DE1235821B

DE1235821B - Elektrische Uhr mit selbstgesteuertem periodischem elektrischem Antrieb der Unruh

Info

Publication number: DE1235821B
Application number: DE1964H0051517
Authority: DE
Inventors: Hugo Hettich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-01-28
Filing date: 1964-01-28
Publication date: 1967-03-02

Description

Elektrische Uhr mit selbstgesteuertem periodischem elektrischem Antrieh der Unruh Die Erfindun,# bezieht sich auf die Ausbildung einer elektrischen Uhr mit selbstaesteuerten periodischem elektrischem Antrieb der Unruh, von welcher der Zeigerwerkantrieb mit weicher Kraftabgabe abaeleitet wird. Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere für Wand- und Tischuhren geeignet.
Es ist ein Klinkenantrieb zum An-trieb des Zeigerwerks einer elektrischen Uhr bekannt, bei welchem ein mechanischer Schwinger, der eine angenähert geradlinige Schwingungsbewegung ausführt und insbesondere als Stimmgabelschwinger ausgebildet ist, eine Klinke trägt, die in die Zähne eines Klinkenrades g einareift und dieses bei, jeder zweiten Halbschwin--ung um einen Zahn fortschaltet. Für die Bemessung der als Blattfeder ausgebildeten Klinke müssen bei der bekannten Einrichtung gewisse Bedingungen einaehalten werden: C Es muß die Blattfeder eine genügende, Steifigkeit besitzen, so daß die Frequenz ihrer Eigenschwingung größer ist als die Frequenz des Schwingers.
Andererseit& muß die Klinke biegsam genug sein, damit das Produkt aus der durchsie bei ihrer Rückwärtsbewegung auf den Zahn ausgeübten Kraft und dem Reibungskoeffizienten zwischen ihr und dem Zahn kleiner ist als die Bremskraf4 die auf das Schaltrad ausae.übt wird. Auch die Amplitude des Schwingers muß in bestimm. ten engen Grenzen gehalten werden, da anderenfalls die Klinke das Schaltrad verlassen würde.
Bei der durch die Erfindung geschaffenen elektrischen Uhr sind diese Mängel dadurch vermieden, daß das erste Schaltrad, des Zeigerwerkantriebs so zur Unruhachse angeordnet und eine Schaltklinke am Unruhsystem so angebracht ist, da3 - bei Verwendung- einer mit relativ hoher Frequenz und relativ kleiner Amplitude schwingenden Unruh - das Schaltrad praktisch während der. ganzen Dauer jeder zweiten Halbschwingung mit zur Nullage symmetrischer Kraftabnahme fortschaltbar ist.
Es ist an sich ein Zeitmeßwerk mit einer mit hoher Frequenz (von mindestens 30 Halbschwingungen pro Sekunde) schwingenden Unruh bekannt; diese Unruh wird durch eine Feder in Gang gehalten, die durch einen elektrischen Aufzuo, dauernd auf einer bestimmten Spannung gehalten wird. Bei dieser bekannten Unruh wird jedoch der Zeigerantrieb nicht durch eine von dem Unruhschwinger betätigte Schaltklinke bewirkt. Andererseits war es, bekannt, bei einer mit normaler Frequenz schwingenden Unruh eine Schaltfeder anzubringen-, die bei jeder zweiten Halbschwingung ein den Zeigerantrieb bewirkendes Klinkenrad C fortschaltet. Bei solchen mit normaler Frequenz und ,roßer Schwingungsweite betriebenen Unruhschwin gern tritt jedoch, das bei Verwendung einer mit relativ hoher Frequenz und relativ kleiner Amplitude schwingenden Unruh vorliegende Antriebsproblem nicht auf., Bei der erfindungsgeniäf# ausgebildeten Anordnung dauert die Fortschaltbewegung während einer ganzen Halbschwingung an, und zwar ohne Stöße, die ein Weiterspringen des Schaltrades herbeiführen könnten. Uni jeweils bei der zwischen aufeinanderfolgenden Vorschubschwingungen liegenden Halbschwingung ein Zurückführen, des Schaltrades zu verhindern, wird zweckmäßia das Schaltrad gegen eine solche unbeabsichti-te Mitnahme gesichert. Zu diesem Zweck kann das Schaltrad aus magnetisch weichem Stahl bestehen, wobei ein ortsfest eingebauter Magnet eine Rastwirkung auf das Schaltrad ausüht.
Vorteilhafterweise wird zur Selbststeuerung des Unruhschwingers eine Transistorschaltung verwendet, bei welcher der Schwinger symmetrisch zu seiner Mittelebene zwei Stabmagnete oder einen Doppelmagnet trägt, die sich an zwei oberhalb bzw. unterhalb der Magnete symmetrisch zur Nullinie des Schwingungsausschlags angeordneten Spulen vorbeibewegen. Zweckmäßig wird dabei die Anordnung so gewählt, daß der Schwingungsausschlag bei einer Halbschwingung nicht größer ist als die Spulenbreite.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung erwiesen, bei welcher die Unruhe in arisich bekannter Weise auf einem durch ihre Achse hindurchgeführten, gespannten Stahldraht gelagert ist, wobei dieser Stahl draht zugleich zur Lagerung des Schaltrades dient. Gegebenenfalls kann jedoch das Schaltrad auch in der koaxialen Verlängerung der Schwingerachse, aber getrennt von dieser gelagert sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnuna. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematisch dargestellte Ansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Unruh, F i g# 2 eine der F i g. 1 entsprechende Draufsicht im Schnitt nach der Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 eine Einzelheit einer Ausführungsform, bei welcher abweichend von F i g. 1 das Schaltrad getrennt von der Unruhachse gelagert ist.
In der Zeichnung bezeichnet 1 einen als Unruh für eine Tisch- oder Wanduhr dienenden Schwinger, dessen Achse l', wie bekannt, auf einem Stahldraht gelagert und an einer als Richtkraftfeder dienenden bifilar gewickelten Doppelwendelfeder 2 aufgehängt ist. Mit 3 und 3' sind ortsfeste Lagerteile des Uhrwerks bezeichnet, an welchen die Enden des Stahldrahtes sowie das obere Ende der Feder 2 befestigt sind.
Der gewichtsmäßig ausbalancierte Unruhschwinger trägt an einer Seite eine Schaltklinke 4, die z. B. aus einer Bronzeblattfeder bestehen kann und mit ihrem freien Ende in die Schaltzähne eines Schaltrades 5 eingreift, welches in der koaxialen Verlängerung zur Unruhachse l' drehbar gelagert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stahldraht, auf welchem die Achse l' gelag gert ist, durch die hohle Achse 5* des Schaltrades 5 bis zu dem unteren Lagerwinkel 3' hindurchgeführt. Die Achse 5' des Schaltrades 5 trägt eine Schnecke, welche mit einem das (nicht dargestellte) Zeigerwerk antreibenden Schnekkenrad 6 kämmt.
Am anderen Ende trägt die Unruh 1 zwei parallele Stabmagnete 7, 7', die sich an einer induzierten Spule 8 und einer antreibenden Spule 9 vorbeibewegen. Die zugehörige Transistorschaltung ist in F i g. 4 der Zeichnung wiedergegeben. Die Spulen 8, 9 sitzen auf einem aus nichtmagnetisierbarem Material bestehenden Träger 10.
Das Schaltrad 5 besitzt 36 Zähne, und der Schwingungswinkel w der Unruh beträgt etwa lO', wobei er 20 Halbschwingungen pro Sekunde ausführt. Die Abmessungen sind dabei so gewählt, daß bei jeder Halbschwingung, die der Unruhschwinger gemäß F i g. 2 im Uhrzeigersinne ausführt, das Schaltrad 5 um einen Zahn fortgeschaltet wird. Bei der entgegengesetzten Halbschwingung bleibt das Schaltrad 5 stehen; um diesen Stillstand zu gewährleisten, ist gemäß der Erfindung eine magnetische Rastvorrichtung vorgesehen, welche aus dem in F i g. 2 darg gestellten Magnet 11 besteht, der auf die Schaltzähne des aus magnetisch weichem Stahl gefertigten Schaltrades 5 eine Rastwirkung ausübt. Selbstverständlich könnte an Stelle der magnetischen Rastvorrichtung auch eine mechanisch wirkende Rastvorrichtung, z. B. eine Rastfeder, vorgesehen werden.
F i g. 2 zeigt die Unruh in der Mittellage, wobei bei 7" die Lage der Magnete 7, 7' angegeben ist, welche diese bei vollem Ausschlag in der einen oder anderen Richtung einnehmen. Wie ersichtlich, ist die Amplitude jeder Halbschwingung nicht größer als die Spulenbreite der Spulen 8, 9. Nach F i g. 3 kann das Schaltrad auch unabhängig von der La-eruna der Unruhachse gelagert werden. C im Zu diesem Zweck kann die Schaltradachse 5' in besonderen Lagerwinkeln Y' und 3... in Zapfen oder Spitzen gelagert sein.
F i g. 4 zeigt die Transistorschaltung für Steuer-und Antriebsspule sowie die Diagramme der in der Steuerspule induzierten Spannung und des in der Antriebsspule fließenden Stromes in Abhängigkeit vom Schwingungswinkel. Aus dem Diagramm i für den Strom in der Antriebsspule ist ersichtlich, daß sich jeweils im Nulldurchgang der Unruh in der Antriebsspule ein zweihöckriger Antriebsimpuls ausbildet, was sich ohne weiteres aus der verhältnismäßig kleinen Schwingungsamplitude der Unruh erklärt.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrische, Uhr mit selbstgesteuertem periodischem elektrischem Antrieb der Unruh, von der der Zeigerwerkantrieb mit weicher Kraftabgabe abgeleitet wird, insbesondere für Wand- und Tischuhren, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltrad des Zeigerwerkantriebes so zur Unruhachse angeordnet und eine Schaltklinke am Unruhsystem so angebracht ist, daß - bei Verwendung einer mit relativ hoher Frequenz und relativ kleiner Amplitude schwingenden Unruh - das Schaltrad praktisch während der ganzen Dauer jeder zweiten Halbschwingung mit zur Nullage symmetrischer Kraftabnahme fortschaltbar ist.
2. Uhr nach Anspruch 1 mit einer durch eine Transistorschaltung mit Hilfe von Steuerspule und Antriebsspule betriebenen Unruh, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplitude der Unruh (1) nicht größer ist als die Spulenbreite von Steuerspule (8) und Antriebsspule (9). 3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruh (1) symmetrisch zu ihrer Mittelebene zwei parallele Stabmagnete (7, 7) oder einen Doppelmagnet trägt, die sich an den oberhalb bzw. unterhalb der Magnete symmetrisch zur Nullinie des Schwingungsausschlages angeordneten Spulen (8, 9) vorbeibewegen. 4. Uhr nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruh (1) auf einem durch seine Achse hindurchgeführten, gespannten Stahldraht gelagert und an einer bifilar gewickelten, als Richtkraftfeder dienenden Doppelwendelfeder (2) aufgehängt ist. 5. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht zugleich als Lagerung für das Schaltrad (5) dient. 6. Uhr nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (5) in der koaxialen Verlängerung der Unruhachse, aber getrennt von dieser gelagert ist. 7. Uhr nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (5) gegen Rückdrehung durch eine Rastvorrichtung gesichert ist. g. Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung aus einem ortsfest eingebauten Magnet (11) besteht, welcher auf das aus magnetisch weichem Stahl bestehende Schaltrad (5) eine magnetische Rastwirkung ausübt.