliche Preffkontakte ausgeschaltet werden sollen.
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Erfindungsgenläß wird diese Aufgabe so gelöst, daß eine Kontaktfeder
derart angeordnet ist, daß ihr kontaktseitiges Ende bei Einleitung des Schaltvorganges
nicht in Berührung mit dem Schaltrad steht, so daß der Schalt- und Kontaktgabevorgang
aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Berührungsphasen besteht. Weitere Merkmale
der Erfindung sind dem Ansprach 1 zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nachstehend an Hand von Zeichnungen
als Ausführungsbeispiel eingehend beschrieben und ün einzelnen dargelegt. Es- zeigt
F i gw 1 eine Draüfsicht auf die Kontaktanordnung, F i g. 2
eine perspekt-ivi che, Ansicht der Kontakt-s
anordnung, F i g. 3 die
Kontakteinrichtung in Ruhelage, F i g. 4 die Kontakteinrichtung im. Augenblick
der Kontaktgabe, F i g. 5 den Augenblick der Unterbrechung mit abgefallener
Kontaktfeder, F i g. 6 die Rückbewegung des Schaltrades.
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In F i g. 1 ist ein Schaltrad 1 mit einer Schaltradwelle
2, die in zwei hier nicht angeführten Lagerstellen gelagert ist, so dargestellt,
daß ein Rastmagnet 3 das Schaltrad 1 gerade in Ruhelage hält. -Das-Schaltrad
1 ist dabei über einen Trieb 4 mit weiteren, hier nicht dargestellten, aber
der Zeitmeßeinrichtung zugehörigen Rädern im Eingriff. Es besteht aus einem weichmagnetischen
Material, wie --. B.,u-Metall, und ist zur guten und einwandfreien Stromleitung
sowie zur Verhinderung einer Korrosion galvanisch oberflächenveredelt.
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Im Eingriff mit dem Schaltrad 1 steht ein Hebelstift
5, der in einem Plateau 6 befestigt ist. Das Plateau6 ist mit einer
isolierenden Kunststoffbuchse 7
ausgefüttert. Diese Kunststoffbuchse
7 ruht gemeinsam mit dem Plateau 6 auf einer Unruhwelle
8, die ihrererseits mit einer Spule versehen und mit der in der F i
g. 1 nicht dargestellten Unruh verbunden ist. Der Hebelstift 5 ist
das Kontaktstift ausgeführt. Er ist aus elektrisch leitendem Material hergestellt.
Seine Befestigung im Plateau 6 ist so, daß ein Stromübergang zwischen Plateau
6 und Hebelstift 5 leicht möglich ist, wobei das eine Ende der in
F i g. 2 dargestellten Unruhspule 16 auf diesem Plateau festgeklemmt
oder festgelötet ist.
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Eine Kontaktfeder 9 steht in einer der Zahnlücken des Schaltrades
1. Diese Kontaktfeder 9, die an einer Stelle 10 leicht abgewinkelt
ist, ist in einem Klemmstift 11, der durch eine Kunststoffbuchse 12 vom Material
einer Vorderplatine 13 isoliert ist, befestigt. # . Eine Exzenterschraube
14 ruht in einer isolierten Buchse 15 und ermöglicht ein Verstellen des Kontaktes
und damit der Kontaktdauer beim, Bewegen des Schaltrades 1 durch den Hebelstift
5.
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Die magnetische Sperrung durch den Rastmagneten 3 erfolgt analog
dem seit langem bekannten magnetischen Gesperreprinzip. In F i g. 2 ist die
Gesamtanordnung des Kontaktprinzips perspektivisch dargestellt und in Verbindung
mit dem Euergiespeicher erläutert. Wie hier ersichtlich, ist das Plateau
6 mit dem Hebelstift 5 im Eingriff mit dem Schaltrad 1.
Das
Plateau 6 ist hier mit einer Spule 16 verbunden. Anfang und Enden
dieser Spulen sind nicht sichtbar, aber in analoger Weise wie bei bekannten elektrischen
Uhren ün Stromkreis angeordnet. Demzufolge ist also die in einem Unruhreif
17 eingebettete Spule mit einer Spirale 18, die auf der Unruhwelle
8 aufgedrückt ist, verbunden. Ein Ende der Spirale 18 ist mit einem
Klötzchen 19 verstiftet. Das Klötzehen 19
ist wie bei mechanischen
Uhren in einem Unruhkloben befestigt, der gleichzeitig Lagerstelle für die Unruhwelle
8 ist. Eine Verbindung 20 zu einer Energiequelle 21 wird durch die hier nicht
dargestellten, aber zur mechanischen Uhr analogen Werkteile übernommen. Diese müssen
zur guten Stromleitung ebenfalls# galvanisch veredelt sein und sind ebenfalls auf
der Vorderplatine 13 befestigt.
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Der Minuspol der Spannungsquelle ist über eine leitende, aber vom
übrigen Aufbau getrennte Verbindung
22 mit dem Klemmstift
11 der Kontaktfeder verbunden. Die Kontaktfeder 9 greift in das Schaltrad
1 und stellt beim Schwingen der Spule die Verbindung im Stromkreis her.
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Die Exzenterschraube 14 dient, wie vorher schon angeführt, zur Einstellung
der günstigsten Kontaktzeit. Die Ezenterschraube 14 sowie der Klemmstift
11 sind durch isolierende Buchsen oder andere geeignete Isolierungen vom
Material der Vorderplatte 13
elektrisch getrennt.
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Der Schaltvorgang erfolgt nun so, daß entsprechend F i g. 3
der Stift 5 auf eine Flanke 23 des , Schaltrades
1 auftrifft. Da der Stift vollkommen aus leitendem Material hergestellt ist,
steht damit das Schaltrad 1 unter Spannung und liegt entsprechend den vorher
angeführten Figuren auf positivem Potential. Die dem Schwinger innewohnende Energie
drückt durch den Hebelstift das Schaltrad aus der vom Magneten 3 hergestellten
Ruhelage in der angegebenen Pfeilrichtung so lange, bis eine Zahnrückflanke 24 des
Schaltrades 1 mit der Kontaktfeder 9
in Verbindung steht. In diesem
Augenblick baut sich wie bei allen anderen bekannten elektrischen Uhren des gleichen
Antriebsprinzips ein magnetisches Feld um die von einem Bündel Spulendrähte gebildeten
elektrischen Leiter auf und stößt sich, da es auf der beweglichen Unruh befestigt
ist, vom ortsfest angebrachten Magneten 3 (F i g. 2) ab. Dabei wird
der Hebelstift mit dem Plateau weiter so bewegt, daß sich eine weitere Drehung des
Schaltrades 1 in der angegebenen Pfeilrichtung ergibt. Dieser Zustand ist
in F i g. 4 dargestellt.
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Kurz vor Austreten oder im Moment des Austretens des Hebelstiftes
5 aus der Zahnlücke des Schaltrades 1 fällt auch die Feder
9 von der Rückflanke 24 des Schaltrades 1 ab. Damit ist der Stromkreis
unterbrochen, und der Hebelstift 5 samt Plateau 6 und Unruh
17 bewegt sich mittels der ihm durch den Stromkreis erteilten Energie weiter
in der bisherigen Richtung. Zur Vollendung seines Ergänzungsbogens, wie von der
mechanischen Uhr her bekannt, während des Auslaufens des Hebelstiftes
5
aus der Zahnlücke des Schaltrades 1 wird das Schaltrad
1 durch den Rastmagneten 3 in eine weitere der Zähnezahl entsprechenden
Ruhelage gezogen. Bei Rückkehr des Schwingelementes läuft der Hebelstift
5
zunächst auf die Rückflanke 24 des Schaltrades 1,
wie in F i
g. 6 dargestellt. Dabei steht Schaltrad 1
wieder auf positivem Potential.
Die Rückbewegung des Schaltrades 1 und des Hebelstiftes 5 ist durch
die Pfeile 25 und 26 dargestellt. Bei dieser Rückbewegung des Schaltrades
1 durch den Hebelstift 5 wird ein zur Zeigerbewegung umgekehrtes Moment
eingeleitet. Dieser Schaltzustand ist in der F i g. 6 in gestrichelter Form
dargestellt.
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Obwohl auch in diesem Zustand die Kontaktfeder in eine Zahnlücke des
Schaltrades 1 hineinragt, wird jedoch der Kontakt nicht geschlossen.
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Die Unruh bleibt also zur Vollendung der Schwingung stromlos und erhält
entsprechend dem Dargelegten nur in einer Richtung einen Impuls. Der Schaltvorgang
erfolgt also so, daß ein Antriebsünpuls auf die Unruh nur dann wirkt, wenn das Schaltrad
um einen Zahn weiterbewegt wird.
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Demzufolge erfolgt nur bei wirklichem Energiebedarf des nachfolgenden
zeitanzeigenden Rüderwerkes eine Belastung der Energiequelle, und es erfolgt nicht
wie bei vielen bekannten ähnlichen Einrichtungen ein sogenannter Blindimpuls. Außerdem
ist durch diese Einrichtung eine Zweiteilung des Kontakt-Hebelstiftes überflüssig
geworden.