DE2120357B2 - Vorrichtung zur schrittweisen Fortschaltung eines Schaltrades zum Antrieb von Zeitmeßgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schrittweisen Fortschaltung eines Schaltrades zum

\ntrieb von Zeitmeßgeräten, mit einer durch elektro- rades und der Antriebseinrichtung dieses ersten Auspagnetische Mittel betätigten, auf das Schaltrad im führungsbeispiels,

Sinne einer Vorwärtsdrehung desselben mechanisch F i g. 4 eine schaubildliche Darstellung von zwei

.■inwirkenden Antriebseinrichtung mit einem elektro- verschiedenen Stellungen des Ankers und der bperr-

nagneüsch betätigten Anker, der über ein Antriebs- 5 einrichtung des ersten Ausführungsbeispiels,

üement das Schallrad betätigt, und mit einem auf F i g. 5 eine schaubildliche Darstellung eines zwei-

iicbcs einwirkenden, seine Rückdrehung vermeiden- ten Ausführungsbeispiels, .

len Halteelement. Fig. 6 und 7 je ein Querschnitt nach den Linien

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung (deui- 6-6 bzw. 7-7 in der Fig. 5 und

,ehe Patentschrift 833 328) wird das das Schaltrad io Fig. 8 eine schaubildliche Darstellung von Dur-

jetätigende Antriebselement von einer Antriebs- stenförmigen Antriebs- und von Halteelementen

dinke gebildet, die mit dem von einem Elektroma- eines weiteren Ausführungsbeispiels. ...

>neten gegen die Wirkung einer Feder anziehbaren Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist das in den

\nker in Verbindung steht; eine Sperrklinke ist als Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einen

tut das Schaltrad einwirkendes, seine Rückdrehung 15 Elektromagneten 20 mit einer Magnetspule -4 una

/ermeidendes Halteelement vorgesehen. Als nachtei- mit einem elektromagnetisch betäügbaren Anker ^o

ig erweist sich bei einer bekannten Vorrichtung zum auf, der axial in der Magnetspule 24 ver autt und an

.-inen, daß durch den eine Zahnwirkung aufweisen- einem Ende der letzteren nut einem Teil 7« nervor-

jen Antrieb des Schaltrades sowie durch das mit ragt. Die Magnetspule 24 ist auf einer Platte i» geia-

etzterem mit Zahnwirkung zusammenarbeitende 20 gert und wird von zwei einander gegenüberstellenden

Halteelement ein relatives langsames Ansprechen der zur Achse der Magnetspule 24 parallel angeordneten

Vorrichtung und hohe Reibungsverluste verursacht Permanentmagneten 36 und 38 abgestutzt. Aul die-

A-erden, und zum anderen, daß insbesondere bei star- sen ruhen zwei U-förmige Polstucke 46 und 48, ae-

<en Erschütterungen die Einhaltung eines exakten ren Polarme 52, 54 und 58, 60 sich zur Magnetspule

schaltschrittes nicht gewährleistet ist. 25 24 hin erstrecken und senkrecht zur Langsachse der

Bekannt ist weiterhin ein Klinkengetriebe zur Magnetspule 24 verlaufen. An der Platte 3U ist ein

schrittweisen Fortschaltung des gezähnten Schalt- Steg 64 aus einem nicht magnetischen Material oere-

-adcs bei Uhren, bei dem eine Bürste als Antriebsele- stigt, der das rückwärtige Ende des Ankers 28 tragt,

nent und eine Klinke als Halteelement bzw. umge- An dem hervorragenden Teil 70 des Ankers z» ist em

<ehrt eine Klinke als Antriebselement und eine Bür- 30 Arm 78 befestigt, der eine Sperrklinke 8U aufweist.

Ue als Halteelement vorgesehen ist. Die in die Zähne In der Platte 30 ist ein Schaltrad 90 drehbar geia-

ies Schaltrades eingreifende Klinke soll dabei eine gert.

definierte Schrittweite bei der Fortschaltung bestim- Ein Lagerstein 92 ist in einer öffnung 96 der

.nen. Nachteilig ist hierbei, daß die Klinke und damit Platte 30 eingesetzt und nimmt den Zapfen einer sicn

luch die Bürste mit hohem Druck auf den Zähnen 35 nach oben erstreckenden Antriebswelle 100 (vgl.

des Schaltrades aufliegen müssen, wenn eine Beein- auch Fig. 2) des Schaltrades 90 auf, die koaxial ein

rächtigung des Betriebs des Klinkengetriebes durch Triebrad 102, ein gezahntes Sperrad 106 und eine

Erschütterungen und Stöße usw. verhindert werden Trommel 110 trägt, die von zwei koaxialen Schrau-

ioll. benfedern 114 und 116 umgeben wird. Die Schrau-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 40 benfeder 116 stellt das Antriebselement und die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art derart zu Schraubenfeder 114 das Halteelement dar; sie arbeisestalten, daß unter Verringerung von Reibungs- ten jeweils ohne Zahnwirkung mit dem Schaltrad 9» i/erlusten ein auch bei Erschütterungen und Stoßen zusammen. Über dem Schaltrad 90 ist eine Bruckcnusw. eine exakte Begrenzung eines Schaltschrit- platte 120 mit einem eingesetzten Lagerstein 124 antes gewährleistender Betrieb der Vorrichtung mög- 45 geordnet, in den der Zapfen der Antriebswelle IUU lieh ist. an ihrem oberen Ende 126 eingesetzt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch An der Brückenplatte 120 ist ein nach außen vor-

1 angegebene Erfindung gelöst. Zweckmäßige Aus- stehender Tragarm 130 befestigt, der am Ende einen

Gestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü- ein Ende 136 der Schraubenfeder 114 aufnehmenden

;hen zu entnehmen. 50 Lagerstein 134 trägt. Ein Ende 140 der anderen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweist sich Schraubenfeder 116 wird von einem am Anker 28

nsbesondere dadurch als vorteilhaft, daß durch Zu- angeordneten Lagerstein 74 aufgenommen Die

iammenarbeiten von Antriebselement und Halteele- Sperrklinke 80 am Arm des Ankers 28 erstreckt sich

nent ohne Zahnwirkung mit dem Schaltrad eine in einen Zwischenraum 144 zwischen den Zahnen

Verringerung der Reibungsverluste gegeben ist und 55 148 des Sperrades 106.

daß gleichzeitig durch die von Antriebsfunktionen Der Elektromagnet 20 arbeitet resonanzfrei und

.inabhängige Sperreinrichtung auch bei Erschütterun- wandelt eine elektrische Niederspannungsleistung bei

jen und Stoßen usw. die Einhaltung eines exakten sehr geringer Eingangsleistung und in langen Perio-

Schaltschrittes gewährleistet ist. den in eine mechanische Kraft um. Bei stromlosen

Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung der 60 Elektromagneten 20 liegt der Anker 28 an einer

Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele Fläch" des einen Arbeitsspalt 152 begrenzenden PoI-

Jargestcllt sind, näher erläutert. In der Zeichnung arms 52 infolge der Wirkung der Permanentmagne-

_cei_et ten 36 und 38 und der mechanischen Unbalance an.

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung der einzel- Ein kurzer Stromimpuls mit verhältnismäßig kleiner

nen Bauteile eines ersten Ausführungsbeispiels, 6₅ Amplitude und geeigneter Polarität erzeugt eine elek-

F ig. 2 eine vergrößert gezeichnete Draufsicht auf tromagnetische Kraft, die die Haltekraft der Perma-

Jicses erste Ausführungsbeispiel, nentmagneten 36 und 38 überwindet und den Anker

F i g. 3 eine Seitenansicht der Lagerung des Schalt- 28 aus seiner Ruhestellung verschiebt. Am Ende des

5 6

Stromimpulses kehrt der Anker 28 infolge der Anzie- Sperrad 106 um einen Schritt weiter. Zugleicl

hungskraft der Permanentmagneten 36 und 38 in kommt die Sperrklinke mit der Flanke des nächstei

seine Ruhestellung zurück. Zahnes 148 des Sperrades 106 in Eingriff, d. h. dii

Von einer nicht dargestellten 1,5 Volt Batterie Zahnteilung ist so bemessen, daß bei Drehung de

ausgehende Stromimpulse mit einer Dauer von 0,8 5 Trommel 110 das Sperrad 110 jeweils um eine Zahn

bis 2,0 Millisekunden bei einer durchschnittlichen breite gedreht wird, bevor der Wiedereingriff de

Eingangsleistung von 5 Mikrowatt oder weniger für Sperrklinke 80 erfolgt. Hierdurch wird folglich au

den Elektromagneten erweisen sich für den Antrieb einfache Weise die Einhaltung eines exakten Schalt

des Schaltrades 90 als ausreichend. Schrittes auch bei auf die Vorrichtung ausgeübtei

Wird der Magnetspule 24 des Elektromagneten 20 i° Stoßen gesichert. Wenn es gewünscht wird, könnei

Strom zugeführt, so wird die Verschiebung des An- die Bauteile der Vorrichtung auch so angeordne

kers 28 in der Magnetspule 24 durch die Wirkung werden, daß die Drehung des Sperrades 106 erfolgt

der das Antriebselement ohne Zahnwirkung des wenn der Anker 28 sich aus der Stellung 1 in di<

Schaltrades 90 darstellenden Schraubenfeder 116 in Stellung 2, d. h. aus der Ruhestellung in die Versetzt

eine Drehbewegung umgewandelt, wie aus Fig. 2 15 stellung, bewegt.

hervorgeht. Durch Zusammenarbeiten der am Arm Die F i g. 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungs

78 des Ankers 28 angeordneten Sperrklinke 80 mit beispiel, wobei insbesondere hinsichtlich der Gestal

dem gezahnten Sperrad 106 können die Schalt- tung der mit dem Schaltrad 106 zusammenarbeiten

schritte auch bei Erschütterungen und Stoßen in den Antriebs- sowie Halteelemente ein Unterschiec

exakter Weise gewährleistet werden. Der Anker 28 20 besteht.

wird zwischen den Flächen der Polarme 52 und 58 So ist an der Antriebswelle 100 eine Kupplungs

der Polstücke 46 und 48 versetzt, wobei die Schrau- scheibe 204 befestigt, die eine zur Antriebswelle 101

benfeder 116 infolge ihrer mechanischen Kopplung senkrecht verlaufende Fläche 206 mit einer Vielzah

mit dem Anker 28 je nach dessen Bewegung ge- rippenförmiger Elemente 216 aufweist, an denen di<

spannt oder entspannt wird. Während des Krafthubes 25 Enden von am vorstehenden Teil 70 des Ankers 21

des Elektromagneten 20 wird die Schraubenfeder 116 des Elektromagneten 20 angeordneten bürstenförmi

entspannt und ist somit um die Trommel 110 frei gen Elementen 214 angreifen. Die Seitenwandungei

drehbar. Zugleich verhindert die das Halteelement der rippenförmigen Elemente 216 auf der Fläche 20<

ohne Zahnwirkung darstellende Schraubenfeder 114 der Kupplungsscheibe 204 bilden Anschlagsflächei

durch Reibungseingriff mit der Trommel 110 eine 30 für die Enden der bürstenförmigen Elemente 21·

Drehung der Antriebswelle 100. Am Ende des Strom- zwecks Ermögiichung der Drehung der Kupplungs

impulses kehrt der Anker 28 durch Wirkung der scheibe 204 um die Antriebswelle 100, wenn den

Permanentmagneten 36 und 38 in seine Ruhestellung Elektromagneten 20 ein Stromimpuls zugeführt unc

zurück. Hierbei wird die Schraubenfeder 116 ge- der Anker 28 bewegt wird.

spannt und gedreht, erfaßt die Trommel 110 und 35 Die bürstenförmigen Elemente 214 bilden mit de

dreht letztere und damit die Antriebswelle 100 des Kupplungsscheibe 204 einen Winkel von ungefäh

Schaltrades 90. Zugleich wird während dieses Zeitin- 20^c bis 45°, wobei jedoch gewährleistet werdei

tervalls die das Halteelement ohne Zahnwirkung dar- muß, daß die bürstenförmigen Elemente 214 bei de

stellende Schraubenfeder 114 entspannt und übt das Rückdrehung des Ankers 28 über die Fläche 206 de

geringste Drehmoment aus, so daß die Drehung der 40 Kupplungsscheibe 204 mit sehr geringer Reibuni

Trommel 110 nicht behindert wird, was einen Schalt- hinweggleiten. Dem Bestreben der Kupplungs

schritt des Schaltrades 90 mit geringer Trägheit und scheibe 204, sich in der entgegengesetzten Richtuni

ohne hohe Reibungsverluste gewährleistet, wobei zu drehen, wird von den das Haltelement ohne Zahn

letztere insbesondere durch Vorsehen eines Biege- wirkung darstellenden, ortsfesten bürstenförmigei

drehpunktes am Anker 28 an Stelle eines herkömmli- 45 Elementen 220 Einhalt geboten, die an einem ai

chen Lagers verringert werden. dem Tragarm 130 befestigten Steg 222 angeordne

Über ein nicht dargestelltes Impulsschaltsystem sind. Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, stehen dii

wird dtr Anker 28 mit einer Frequenz von 1 Hz be- bürstenförmigen Elemente 220 mit der Fläche 206 de

tätigt und die Antriebswelle 100 des Schaltrades 90 Kupplungsscheibe 204 unter einem Winkel in Beruh

während jedes Stromimpulses um 6° gedreht, so 50 rung, bei dem die Kupplungsscheibe 204 in den

daß das Schaltrad pro Minute eine Umdrehung einen Drehsinn drehbar ist, während eine Drehunj

ausführt. Die Antriebswelle 100 kann somit z. B. als im entgegengesetzten Drehsinn verhindert wird.

Welle für einen Sekundenzeiger eines Zeitmeßgerätes An Stelle der rippenförmigen Elemente 216 au

dienen. der Fläche 206 der Kupplungsscheibe 204 könne!

Bewegt sich der Anker 28 aus der Stellung 2 in die 55 auch ein·; drahtgitterartige, gegebenenfalls geätzt*

Stellung 1 nach F i g. 4_T so öffnet sich die das An- Oberfläche vorgesehen werden. Die bürstenförmigei

triebselement darstellende Schraubenfeder 116 und Elemente 216 können aus Naturfasern, aus syntheti

gleitet um die an der Antriebswelle 100 des Schalt- sehen Fasern oder aus Metalldrähten bestehen,

rades 90 befestigte Trommel 110 herum. Zugleich Wie in F i g. 8 dargestellt ist, kann die Kupplungs

wird die das Halteelement darstellende Schrauben- 60 scheibe 204 durch einen eine geeignete Oberfläch*

feder 114 gespannt, so daß sich die Trommel 110 aufweisenden und die Antriebswelle 100 koaxial um

während dieser Bewegungsperiode des Ankers 28 gehenden Zylinder 230 ersetzt werden. Hierbei sine

nicht zu, drehen vermag, und die Sperrklinke den Zylinder 230 antreibende bürstenförmige Eic

kommt mit einem Zahn 148 des Sperrades 106 außer mente 234 so angeordnet, daß sie an dem Zylindci

Eingriff. 65 230 schräg anliegen und letzteren drehen können. Ar

Kehrt der Anker 28 aus der Stellung 1 in die Stel- einem am Tragarm 130 befestigten Steg 242 sind da;

lung 2 zurück, so wird die Schraubenfeder 116 ge- Halteelement ohne Zahnwirkung darstellende bür

spannt, orfaßt die Trommel 110 und schaltet das stenförmige Elemente 240 angeordnet, die ein Dre

hen des Zylinders 230 in entgegengesetzten Sinne verhindern.

Bei den Ausführungsformen nach der F i g. 5 und der F i g. 8 ist es durchaus möglich, die bürstenförmigen Elemente auf der Kupplungsscheibe 204 bzw. an dem Zylinder 230 zu befestigen, während die rippenförmigen Elemente an dem Anker 28 vorgesehen werden. In diesem Fall wäre in entsprechender Weise eine gerippte und schräg angeordnete Fläche am Tragarm 130 vorzusehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 581/358

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur schrittweisen Fortschaltung eines Schaltrades zum Antrieb von Zeitmeßgeräten, mit einer durch elektromagnetische Mittel betätigten, auf das Schaltrad im Sinne einer Vorwärtsdrehung desselben mechanisch einwirkenden Antriebseinrichtung mit einem elektromagnetisch betätigten Anker, der über ein Antriebselement das Schaltrad betätigt, und mit einem auf dieses einwirkenden, seine Rückdrehung vermeidenden Halteelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlriebselement (116; 214; 234) und das Halteelement (114; 220; 240) ohne Zahnwirkung mit dem Schaltrad (90) zusammenarbeiten und daß eine Sperreinrichtung, bestehend aus einem mit dem Schaltrad (90) verbundenen gezahnten Sperrad (106) und einer dem Anker (28) zugeordneten Sperrklinke (80), die nur in der Ruhestellung des Ankers (28) zur Arretierung des Schaltrades (90) mit den Zähnen (148) des Sperrades (106) in Eingriff steht, vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Permanentmagnete (36; 38) vorgesehen sind, deren Anziehungskraft den Anker (28) in Ruhestellung bzw. bei Auslenkung aus derselben in einer zweiten Stellung festhält, in der sich der Anker (28) in einem mechanisch gespannten Zustand befindet, daß das elektromagnetische Mittel bei Zuführung eines Stromimpulses zwecks Freisetzung des Ankers (28) eine der Anziehungskraft der Permanentmagneten entgegenwirkende Kraft erzeugt, daß der Anker (28) auf Elementen in einer Ebene schwenkbar abgestützt ist, die senkrecht zur Antriebswelle (100) des Schaltrades (90) verläuft und daß er unter Einwirkung der elektromagnetischen Kraft sich aus der Ruhestellung in die zweite Stellung bewegt und danach bei gleichzeitiger Fortschaltung des Sperrades (106) durch Wirkung des am Anker (28) befestigten Antriebselernents (116) um einen Schritt in die Ruhestellung zurückzukehren vermag (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (116) durch eine die Antriebswelle (100) des Schaltrades (90) koaxial umgebende und mit dem Anker (28) verbundene erste Schraubenfeder (116) und die Halteeinrichtung (114) durch eine zur ersten Schraubenfeder (116) axial im Abstand angeordnete, die Antriebswelle (100) koaxial umgebende und an einem Tragelement (130) in bezug auf die Antriebswelle (100) drehfest angeordnete zweite Schraubenfeder (114) gebildet werden, wobei bei Bewegung des Ankers (28) aus seiner Ruhestellung die erste Schraubenfeder (116) bei gleichzeitiger Verhinderung einer Drehung der Antriebswelle (100) durch Umspannen der letzteren durch die zweite Schraubenfeder (114) entspannt ist, während bei Rückbewegung des Ankers (28) in seine Ruhestellung die zweite Schraubenfeder (114) bei gleichzeitiger Vorwärtsdrehung der Antriebswelle (100) durch Wirkung der die letztere nun umspannenden ersten Schraubenfeder (116) entspannt ist (Fig. 2 bis 4).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselemen und das Halteelement durch am Anker (28) bzw am Tragelement (130) vorgesehene bürstenför· mige Elemente (214; 234 bzw. 220; 240) gebildei werden, die mit einem rippenförmige Elemente (216) aufweisenden, an der Antriebswelle (100^ koaxial befestigten Kupplungselement (204; 230^ zusammenarbeiten (F i g. 5 bzw. S).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement durch eine auf einer seiner kreisförmigen Oberflächer (206) radial angeordnete die rippenförmigen Elemente (216) aufweisende Kupplungsscheibe (204) gebildet wird, daß die bürstenförmigen Elemente (214 und 220) die Ebenen der rippenförmigen Elemente (216) schneiden und schräg so angeordnet sind, daß bei Betätigung des Ankers (28) durch Eingreifen der freien Enden der am Anker (28) angeordneten bürstenförmigen Elemente (214) in die rippenförmigen Elemente (216) eine Vorwärtsdrehung der Kupplungsscheibe (204) und damit des Schaltrades (90) um einen Schritt bewirkt wird und daß die Drehung im entgegengesetzten Drehsinn durch Eingreifen der am Tragelement (130) befestigten bürstenförmigen Elemente (220) in die rippenförmigen Elemente (216) verhindert wird (F i g. 5).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement durch einen an der Antriebswelle (100) koaxial befestigten Zylinder (230) gebildet wird und daß die am Anker (28) sowie am Tragelement (130) angeordneten bürstenförmigen Elemente (234 und 240) mit den am Zylindermantel in Achsrichtung angeordneten rippenförmigen Elementen (216) in Eingriff stehen (F i g. 8).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Anker (28) angeordneten bürstenförmigen Elemente (214) mit der die rippenförmigen Elemente (,216) aufweisenden Oberfläche (206) der Kupplungsscheibe (204) einen Winkel von ungefähr 20° bis 45° bilden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bürstenförmigen Elemente (214, 234, 220, 240) aus Naturfasern, synthetischen Fasern oder Metalldrähten bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kupplungselements (204; 230) drahtgitterartig ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bürstenförmigen Elemente (214, 234; 220, 240) an dem Kupplungselement (204; 230) und die rippenförmigen Elemente (216) am Anker (28) und am Tragelement (130) vorgesehen sind.