DE2207467C3 - Electric clock driven by a motor, in particular a stepping motor - Google Patents
Electric clock driven by a motor, in particular a stepping motorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Uhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a watch according to the preamble of claim 1.
Eine Uhr dieser Art ist aus der DE-OS 18 09 223 bekannt Der Motor der bekannten Uhr weist eine Fortschaltklinke auf, die an einer in einem Magnetfeld drehbaren Spule befestigt ist und in eine erste Verzahnung eines Sekundenrads eingreift, um dieses schrittweise fortzuschalten. Das Sekundenrad besitzt axial und radial gegenüber der ersten Verzahnung versetzt eine zweite Verzahnung, in die eine Sperrklinke eingreift, die eine Rückdrehung des Sekundenrads verhindern soll.A clock of this type is known from DE-OS 18 09 223. The motor of the known clock has a Stepping pawl attached to a coil rotatable in a magnetic field and into a first The toothing of a fourth wheel engages in order to advance this step by step. The fourth wheel owns A second toothing into which a pawl is offset axially and radially with respect to the first toothing intervenes to prevent reverse rotation of the fourth wheel.
Aus der CH-PS 3 90 799 und aus der AT-PS 2 85 463 sind ähnliche Uhren bekannt, bei denen zum Antrieb ein Klinkenrad mit einer Fortschaltklinke und einer Sperrklinke zusammenwirkt, die jedoch in diesen Fällen in dieselbe Verzahnung des Klinkenrads eingreift Das Klinkenrad dieser Uhren ist nicht das Sekundenrad.From CH-PS 3 90 799 and from AT-PS 2 85 463 similar clocks are known in which a drive Ratchet wheel cooperates with an indexing pawl and a pawl, which, however, in these cases meshes with the same toothing of the ratchet wheel. The ratchet wheel of these clocks is not the second wheel.
Bei einer aus der DE-OS 19 55 698 bekannten Uhr ist dem durch einen Schrittmotor angetriebenen Sekundenrad eine aus einer Klinke und einem Klinkenrad bestehende Schalteinrichtung zur Steuerung der stufenweisen Drehung des Rotors des Motors zugeordnet. In diesem Fall wie bei der bekannten Uhr der DE-OS 18 09 223 ist eine eigens für die Sperrklinke zur Verbindung der Rückdrehung des Sekundenrads dienende Verzahnung in Form eines gesonderten Klinkenrads bzw. eines mit dem Sekundenrad einstückigen Klinkenrads vorgesehen. Die nur diesem einen Zweck dienende Verzahnung kann problemlos in der Form auf die Schaltklinke bzw. deren Klinkenstein abgestimmt werden. Entsprechendes gilt für die bekannten Uhren gemäß der CH-PS 3 90 799 und der AT-PS 2 85 463, bei denen zwar die Verbindung des Klinkenrads einerseits dem Antrieb durch die Fortschaltklinke und andererseits der Rückdrehverhinderung durch die Sperrklinke dient, andererseits aber die Anpassung der Zahnform keinerlei Schwierigkeiten bereitet, da sie für beide Klinken übereinstimmen kann und in der Regel sägezahnförmig ausgebildet ist Wird jedoch das Sekundenrad nicht über eine Schaltklinke, sondern überIn a clock known from DE-OS 19 55 698 the second wheel driven by a stepper motor is one of a pawl and a ratchet wheel Assigned existing switching device to control the gradual rotation of the rotor of the motor. In this case as in the known clock of DE-OS 18 09 223 is a special for the pawl Connection of the reverse rotation of the second wheel serving toothing in the form of a separate ratchet wheel or one in one piece with the second wheel Ratchet wheel provided. The toothing, which is only used for this one purpose, can be in the form without any problems the pawl or its pawl block are matched. The same applies to the well-known watches according to CH-PS 3 90 799 and AT-PS 2 85 463, in which the connection of the ratchet wheel on the one hand the drive through the indexing pawl and, on the other hand, the reverse rotation prevention through the locking pawl serves, on the other hand, but the adaptation of the tooth shape does not cause any difficulties, since it is for both Pawls can match and is usually sawtooth-shaped, but this will Second wheel not via a pawl, but via ein mit einer Verzahnung des Sekundenrads im Eingriff stehendes Ritzel des Motors angetrieben, dann können die diesem Antrieb dienenden Zähne nicht ohne weiteres auch für den Eingriff einer Sperr- oder Schaltklinke verwendet werden, da die hierfür optimelen sägezahnförmigen Klinkenzähne nicht für den Eingriff mit dem Ritzel des Motors geeignet sind.one with a toothing of the fourth wheel in mesh stationary pinion of the motor is driven, then the teeth that serve this drive cannot do without can also be used for the engagement of a ratchet or ratchet, since the sawtooth-shaped ratchet teeth are not optimized for this Meshing with the pinion of the motor are suitable.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Uhr der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß sicher verhindert wird, daß sich der Rotor des Motors in umgekehrter Richtung dreht, wenn das Sekundenrad als Klinkenrad ausgenutzt wird, ohne eine eigene Verzahnung für die Schallklinke aufzuweisen.The object of the invention is to provide a watch of the type specified in the preamble of claim 1 to design that it is reliably prevented that the rotor of the motor rotates in the reverse direction when the second wheel is used as a ratchet wheel without having its own toothing for the sound pawl.
υ Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöstThis object is achieved according to the invention by the Features in the characterizing part of claim 1 solved
Die erfindungsgemäße Maßnahme hilft eine Rückdrehung des Sekundenrads selbst dann sicher zu vermeiden, wenn der Klinkenstein mit einer normalen Getriebeverzahnung des Sekundenrads zusammenwirktThe measure according to the invention helps to reliably avoid a reverse rotation of the second wheel even when the ratchet cooperates with a normal gear toothing of the fourth wheel
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die eine einfache und präzise Einstellung der Schalteinrichtung ermöglicht, ist im Anspruch 2 gekennzeichnet Bei der aus der AT-PS 2 85 463 bekannten Uhr ist die Sperrklinke an einem Schwenkarm befestigt, der um eine Achse schwenkbar ist, die in der Nähe einer geraden Linie, die die Mitte des Klinkenrades mit dem Eingriffsbereich zwischen Klinkenrad und Sperrklinke so verbindet, vorgesehen ist Zur Verstellung des Schwenkarms dient eine Schraube.An advantageous further development of the invention, which enables simple and precise adjustment of the switching device, is characterized in claim 2 In the clock known from AT-PS 2 85 463, the pawl is attached to a swivel arm that is around an axis is pivotable which is near a straight line connecting the center of the ratchet wheel with the The area of engagement between the ratchet wheel and the pawl is provided. A screw is used to adjust the swivel arm.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing
F i g. 1 eine Draufsicht eines Teils einer Uhr zur Erläuterung einer Möglichkeit der Ausbildung der Schaltklinke,F i g. 1 is a plan view of part of a watch for Explanation of one possibility of the design of the ratchet,
F i g. 2 die Wellenform der Antriebsspannung für den Schrittmotor der Uhr, undF i g. 2 the waveform of the drive voltage for the stepper motor of the watch, and
F i g. 3 eine Ansicht gemäß F i g. 1 einer Ausführungsform der Erfindung.F i g. 3 shows a view according to FIG. 1 of an embodiment of the invention.
Der in F i g. 1 in einer Draufsicht dargestellte Schrittmotor unterteilt und synchronisiert das von einem als Zeitnormal dienenden Kristallschwinger abgenommene elektrische Signal.The in F i g. 1, shown in a plan view, divides and synchronizes that of an electrical signal taken from a crystal oscillator serving as a time standard.
Es sind ein Rotor 1, ein Rotortrieb 2, ein mit dem Rotortrieb zusammenwirkendes Sekundenrad 3, ein Stator 4, eine Rastfeder 5 und ein Schwenkarm 7 dargestellt, der um eine an einer Rotorhalterung 13 befestigte Achse 9 schwenkbar ist Die Achse 9 ist so vorzugsweise in der Nähe einer geraden Linie angebracht, die durch den Mittelpunkt des Sekundenrades 3 und das Eingriffsteil zwischen dem als Klinkenradi dienenden Sekundenrad und der Rastfeder 5 läuft. Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Kleinbodenrad, mit dem Bezugszeichen 10 eine Schraube zum Befestigen des Schwenkarms 7 und mit dem Bezugszeichen 11 ein Exzenterstift zum Verschwenken des Schwenkarmes 7 bezeichnet Am Schwenkarm 7 ist ein Befestigungsbolzen 12 angebracht an dem die Rastfeder 5 befestigt ist Durch exzentrisches Einstellen des Statorelementes 4a in VV-Richtung wird die in der Zeichnung dargestellte relative Lage zwischen dem Rotor 1 und dem Stator magnetisch aufrechterhalten und die Drehung des Rotors 1 erfolgt in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung.There are a rotor 1, a rotor drive 2, a second wheel 3 interacting with the rotor drive Stator 4, a detent spring 5 and a pivot arm 7 are shown, which are attached to a rotor holder 13 attached axis 9 is pivotable. The axis 9 is so preferably in the vicinity of a straight line attached by the center of the second wheel 3 and the engagement part between the as ratchet serving seconds wheel and the detent spring 5 is running. With the reference numeral 8 is a small third wheel with which Reference numeral 10 a screw for fastening the swivel arm 7 and with the reference numeral 11 a Eccentric pin for pivoting the swivel arm 7 denotes a fastening bolt 12 to which the detent spring 5 is fastened is attached to the swivel arm 7 By setting the stator element 4a eccentrically in the VV direction, that shown in the drawing is obtained relative position between the rotor 1 and the stator magnetically maintained and the rotation of the Rotor 1 takes place in the direction indicated by an arrow.
F i g. 2 stellt die Wellenform der an die Erregerspulen angelegten Antriebsspannung dar. Bei Magnetpolen des Rotors 1 gemäß Fig. 1 und einer Magnetisierung desF i g. 2 shows the waveform of the drive voltage applied to the excitation coils. For magnetic poles of the Rotor 1 according to FIG. 1 and a magnetization of the
Stators 4 in der Weise, daß sich die in der Zeichnung dargestellten Pole ergeben, wird der Rotor 1 um einen Schritt ('/* der Gesamtumdrehung) in Pfeilrichtung weiterbewegt, wenn durch die nirht dargestellte Erregerspule ein elektrischer Strom fließt. Die Nordpo-Ie des Rotors 1 treten hierbei an die Stellen, die vorher die Südpole eingenommen haben. Beim darauffolgenden Antriebsimpuls wird die Polarität erneut gewechselt Hierdurch dreht sich der Rotor 1 in der gleichen Richtung. Die Impulsbreite (t) der Antriebs- bzw. Erregerspannung hängt von der Zeitdauer ab, die der Rotor für eine Drehbewegung um einen Schritt bzw. eine Teilung benötigtStator 4 in such a way that the poles shown in the drawing result, the rotor 1 is moved by one step ('/ * of the total revolution) in the direction of the arrow when an electric current flows through the excitation coil not shown. The north poles of the rotor 1 come here to the places that were previously occupied by the south poles. With the next drive pulse the polarity is changed again. As a result, the rotor 1 rotates in the same direction. The pulse width (t) of the drive or excitation voltage depends on the length of time that the rotor needs to rotate by one step or one division
Dreht sich der Rotor 1 um einen Schritt und hält dann wieder an, so Tritt um die Ruhe- bzw. Raststellung als is Mittelpunkt eine Schwingung des Rotors auf, die von der Drehmasse des Rotors, dessen Winkelgeschwindigkeit und der Anziehungskraft des Rotormagneten abhängig ist Es besteht aufgrund dieser Schwingung die Gefahr, daß sich der Rotor 1 rückwärts dreht oder daß er sich fehlerfrei um zwei Schritte weiterbewegt. Die Rastfeder 5 dient dazu, derartige Schwingungen des Rotors zu unterdrücken und einen fehlerhaften Betrieb zu vermeiden.If the rotor 1 rotates by one step and then stops again, step to the rest or latching position as is Center of an oscillation of the rotor, that of the rotating mass of the rotor, its angular velocity and the attraction of the rotor magnet is dependent. Due to this vibration, the There is a risk that the rotor 1 will rotate backwards or that it will move two steps further without error. the Detent spring 5 is used to suppress such vibrations of the rotor and a faulty operation to avoid.
Die beschriebene Anordnung besitzt die folgenden Nachteile. Wenn die Schalteinrichtung einem Kalendermechanismus zugeordnet ist, wird in einer zur Drehrichtung des Räderwerks umgekehrten Richtung ein Lastmoment ausgeübt, so daß, wenn sich dieses einer Schwingbewegung in Rückwärtsdrehrichtung des Rotors 1 überlagert, das als Klinkenrad dienende Sekundenrad 3 die Rastfeder 5 nach oben drückt, um sich in Rückwärtsrichtung zu drehen. Die Einstellung des zwischen dem Sekundenrad 3 und der Rastfeder 5 liegenden Eingriffsteils kann zwar gegenüber dem Sekundenrad 3 in tangentialer Richtung durch Drehen des Exzenterstiftes 1 i und Schwenken des Schwenkarmes 7 um die Achse 9 einfach vorgenommen werden, eine Einstellung in radialer Richtung zum Sekundenrad 3 ist jedoch nur durch Verbiegen des unteren Teiles der Rastfeder 5 möglich, so daü diese Einstellung sehr schwierig ist Außerdem verändert sich hierdurch der Anpreßpunkt der Rastfeder gegen die Zähne des Sekundenrades 3. Wird der Anpreßdruck kleiner, so hat dies ein unsicheres Einrasten zur Folge, wird er größer, dann entstehen zusätzliche Reibungsverluste.The described arrangement has the following disadvantages. If the switching device is assigned to a calendar mechanism, a load torque is exerted in a direction opposite to the direction of rotation of the gear train, so that when this is superimposed on an oscillating movement in the reverse direction of rotation of the rotor 1, the second wheel 3 serving as a ratchet wheel pushes the detent spring 5 upwards rotate in the reverse direction. The adjustment of the engagement part lying between the second wheel 3 and the detent spring 5 can be made in the tangential direction by turning the eccentric pin 1 i and pivoting the pivot arm 7 about the axis 9 compared to the second wheel 3, an adjustment in the radial direction to the second wheel 3 is but only possible by bending the lower part of the detent spring 5, so that this setting is very difficult. In addition, this changes the contact point of the detent spring against the teeth of the second wheel 3. If the contact pressure is less, this results in an unsafe engagement, it will larger, then additional friction losses arise.
Bei der in Fig.3 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an die Rastfeder 5 ein Ankerstein 6 angebracht der mit den Zähnen des Sekundenrades 3 in Eingriff steht Vom Mittelpunkt des Sekundenrades 3 aus gesehen, befindet sich außerhalb der Normalrichtang der Eingriffsfläche des mit dem Zahn 3a des Sekundenrades in Eingriff stehenden Ankersteines 6 der Federkeil der Rastfeder 5. Will sich der Rotor 1 und damit das mit dem Trieb 2 des Rotors in Verbindung stehende Sekundenrad 3 entgegengesetzt zur vorhergesehenen Drehrichtung drehen, dann wird die Rastfeder 5 nach innen gebogen, so daß der Ankerstein 6 gegen das Sekundenrad gestoßen wird. Da der Zahn 3a des Sekundenrades gegen den Ankerstein 6 stößt, kann sich das Sekundenrad nicht rückwärts drehen. Es wird somit eine Rückwärtsdrehung des Rotors 1 sicher vermieden. Die Rastfeder 5 ist an einem drehbaren Einstellstift 15 befestigt der wiederum am Schwenkarm 7 angenietet ist Am Einstellstift 15 ist außerdem ein Einstellhebel 14 angebracht Durch Drehen des Einstellstiftes 15 mittels des Einstellhebels 14 kann die Größe des Eingriffs des Ankersteins 6 in die Zähne des Sekundenrades 3 leicht eingestellt werden. Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung wird ein fehlerhaftes Arbeiten sicher vermieden.In the illustrated in Figure 3 according to the invention Embodiment, an anchor stone 6 is attached to the detent spring 5 with the teeth of the second wheel 3 in Engagement is seen from the center of the second wheel 3, is outside the normal direction the meshing surface of the anchor stone 6 of the second wheel meshing with tooth 3a Spring wedge of the detent spring 5. If the rotor 1 and thus that with the drive 2 of the rotor want to be in connection Turn the stationary second wheel 3 in the opposite direction to the anticipated direction of rotation, then the detent spring is activated 5 bent inwards so that the anchor stone 6 is pushed against the fourth wheel. Since the tooth 3a of the When the seconds wheel hits the anchor stone 6, the seconds wheel cannot turn backwards. So it becomes a reverse rotation of the rotor 1 reliably avoided. The detent spring 5 is on a rotatable adjusting pin 15 attached, which in turn is riveted to the swivel arm 7. An adjusting lever 14 is also located on the adjusting pin 15 attached By turning the adjustment pin 15 by means of the adjustment lever 14, the size of the engagement of the Anchor stone 6 can be easily adjusted into the teeth of the second wheel 3. In the switching device according to the invention incorrect work is reliably avoided.
Claims (2)
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