DE1523905B2 - Elektrische uhr mit einem schwingenden antriebszeitgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Uhr mit einem schwingenden Antriebszeitgeber und einem mit diesem elastisch verbundenen Räderwerk zum Antrieb der Zeiger.

Die durch die Verbreitung der Anwendungen der elektrischen Uhren mit Antriebszeitgeber bedingte Entwicklung wirft eine gewisse Zahl von Aufgaben auf, von denen die wichtigste zweifellos die der Zählung der Schwingungen oder des mechanischen Antriebs des Räderwerks durch das schwingende Antriebssystem ist. Dabei besteht ein Interesse, die Frequenz der Schwingungen erheblich zu vergrößern, um den Einfluß äußerer Beschleunigungen zu verringern. Die gegenwärtigen Systeme zur Verbindung zwischen dem Zeitgeber und dem Räderwerk erweisen sich jedoch als umso fehlerhafter, je höher diese Frequenz ist, was im wesentlichen davon herrührt, daß die gegenwärtigen Übertragungen mit Stoßen arbeiten und daß die mechanische Verbindung zwischen dem schwingenden System und dem Räderwerk nur zeitweilig besteht.

Es ist bereits eine elektrische Uhr bekanntgeworden, bei der die Verbindung zwischen dem Schwinger und dem Räderwerk elastisch ist. Die Rückstellfeder für den zeithaltenden Schwinger stellt dabei keine ständige Verbindung' mit dem Gehäuse der Uhr her, sondern ist nur zeitweise im Eingriff mit dem Räderwerk. Auf diese Weise kann diese Feder sowohl die Schwingung des Schwingers aufrechterhalten als auch das Räderwerk antreiben. Die Verbindung zwischen dem Schwinger und dem Räderwerk besteht dabei jedoch nur in einer ganz bestimmten Phase der Schwingerbewegung. Es ist deshalb auch hier ein Antrieb, der stoßweise, wenn auch gedämpft, erfolgt. Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit, die Eigenschaften der Feder so abzustimmen, daß sie für beide Aufgaben optimal geeignet ist.

Ziel der Erfindung ist es, eine Kupplung zwischen dem Schwinger des zeithaltenden Systems und dem Räderwerk elastisch so auszubilden, daß die Verschleißbeanspruchung so gering wie möglich wird und auch die Übertragung hochfrequenter Schwingbewegungen auf das Räderwerk möglich wird.

Gemäß der Erfindung ist eine elektrische Uhr der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß als elastische mechanische Verbindung eine Feder vorgesehen ist, die einerseits mit dem Schwinger verbunden ist und andererseits ständig mit dem Räderwerk im Eingriff steht und daß das Moment der Feder erheblich geringer ist als das Rückholmoment des schwingenden Systems, derart, daß eine etwaige Blockierung des Räderwerkes die vorzugsweise mit sehr hoher Frequenz erfolgenden Schwingungen kaum beeinflußt.

Die erfindungsgemäße Kupplung des Schwingers mit dem Räderwerk ist aufgrund des ständigen Eingriffs nahezu verschleißfrei, da das harte Anschlagen von mit dem Schwinger verbundenen Bauteilen an mehr oder minder festen Bauteilen völlig entfällt. Dadurch kann die Frequenz des zeithaltenden Schwingers sehr hoch gewählt werden, was Vorteile in der Ganggenauigkeit und in der Baugröße zur Folge hat. Andererseits ist durch entsprechende Ausbildung der Kupplungsfeder eine solche Amplitudenbegrenzung möglich, daß die Uhr stehenbleibt, wenn die Batteriespannung unter einen der geforderten Ganggenauigkeit entsprechenden Wert absinkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 bis 3 zeigen den Einbau des elastischen ;Gliedes zum Antrieb eines Räderwerks einer elek irischen Uhr durch einen Antriebszeitgeber mit einer Unruhspiralfeder;

Fig. 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsabwandlung;

ίο Fig. 7 zeigt ein Beispiel für den Antrieb durch eine Stimmgabel;

F i g. 8 und 9 zeigen eine Unruhkombination für einen sehr hohen Wirkungsgrad;

Fig. 10 und 11 sind Teilansichten, welche den Einbau der in Fig. 1 bis 3 und 7 dargestellten Antriebsfederklinken zeigen;

Fig. 12 und 12a zeigen die Anbringung einer einzigen Klinke des Antriebsankers des Räderwerks.
Bei der praktischen Ausführung (Fig. 1 bis 3)

so einer elektrischen Uhr mit Zeitgeber mit Antriebsspiralfederunruh mit einer Frequenz von 36· 0OO Schwingungen in der Stunde ist dajs elastische Glied

- für den Antrieb des Räderwerks vorzugsweise eine zweite Spiralfeder, welche einerseits^n der Achse der

Unruh und andererseits mit ihrer äußersten Windung an dem Antriebsanker des Räderwerks befestigt ist. Bei dem dargestellten Beispiel liegt die Achse 1 der Unruh lotrecht, so daß sie zwischen den waagerechten, durch die Pfeiler 19, 20 vereinigten Werkplatten 17 und 18 gelagert werden kann. Die Regelspiralfeder 6 ist an der Werkplatte 17 verankert und durch eine nicht dargestellte Rückeranordnung regelbar. Die Unruh trägt einen Dauermagneten 4, welcher an einen Halter 23 aus Leichtmetall angeklebt ist, in welchen die Auswuchtschraube 24 eingeschraubt ist. Die Joche 2 und 3 schließen den Magnetkreis über die Achse der Unruh. Die Signal- und Arbeitsspulen eines transistorbestückten Stromkreises sind in den Luftspalten zwischen den Magneten 4 und den eisernen Jochen 2 und 3 angeordnet.

Die Unruh weist eine zweite .»Antriebsspiralfeder« genannte Spiralfeder 7 auf, welche vorzugsweise ein erheblich geringeres Moment als die Regelspiralfeder 6 hat. Die Spiralfedern sind gegensinnig gewikkelt, was die Erzielung einer wirtschaftlichen Kompensation ermöglicht. Die Antriebsspiralfeder 7 ist an der unteren Werkplatte 18 an einer Stelle 27 auf» einem Halbmesser verankert, welcher einen Winkel von etwa 30° mit der senkrechten Achse der Längsachse der Werkplatten 17 und 18 bildet. Die gesamte Unruh bildet so eine homogene Einbaueinheit, welche geregelt und geprüft werden kann.

Das Räderwerk des Uhrwerks ist zwischen den durch die Pfeiler 25, 26, 27 und 28 vereinigten Werkplatten 22 und 29 gelagert. Auf der Achse 13 sind das Antriebsklinkenrad 14 sowie das Zahnrad 15 angebracht, welches das Sekundenrad 16 auf der Achse 30 antreibt, welche den Rest des Räderwerks antreibt. Auf der Achse 10 ist der Anker 9 befestigt, dessen Lage durch die öffnung 31 bestimmt wird, welche die Achse 13 umgibt, auf welche ein Rohr 32 aus einem dämpfenden Werkstoff aufgeschoben ist. Der Anker 9 weist an seinem Ende einen Schlitz 8 auf, in welchen die äußerste Windung der Antriebsspiralfeder 7 eingeführt ist. Der Anker 9 besitzt an seinen beiden waagerechten Armen zwei Federklinken, welche auf Zug an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen arbeiten.

Wenn die Unruh schwingt, bewegt sich die äußerste Windung der Spiralfeder 7 radial und erteilt in den Grenzen des Spiels des Lochs 31 gegenüber dem Außendurchmesser des Rohrs 32 auf der Achse 13 dem Anker 9 eine hin- und hergehende Bewegung. Die beiden Klinken 11 und 12 treiben das Klinkenrad 14 bei jeder Halbschwingung stets in dem gleichen Sinn um einen halben Zahn an, und zwar mit der elastischen Nachgiebigkeit der Spiralfeder 7. Selbst wenn das Räderwerk blockiert wird, schwingt die Unruh ohne jede Behinderung und ohne Gefahr einer Zerstörung der Übertragungsglieder weiter.

Die Antriebsfederklinken sind infolge ihrer Ausführungsform (F i g. 10) leicht auswechselbar. Sie sind an dem Halter 91 durch eine U-förmige Klammer 92 angebracht, deren beide Schenkel umgebogen sind. Dieser Halter weist mit den Nuten der Lamelle 90 identische Nuten auf. Diese Verklammerung (Fig. 11) bewirkt eine genaue Befestigung, welche keine Verformung der sehr dünnen Lamelle aus gehärtetem Stahl oder einem anderen gleichwertigen Werkstoff zur Folge hat.

Wenn das Werk einen zentralen Sekundenzeiger besitzt, wird zweckmäßig nur eine einzige in einer einzigen Richtung arbeitende Klinke vorgesehen, wobei dann das Klinkenrad 14 zwischen zwei Vorschüben durch eine übliche Sperre festgehalten wird. - Wenn das Werk verhältnismäßig schwere und schlecht ausgewuchtete Zeiger betätigen soll, wird eine Sperre verwendet, und das bewegliche Ende der einzigen Klinke 11 schlägt an einem Arm 93 des Ankers 9 an (F i g. 12 und 12 a) und nicht an den Zähnen des Klinkenrades 14. Hierdurch arbeitet die Klinke mit der geringsten Reibung.

Wenn die Frequenzen der Unruh so gewählt sind, daß der Antriebsspiralfeder 7 eine gewisse Steifigkeit gegeben werden kann, kann der Anker 9 fortfallen, und die Antriebsklinke oder die Antriebsklinken können unmittelbar an der Spiralfeder befestigt werden.

Gemäß einer in F i g. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsabwandlung ist die äußerste Windung der Antriebsspiralfeder 7 unmittelbar an den Arm 33 des Ankers 34 befestigt, dessen Achse 35 an der Achse 1 der Unruh parallel und wenn möglich konzentrisch ist. Der Anker 34 besitzt anstelle von Hebungssteinen zwei Hebelstifte 36 und 37, welche die Verzahnungen auf jeder Seite des Steigrades 38 aus Kunststoff betätigen, dessen Einbau leicht ist, und welches das Räderwerk antreibt. Die Achse eines derartigen Ankers ist zu den Achsen des Räderwerks parallel, aber senkrecht zu der Achse der Unruh und so angeordnet, daß sie diese schneidet. Dieser Anker wird entweder unmittelbar durch die an ihn befestigte Antriebsspiralfeder 7 angetrieben, oder durch die äußerste Windung der an der Werkplatte befestigten Spiralfeder.

Es ist ferner möglich, ein übliches Steigrad zu benutzen, auf welches ein üblicher Anker mit zwei Hebungssteinen wirkt, welche radial auf die Zähne des Rades arbeiten.

Wenn der Zeitgeber eine Stimmgabel 39 ist, deren Schwingungen das Räderwerk antreiben, wie in Fig. 7 dargestellt, ist eine elastische Lamelle 40 an einem Schenkel der Stimmgabel befestigt, und an ihrem Ende ist der Anker 9 mit zwei das Klinkenrad 14 antreibenden Klinken 11 und 12 befestigt.

Die Amplitude der Schwingungen des Ankers wird wie bei der ersten Ausführungsform (F i g. 1 und 2) durch die Achse begrenzt, welche das Klinkenrad trägt, mit welchem ein das Räderwerk antreibendes Zahnrad fest verbunden ist. Die Amplitude des Ankers wird auf den Wert der kleinsten Amplituden der Stimmgabel begrenzt, so daß der Antrieb stets ohne Störung arbeitet. Das Räderwerk kann in der gleichen Weise auch durch ein von einer Stimmgabel verschiedenes schwingendes System angetrieben

ίο werden.

In gewissen Fällen, bei welchen ein sehr hoher elektromagnetischer Wirkungsgrad erhalten werden soll, wird die Ausführungsform der Unruh des Beispiels der F i g. 1 und 2 in der in F i g. 8 und 9 dargestellten Weise verändert, wodurch eine Ausführungsform entsteht, welche sich durch das vollständige Fehlen von Eisen in einem sehr kompakten Magnetkreis sehr geringen Gewichts auszeichnet. Zwei Dauermagnete 43 und 44 sind an der Achse 1 der Unruh befestigt. Sie haben die angenäherte Form. eines U. Die Joche 41 und 42 passen sich an einem" Arm der Innenform der Magnete an·, welche sie

" übergreifen und an sie angeklebt sind, während ihre entgegengesetzten Arme die einstellbaren Gegengewichte 45 und 46 tragen. Die Pole der Magnete sind (F i g. 9) so angeordnet, daß ein geschlossener Magnetkreis entsteht, welcher zwei Luftspalte enthält, welche durch das Zentrum und den Umfang des Spulenblocks 47 gehen, welcher die Steuer- und Antriebsspule der transistorbestückten Schaltung enthält.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrische Uhr mit einem schwingenden Antriebszeitgeber und einem mit diesem elastisch verbundenen Räderwerk zum Antrieb der Zeiger, ■dadurch gekennzeichnet, daß als elastische mechanische Verbindung eine Feder (7) vorgesehen ist, die einerseits mit dem Schwinger verbunden ist und andererseits ständig mit dem Räderwerk im Eingriff steht, und daß das Moment der Feder (7) erheblich-geringer ist als das Rückholmoment des sehwingenden Systems, derart, daß eine etwaige Blockierung des Räderwerks» die vorzugsweise mit sehr hoher Frequenz erfolgenden Schwingungen kaum beeinflußt.

2. Elektrische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwingende Zeitgeber eine Spiralfederunruh (4 bis 6) ist, so daß an der zweiten Spiralfeder (7) ein das Räderwerk antreibender Antriebsanker (9) mit Hebungssteinen oder Klinken (11, 12) befestigt ist.

3. Elektrische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1) der den Zeitgeber bildenden Spiralfederunruh (4 bis 6) senkrecht zu den Achsen des Räderwerks und des Antriebsankers (9) angeordnet ist, mit welchem die äußerste Windung der zweiten Spirale (7) der sogenannten Antriebsspirale, an einem Punkt befestigt ist, welcher mit dem Spiralfederklotz einen Winkel von etwa 110° bildet.

4. Elektrische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse zum Antrieb des Räderwerks senkrecht zu den Achsen desselben aber parallel und vorzugsweise konzentrisch zu

der Achse der Unruh liegt, wobei die Antriebsspirale (7) unmittelbar an dem Anker befestigt ist.

5. Elektrische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsanker (9) zwei Klinken (11,12) aufweist, welche bei jeder Halbschwingung ein das Räderwerk antreibendes Klinkenrad (14) um einen halben Schritt antreiben, wobei sie dieses an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten betätigen, wobei die Klinken vorzugsweise auf Zug arbeiten und durch eine zweischenkelige elastische Lamelle gebildet werden, welche das Klinkenrad übergreift und auswechselbar ist, wobei der Hub der Unruh geräuschlos durch einen Anschlag aus einem die Stöße absorbierenden Werkstoff begrenzt wird.

6. Elektrische Uhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker nur eine einzige Klinke aufweist, deren bewegliches Ende in der Ruhestellung auf einen Arm des Ankers drückt, wobei das Klinkenrad durch eine Sperre festgehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen