DE2350340C3

DE2350340C3 - Elektrische Uhr mit einem Laufregelung des Uhrwerks dienenden Gangordner und einem Torsionspendel

Info

Publication number: DE2350340C3
Application number: DE2350340A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7742 St Georgen Fehrenbacher
Original assignee: Kieninger & Obergfell Fabrik fur Technische Laufwerke und Apparate 7742 St Georgen De; Kieninger & Obergfell Fabrik Fuer Technische Laufwerke und Apparate 7742 St Georgen
Current assignee: Kieninger and Obergfell GmbH and Co
Priority date: 1973-10-06
Filing date: 1973-10-06
Publication date: 1981-09-24
Also published as: US3990226A; DE2350340A1; GB1462230A; CA1023955A; USRE31073E; DE2350340B2

Description

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7. Elektrische Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Zahnrad (6) zwei unterschiedliche Verzahnungen (6', 6") aufweist, deren eine (6') mit dem Sekundenrad (5) und deren andere (6") mit dem mit der Nockenscheibe (1) verbundenen Zahnrad (7) in Eingriff steht

8. Elektrische Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstanii zwischen Sekundenrad (5) und ausschwenkbarem Zahnrad (6) gleich oder größer ist als der Achsabstand zwischen letzterem (6) und der Verzahnung des mit der Nockenscheibe (1) verbundenen Zahnrades (7).

9. Elektrische Uhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundenrad (5) 72 Zähne, die mit diesem kämmende Verzahnung (6') des verstellbaren Zahnrades (6) 22 Zähne, die mit dem der Nockenscheibe (1) zugeordneten Zahnrad (7) kämmende Verzahnung (6") 20 Zähne und letzteres (7) ebenfalls 20 Zähne aufweist, und daß die Nockenscheibe (1) zwei Nocken (2) besitzt und die Schwingungszeit des Torsionspendels (9) zwischen 10 und 15 Sekunden beträgt

10. Elektrische Uhr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5, 6, 7), die Nockenscheibe (1) und die Wippe (12) aus Kunststoff im Kunststoffspritzverfahren gefertigt £md.

11. Elektrische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (4) des Torsionspendeis (9) aus Kunststoff besteht und unmittelbar an die Torsionsfeder (3) angespritzt ist

12. Elektrische Uhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Wahl der Umfangsgeschwindigkeit bzw. der Anzahl der Nocken (2) auf der Nockenscheibe (1), daß immer etwa dann, wenn das Torsionspendel (9) bei anschlagendem Antriebsglied (4) die Schwingungsendlage erreicht hat, die Nockenscheibe (1) mit einem Nocken (2) an dem anschlagenden Antriebsglied i4) zur Berührung gelangt.

45 Die Erfindung betrifft eine elektrische Uhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zweck der Erfindung ist es, die Anzeigegenauigkeit und Funktionssicherheit von mit einem Torsionspendel, vorzugsweise Torsionszierpendel, versehenen Uhren zu verbessern und deren Verwendung bei interessierten Käuferkreisen zu begünstigen.

Eine Uhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist durch das DE-GM 17 17 229 in einer mechanisch angetriebenen Ausführungsform bekannt.

Es sind seit langem Federzuguhrwerke in Verwendung, welche von einem Torsionspendel über eine zugeordnete Torsionspendelhemmung ablaufgeregelt Werden.

Die sehr große Schwingungszeit des Torsionspendels und die zu dessen Antriebsunterhaltung erforderliche, verhältnismäßig geringe Energie ermöglichen in Verbindung mit einem entsprechend dimensionierten Federzugwerk eine sehr lange Laufzeil des Uhrwerks pro einmaligen Federaufzug, welche ein Vielfaches dessen beträgt, was in Verbindung mit einem Üblichen Gangordner, insbesondere Unruh- oder Schwerkraftpendel, erreichbar ist.

Der pro Jahr nur einmal in der Regel erforderlich werdende Aufzug zusammen mit dem beliebten ästhetischen Pendelspiel des vorzugsweise als stilisierte Krone ausgebildeten Torsionspendels haben zu einer großen Beliebtheit und weiten Verbreitung von durch Torsionspendel ablaufgeregelten Uhren bzw. Uhrwerken mit Federzug geführt.

Die langsamen Bewegungen des Torsionspendels und damit auch der mit diesem funktionsverbundenen Hemmungsteile, sowie die geringe zur Verfügung stehende Kraft erfordern aber nun eine sehr präzise Fertigling der Torsionspendelhemmung und der übrigen bewegten Teile des Uhrwerkes und selbst bei sehr sorgfältiger Bearbeitung und Montage der einzelnen Teile läßt sich eine gewisse Erschütterungs- und π Aufstellempfindlichkeit der durch Torsionspendel ablaufgeregelten Uhren nicht unterbinden. Diese Empfindlichkeit führt zu einem relativ häufigen Stehenbleiben dieser Uhren und zu einer häufig zu beobachtenden, durch die langsame Pendelbewegung noch begünstigten Gangabweichung solcher durch Torsionspendel ablaufgeregelter Uhren.

Die Torsionspendelhemmung ist in aller Re-*el eine modifizierte Grahamhemmung, welche in bezug auf ihre Dimensionierung und Auslegung einen Kompromiß zwischen einem nicht zu großen Ruhewinkel und einem nicht zu flachen Hemmungseingriff darstellt. Die Übertragung der Antriebsbewegung auf das Torsionspendel erfolgt durch einen im Anker der Hemmung eingesetzten Stift, der mit einer mit der Torsionsfeder so beweglichen Gabel in Eingriff steht. Die mit dieser Anordnung verbundene Hebelübersetzung ist sehr empfindlich gegen Reibungseinflüsse und bedarf zusätzlich sorgfältiger Einstellung.

Es sind andererseits Stiluhren auf dem Markt, bei S5 welchen ein Federzugwerk durch eine übliche Unruhanordnung ablaufgeregelt wird. Unterhalb des Uhrwerkes ist ein die Anordnung eines Torsionskronenpendels simulierender Aufbau vorgesehen, der auf einer senkrecht gelagerten Achse drehbar aufgebracht ist und vom Uhrwerk durch eine sogenannte Kronenverzahnung über eine Federkupplung mitgeschleppt wird. Durch die Schleppkupplung wird die intermittierende Antriebsbewegung des Uhrwerkes in eine scheinbar kontinuierliche Drehbewegung umgesetzt und das simulierte Kronenpendel langsam in einer Richtung bewegt Hie'bei wird jedoch auf das f"r Torsionspendel charakteristische Wendespiel verzichtet, welches sich durch einen besonders angenehm empfundenen langsamen Obergang der jeweils eingeschlagenen Drehbewe- ->o gung in eine vorübergehrnde Stillstandsposition kennzeichnet iind vom Publikum weitgehend bevorzugt wird.

Durch die DE-OS 17 98 274 wird bereits offenbart bei einer Torsionspendeluhr das Torsionspendel durch ein besonderes Antriebssystem antreibbar und den Betrieb des Uhrwerks mit seinem Gangordner unabhängig von der Form und der Masse de;. Torsionspendels im gestalten. Im einzelnen wird hier/u vorgeschlagen, das Torsionspendel entweder völlig getrennt von dem die Zeitanzeige bewirkenden Uhrwerk anzuordnen un'l unabhängig von diesem, beispielsweise durch eine elektronische Steuereinrichtung in seinen Antriebsbewegungen zu unterhalten oder aber bei Verwendung einfts durch einen sogenannten Schieuderaufzug betätigten elektrischen Uhrwerks die oszillierende Bewegung des Schwunggewichtes zum Antrieb des Torsionspendel auszunutzen. Hierzu ist der das Schwunggewicht tragenden Buchse ein mit letzterem beweglicher Stift zugeordnet, der an seinem äußeren Ende von einem mit der Torsionsfeder des Torsionspendels beweglichen Gabelstück umfaßt wird. Die mit der Aufzugsbewegung und dem Uhrwerksablauf einhergehende oszillierende Bewegung des Schwunggewichtes wird durch den Stift mit durchlaufen und somit auf die Torsionspendelanordnung übertragen.

Erfahrungsgemäß ändert sich bei elektrischen Uhrwerken, die durch Schieuderaufzug betätigt werden, im Laufe der Zeit infolge der sich nach und nach reduzierenden Batteriespannung der Elongationswinkel des Schleudergewichtes. Gleichzeitig ändert sich die Frequenz der Aufzugsbetätigung, so daß bei dem bekanntgewordenen Uhrwerk das Torsionspendel während der Betriebsdauer einer Speiseeinheit durch Energieamplituden unterschiedlicher Größe und Frequenz beaufschlagt wird. Dies hat zur Folge, daß eine konstante Schwingungsweite des Torsionspendels nicht erreicht werden kann und daß in gewissen Phasen des Betriebsablaufes Überlagerungen zwischen der Eigenfrequenz dei· Torsionspendels und der Betätigungsfrequenz des Schleuderaufzuges eintrete, können, die bis zum Stillstand des Pendels führen. Die Vc rwirklichung eines ungestörten Pendelspieles ist deshalb durch diese bekanntgewordene Anordnung nicht möglich. Andererseits hat die in der DE-OS 17 98 274 ebenfalls offenbarte Anordnung eines völlig getrennten Antriebes des Torsionspendels zur Folge, daß, abgesehen von nicht unerheblichem Aufwand für die besondere Antriebseinheit, die bauliche Zusammengehörigkeit zwischen Torsionspendel und Uhrwerk aufgegeben wird und im Gehäuse ein besonderer Raum für die Unterbringung der zusätzlichen Antriebseinheit erforderlich ist. Der gleichzeitig mit einhergehende zusätzliche Stromverbrauch, der, falls eine zusätzliche Stromquelle nicht zugeordnet wird, von der auch das zeitanzeigende Uhrwerk antreibenden Speisestromquelle mit übernommen werden muß und damit zweifellos die Gangdauer des Uhrwerkes beeinträchtigt, darf ebenfalls nicht übersehen werden.

Zur Verbesserung der in der DE-OS 17 98 274 beschriebenen Ausführungsform einer Uhr mit durch Schieuderaufzug angetriebenem nebengeordneten Torsionspendel ist vom gleichen Anmelder in der DE-OS 19 36 654 ein Vorschlag vorveröffentlicht worden, um die Divergenz zwischen der Eigenschwingung des Torsionspendels und der Betätigungsfrequenz des Schleuderaufzuges in ihrer Wirkung zu unterbinden. Danach soll zwischen den zum Antrieb des Torsionspendels in Wirkverbindung tretenden Elementen ein zusätzlicher, mit dem Kontakt des Schleuderaufzuges in Reihe liegender weiierer Kontakt zugeordnet werden, nachdem gleichzeitig die in der DE-OS 17 98 274 veröffentlichte formschl'issige Verbindung zwischen Srhw.iiggewicht des Schleuderaufzuges und dem Antriebsglied des Torsionspendels aufgehoben worden ist. Mit diesem Vtröesserungsvorschlag sol.¹ erreicht werden, daß eine Betätigung des Schleuderaufzuges nur dann erfolgt wenn erstens der Federspeicher abgelaufen ist und zweitens das Torsionspendel eine bestimmte, für den Antrieb desselben günstige Position einnimmt. Durch die Anordnung nach dem Verbesserungsvorschlag kann zwar bedingt eine Synchronisierung zwischen Aufzugsvorgang des Schleuder&ufzuges und der Stellung des Torsionspendels erreicht werden, in dem lmpulssiromkreis des Schleuderaufzugsmagneten hingegen sind nun zwei in Reihe liegende Kontakte angeordnet, wodurch die Konlaktunsicherheit wesent·

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lieh erhöht wird Hierbei ist zu beachten, daß der Impulsstromstoß des Impulsmagneten sehr hoch ist und somit bereits das Aufkommen geringer Übergangswiderstände an den Kontaktstellen und Zuführungsver* bindungen zu einem Versagen des Impulsmagheten und damit des Schleuderaufzuges führen kann.

Für beide in den DE-OS 17 98 274 und 19 36 654 offenbarten Ausführungsformen einer Uhr mit durch Schleudefaufzug angetriebenem nebengeordnelem Torsionspendel gilt somit grundsätzlich, daß durch das Zusammenwirken von Schleuderaufzug und Torsionspendelantrieb die Funktion des Schleuderaufzuges nachteilig beeinflußt und ein sicherer konstanter Antrieb des Gangordners unterbunden wird. Störend sind ferner die durch die Funktion des Schleuderaufzuges hervorgerufenen schlagartigen Nebengeräusche, die bei den bislang als völlig geräuschlos angesehenen Torsionspendeluhren als besonders störend empfunden werden.

Durch das DE-GM 71 04 328 ist eine iorsionspendeluhr bekanntgeworden, bei welcher das Uhrwerk durch ein elektronisch gesteuertes Unruhmotorsystem angetrieben wird, welches gleichzeitig der Zeithaltung des Uhrwerkes dient.

Von dem Laufwerk des Uhrwerkes ist ein Antrieb abgeleitet, welcher nach einem kleinen Federspeicher geführt ist. der durch ein Federhaus mit in diesem angeordneter Spiralfeder gebildet wird. Die Kupplung zwischen Spiralfeder und Federhaus ist schleifend, so daß zwischen Uhrwerk und dem dem Federspeicher nachgeordneten Antriebssystem für das Torsionspendel ein Bewegungsausgleich über den Federspeicher möglich ist.

Zum Antrieb des Torsionspendeis wird eine übliche Torsionspendelhemmung verwandt, deren Gangrad unmittelbar mit dem Federhaus fest verbunden ist. Das Gangrad wird also über das Federhaus vermittels der in diesem angebrachten Spiralfeder über die Friktionswirkung zwischen beiden beaufschlagt. Vom Gangrad wird dann der übliche Anker einer Torsionspendelhemmung betätigt, welcher über Stift und Gabel den Antrieb des Torsionspendels über dessen Torsionsfeder vornimmt.

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geordnetem Torsionspendel nach dem DE-GM 71 04 328 ist es zwar möglich, die nachteiligen Einflüsse von Erschütterungen und Stoßen am Aufstellungsort einer Torsionspendeluhr auf die Ganggenauigkeit zu unterbinden. Da jedoch nach wie vor eine empfindliche Torsionspendelhemmung in Anwendung kommt, sind die allgemein mit diesem Hemmungssystern verbundenen Schwierigkeiten, nämlich schwierige Einstellung und Justage. hc'te Anforderungen an die Präzision der Teile usw. nicht umgangen. Die zu verwendenden Hemmungsteile sind beinahe so teuer, wie diejenigen einer Uhr mit Torsionshauptpendel. Ferner ist zu beachten, daß die fortlaufende Friktion zwischen Spiralfeder und Federhaus nach und nach zu einer unterschiedlichen Beaufschlagung des Laufwerkes führt und zu Gangabweichungen Veranlassung geben kann.

Schließlich ist es von Bedeutung, daß bei dem Uhrwerk mit nebengeordnetem Torsionspendel nach dem DE-GM 71 04 328 die Empfindlichkeit der Uhr hinsichtlich einer genauen Aufstellung, um eine sichere Funktion des Torsionspendels zu erreichen, beibehalten wird. Denn die für das Torsionspendelhemrnungssystem eigentümlichen Schwierigkeiten in dieser Hinsicht werden im wesentlichen übernommen, da die Torsionspendelhemmung als solche praktisch dieselbe ist.

Die DE-OS 20 58 037 hat eine elektrische Uhr zum Gegenstand mit einem ersten, der zeitbestimmenden Laufregelung des Uhrwerkes dienenden Gangordner und einem nebengeordneten, vom Uhrwerk mit ange* triebenen Torsionspendel, welches nicht der Laufregelung des Uhrwerkes dient und wobei ein über einen Abtrieb des Uhrwerkes angetriebenes magnetisches Mitnehmerteil während seiner ihm durch das Uhrwerk vermittelten umlaufenden Bewegung in eine antreibende Wirkverbindung mit einem vom Torsionspendel mitbewegten, an der Torsionsfeder vorzugsweise in der Nähe von deren Aufhängepunkt angebrachten, ebenfalls magnetischen bzw. magnetisierbaren Antriebsgliedes gelangt. Diese Wirkverbindung zwischen Milnehmerteil und Antriebsglied wird durch die gegenseitige magnetische Beeinflussung zwischen diesen beiden Teilen vermittelt, d. h. das Pendel erhält seinen Antrieb über ein zwischengeschaltetes magnetisches Feld ohne jegliche mechanische Berührung zwischen ablaufgere-

5ö geitem Uhrwerk und dciVi frei für Sich schwingenden Torsionspendel.

Durch die magnetische Kopplung zwischen Mitnehmerteil und Antriebsglied ist ein Bewegungsausgleich zwischen selbständig ablaufgeregeltem Uhrwerk und dem frei für sich schwingenden Torsionpendel bei auftretenden Divergenzen in den Phasenlagen von Mitnehmerteil und Antriebsglied ohne weitere Mittel möglich. Das Torsionspendel schwingt frei und ist sozus;.i.en völlig unabhängig von dem es antreibenden Uhrwerk.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine sichere Beaufschlagung des nebengeordneten Torsionspendels nur bei Anwendung bedeutender permanentmagnclischer bzw. ferromagnetischer Massen bei dem Mitneh-

is merteil bzw. Antriebsglied möglich ist. Nur wenn das Magnetfeld über einen entsprechenden Energiegehalt verfügt, ist eine ausreichende Leistungskopplung zwischen antreibendem Uhrwerk und nebengeordnetem Torsionspendel möglich.

Die Zuordnung dieser Teile bedeutet aber einen erheblichen Raumaufwand. Hinzu kommt, daß die Permanentmagnete in das Uhrwerk zurückstreuen, ein Umstand, der sich dann sehr nachteilig auswirken kann, wenn das Uhrwerk durch eine elektronisch gesteuerte, elektro-dynamisch beaufschlagte Unruhanordnung angetrieben bzw. zeitgesteuert wird. Die für die Leistungsübertragung erforderlichen permanentmagnetischen Teile müssen präzise gefertigt und genau magnetisiert sein, wodurch deren Beschaffung relativ kostspielig wird. Die über das Magnetfeld vermitlelbaren Auslenkungen des Antriebsgliedes sind verhältnismäßig gering, so daß von dem beaufschlagten Torsionspende! λιγ eine sehr kleine Elongation ausgeführt werden kann.
Bei der Anordnung nach dem DE-GM 17 17 229 wird ein oben an der Pendelfeder befestigtes, nadel- oder stiftartiges Antriebsgfied von den Nocken einer von dem Uhrwerk angetriebenen Nockenscheibe, welche oben im Laufwerk der Uhr angeordnet ist, periodisch beaufschlagt, und zwar immer dann, wenn einer der Nocken der Nockenscheibe mit dem Antriebsglied auf ihren Bewegungsbahnen örtlich zusammentreffen, derart, daß die durch das Uhrwerk der Nockenscheibe vermittelte Antriebsbewegung auf das Antriebsglied und von diesem auf das Torsionspendel übertragen werden kann.

Da jedoch immer Abweichungen zwischen der Osziüationsfrequenz und des die Abiaüfregdung des Uhrwerkes bewirkenden Gangordners (Unruh) und der

Oszillationsfrequenz des Torsionspendels eintreten werden, hat dies Interferenzen zwischen den Drehbewegungen der Nockenscheibe und damit der Bewegung der Nocken derselben und der Hin- und Herbewegung des Antriebsgliedes an der Torsionsfeder Zur Folge, derart, daß entweder beide Bewegungen gegenläufig erfolgen bzw. die Betätigung des Antriebsgliedes in unterschiedlichen Bewegungsbcrcichcn oder in manchen fctewegungsphasen nur teilweise oder gar nicht Zustandekommen kann.

Dies hat zur Folge, daß das Torsionspendel eine wechselnde Schwingungselongation aufweist, die zudem nicht groß ist. Auch der Selbstanlauf des Torsionspendels ist vielfach behindert, er tritt entweder gar nicht ein. oder kommt erst nach längerer Zeit zustande. In ungünstigen Fällen kann auch ein sogenanntes Aufsetzen des Antriebsgliedes auf einen der Nocken der Nockenscheibe erfolgen Dies hat eine starke rückwirkende Belastung des Uhrwerkes und damit des zeithaltenden Gangordners zur t-oige. in ungünstigen Fällen kann dadurch die Ganggenauigkeit beeinträchtigt werden oder aber auch ein völliger Stillstand des Uhrwerkes verursacht werden.

Auf Grund der Schwierigkeiten im Funktionsverhalten ist es z. B. bei einer Speisung des Uhrwerkes nach dem DE-GM 17 17 229 in einer elektrischen Version durch eine Trockenbatterie, und z. B. bei Vorliegen eines Antriebes durch eine elektro-dynamisch beaufschlagte Unruh mit nachgeordnelem Schrittschaltwerk, nur möglich, die speisende Stromquelle in einem beschränkten Spannungsbereich zu nutzen, wenn ein ordnungsgemäßer Betrieb des Uhrwerkes und des Torsionspendels gewährleistet sein soll. Ähnliches gilt bei der Verwendung einer Zugfeder als Antriebsquelle. Auch hier ist die Nutzung der an und für sich zur Verfügung stehenden Federkraft und damit der Gangdauer beschränkt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei Torsionspendeluhren mit einem der Zeitregelung dienenden besonderen Gangordner, vorzugsweise Unruh, und einem nebengeordneten, vom Uhrwerk mit angetriebenen Torsionspendel durch die Zuordnung von wenigen, billigen Uhrwerksteilen eine sichere

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chen Aufbau zu erreichen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe gemäß der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Ausgestaltung der Anordnung nach dem Oberbegriff dieses Patentanspruches.

Eine Reihe zweckmäßiger Ausführungsformen und weiteren Ausgestallungen der Erfindung sind in den dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüchen 2-12 umschlossen.

In den beigegebenen Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen abgebildet. Es stellt dar

Fig. 1 eine Ansicht des Uhrwerkes nach der Erfindung von der Rückseile,

F i g. 2 eine Ansicht des Uhrwerkes nach der Erfindung von oben,

Fig.3 eine Seitenansicht des Uhrwerkes nach der Erfindung in Richtung A,

Fig.4 eine Seitenansicht des Uhrwerkes nach der Erfindung in Richtung B,

F i g. 5 eine schematische Darstellung des Uhrwerkes nach der Erfindung.

In den Fi g. 1 — 4 wird der Gegenstand der Erfindung in seiner eigentlichen Ausführungsform dargestellt Auf einer vorzugsweise aus Kunststoff gespritzten Grundplatte 60 ist das Uhrwerk nach der Erfindung aufgebaut. Mit der Grundplatte 60 verbundene Pfeiler 61 tragen eine Zwischenplatine 62, welcher die Hinterplatine 14 nachgeordnet ist. Die Hinterplatine 14 ist auf Verlängerungen der Pfeiler 61 aufgesetzt und durch Buchsen 63 abstandsgehalterl. Durch Schrauben 64 wird der Aufbau fixiert. Links unten in der Fig. 1 ist die Unruh 20 angeordnet, welche zwischen einem oberen, nicht erkennbaren und einem unteren mit der Grundplatte 60 verbundenen Ansatz 65 vermittels Lagerschrauben 21 gelagert ist. Die mit der Unruh 20 verbundene Spirale 22. welche an einem Klötzchen 23 vermittels einer Schraube 24 befestigt ist, erzeugt das fur die I nruh 20 erforderliche Rückstellmoment. Ein von der Lager schraube 21 mitgehaltener Spiralschlüssel 25 greift nut dem entgegengesetzten Ende 25' in die Gänge eines in der Grundplatte 60 geführten Gewindebolzens 26. der als Regulierschraube dient. Die Unruhwelle 20' trägt Scheiben 28, an weichen gegenüberliegende, entgegengesetzt polarisierte, der eiektro-dynamischen Beaufschlagung der Unruh 20 dienende Permanentmagnete 29 sowie Gegengewichte 27 angebracht sind.

Oberhalb der Unruh ist das der Fortschaltung des Zeigerwerkes dienende mechanische Schrittschaltwerk 40 angebracht, welches aus einer mit der Unruh 20 Verbundenen, eine Schaltfeder 41 tragenden Schaltrolle 42 sowve dem Schaltrad 43 besteht, welches zwischen der Zwischenplatine 62 und der Hinterplatine 14 gelagert ist und mit einem Ritzel 44 verbunden ist.

Bei jedem Hin- und Hergang der Unruh 20 wird das Schaltrad 43 durch die mit der Schaltfolie 42 verbundene Schaltfeder 41 um einen Schritt weitergestellt. Zwischen den einzelnen Schaltungen wird das Schallrad 43 durch eine nicht näher dargestellte, das Ritzel 44 beaufschlagende Rastfeder stabilisiert.

Das Ritzel 44 steht in Eingriff mit dem Sekundenrad 5. das von der Sekundenwelle 5' getragen wird. Ein mit der Sekundenwelle 5' verbundenes Ritzel 51 steht in Eingriff mit dem Zwischenrad 52, welches zwischen der Grundplatte 60 und der Hinterplatine 14 vermittels einer Welle 53 gelagert ist. aus Kunststoff besteht und mit einem Zwischentrieb 54 fest verbunden ist. das spinerseit«; mit dem Minutenrad 55 in Eingriff steht. Das Minutenrad 55 ist über eine Friktion 56 mit der Minutenwelle 57 verbunden, welche in der Grundplatte 60 und in der Zwischenplatir.e 62 gelagert ist. Das Minutenrad 55 ist außerdem mit einem Trieb 58 verbunden, welcher mit dem einerseits in der Grundplatte 60, andererseits in der Zwischenplatine 62 gelagerten Wechselrad 59 in Eingriff steht. Die Welle 70 des Wechselrades 59 durchstößt die Grundplatte 60 und ragt in eine nicht näher dargestellte Ausnehmung an der Vorderseite derselben und trägt dort einen nicht näher dargestellten Wechseltrieb, welcher mit dem vom Stundenrohr 71 getragenen nicht sichtbaren Stundenrad in Eingriff steht. Ein mit einem der Pfeiler 61 einstückiger und mit der Grundplatte 60 verbundener Sockel 31 trägt die Elektronikschaltung 30, die aus der gedruckten Schaltungsplatte 32, Kondensatoren 33 und 34, dem Widersiand 35, sowie einem integrierten Schaltkreis 36 besteht und an einer Schmalseite die Magnete 29 der Unruh 20 elektro-dynamisch beaufschlagende Spule 37 trägt Vermittels einer gleichzeitig elektrische Verbindungen auf der gedruckten Leiterplatte 32 schließenden Klammer 38 und einer Schraube 39 wird die Elektronikschaltung 30 auf dem Sockel 3i fixiert Die Stromzuführung erfoigi durch die Schraube 39, die den Sockel 31 durchragt und auf der Vorderseite

der Grundplatte 60 mit einer nicht näher dargestellten stromführenden Schiene verbunden ist. Der zweite Anschluß wird durch eine im nicht dargestellten Gehäuse des Uhrwerkes enthaltene beim Zusammenbau mit einer Leiterbahn der gedruckten Platte 32 in elektrische Verbindung gelangende Kontaktfeder bewerkstelligt. Der Aufbau des Uhrwerkes setzt sich also im wesentlichen aus der Grundplatte 60, dem Laufwerk 30, der Unruhanordnung 20, sowie dei' Elektronikschallung 30 zusammen.

Im oberen Teil des Laufwerkes 50 ist die Nockenscheibe 1 auf der Nockenscheibenwelle 11 im Lagerpunkt 10 gelagert. Die Nockenscheibe 1 ist mit einem Zahnrad 7 fest verbunden und mit diesem drehbar beweglich. Zusätzlich auf der Nockenscheibenwelle 11 ist eine Wippe 12 verschwenkbar gelagert. Diese Lagerung erfolgt vermittels eines mit der Wippe 12 verbundenen auf der Nockenscheibenwelle 11 gelagerten Lageransatzes 16, welcher sich zwischen dem Rad 7 der Nockenscheibe 1 und der Grundplatte 60 erstreckt üiiu äüiTiii cific ausreichend Spielfreie Lagerung uer Wippe 12 gewährleistet.

Das Rad 7 steht in Eingriff mit einem auf der Wippe 12 aufgebrachten, mit dieser innerhalb eines gewissen Winkelbereiches verstellbaren Zahnrad 6. welches mittels eines Bolzens 17 auf der Wippe 12 drehbeweglich befestigt ist. Das vordere Ende des Bolzens 17 durchragt die Hinterplatine 14 in einer Ausnehmung 18, welche Kanten 13' und 13" aufweist, die als Anschlag für die mögliche Schwenkbewegung der Wippe 12 dienen. Das Rad 6 weist 2 Verzahnungen 6' und 6" auf, wovon die eine (6') mit dem Sekundenrad 5 und die andere (6") mit dem Rad 7 in Eingriff steht.

Am äußeren Ende der Wippe 12 ist eine Masse 12' angeformt, welche durch ihr Eigengewicht auf den Drehpunkt 10 der Wippe 12 ein Drehmoment ausübt, wodurch die Eingriffsposition zwischen der Verzahnung *' des Rades 6 mit dem Sekundenrad 5 gewahrt bleibt.

In einer Stütze 19 ist die Torsionsfeder 3 des Torsionspendels 9 gehaltert. Die Torsionsfeder 3 trägt in der Höhe einer Ausnehmung 14' der Hinterplatine 14 das Antriebsglied 4, dessen längliches Ende 4' in die Ausnehmung 14' einschwingt. Hierbei gelangt das Antriebsglied 4 in der eir.in Schwineungsrichtune des Torsionspendels 9 an der rechten Kante der Ausnehmung 14' zum Anschlag, bis das Pendel den Umkehrpunkt erreicht und nach Einschlagen der entgegengesetzten Schwingungsrichtung den Schwingungs-0-Punkt wieder angelaufen hat

Im Schwingungs-0-Punkt befindet sich das Antriebsglied 4 vorzugsweise etwa mittig über der Nockenicheibe 1 innerhalb der Ausnehmung 14'.

Der deutlichen Darstellung wegen sind in der F i g. 1 der das Uhrwerk überspannende Teil der Torsionsfeder 3 und das Antriebsglied 4 in der Darstellung weggelassen.

Hierzu sind jedoch nähere Einzelheiten aus der schematischen Darstellung der F i g. 5 entnehmbar.

Im Betrieb des Uhrwerkes nach der Erfindung wird die Zeigerfortstellung durch die über die Elektronikschaltung 30 selbstanlaufende Unruh 20 über das Schrittschaltwerk 40, das Ritzel 44 und die übrigen nachgeordneten Getriebeglieder auf die Minutenwelle 57 und das Stundenrohr 71 übertragen. Gleichzeitig wird jedoch über das Sekundenrad 5 und die Verzahnung 6' das auf der Wippe 12 vermittels des Bolzens 17 drehbewegliche gelagerte Rad 6 mit angetrieben, welches die ihm übermittelte Drehbewegung durch die Verzahnung 6" au* das mit der Nockenscheibe 1 fest verbundene im Drehpunkt 10 gelagerte Rad 7 überträgt. Hierdurch wird die Nockenscheibe 1 mit den am Umfang angeordneten Nocken 2 in eine der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzte Drehbewegung versetzt, wobei der Eingriff der Verzahnung 6' des Rades 6 auf der Wippe 12 mit dem Sekundenrad 5 unter Einfluß der durch die Masse 12' auf den Lagerpunkl 10 ausgeübten Drehmomentswirkung gewahrt bleibt, Das heißt der Bolzen 17 hält seine Anschlagsposition an der Kante 13" der Ausnehmung 18 aufrecht, obwohl das Sekühderifad 5 auf Grund der von diesem eingeschlagenen Drehbewegung den zwischen diesem und dem Rad 6 bestehenden Verzahnungseingriff durch Ausheben der Wippe 12 aus der Anschlagsposition zwischen Bolzen 17 und der Kante 13" zu lösen versucht. Das mit der Torsionsfeder 3 verbundene Antriebsglied 4 schwingt mit seinem vorderen Ende 4' in die Ausnehmung 14' der Hinterplatine 14 ein und gelangt hierbei an der rechten iväfiic ucf Aü5ncrriVrüfrg 14' irr der cirlerr Scriwirigurigs-

richtung zum Anschlag. Hierbei gelangt einer der am Umfang der Nockenscheibe 1 angebrachten Nocken 2 in eine Anschlagverbindung mit dem Antriebsglied 4

und vermittelt diesem unter der Wirkung des der Nockenscheibe I vom Sekundenrad 5 über das Rad 6 übertragenen Antriebes eine Antriebsbeaufschlagung. Ist das Antriebsglied 4 eben in die Ausnehmung 14' eingeschwungen, so wird die Anschlagsposition inner-

halb dieser Ausnehmung, welche einer etwa mittigen Position über der Nockenscheibe 1 entspricht, bis zum Wechsel der Schwingungsbewegung des Torsionspendels beibehalten. Die Drehbewegung der Nockenscheibe 1 wird also durch den am Antriebsglied 4 bzw. 4' anliegenden Nocken 2 blockiert. Dadurch wälzt sich aber die Verzahnung 6" des vom Sekundenrad 5 weiter angetriebenen Rades 6 entgegen der durch die Masse 12' erzeugten Kraftwirkung längs der Verzahnung des Zahnrades 7 ab und gelangt hierbei mit seiner Verzahnung 6' außer Eingriff mit dem Sekundenrad 5. Diese Auswanderung wird hierbei durch die Antriebsbewegung des Rades 5 unterstützt.

Für die Zeitdauer der Blockierung der Nocl· ^nscheibe 1 durch das in der Ausnehmung 14' anschlaeende Antriebsglied 4 wird also die Eingriffsverbindung zwischen dem Sekundenrad 5 und der Verzahnung 6' des Rades 6 auf der Wippe 12 jeweils schrittweise rastend gelöst, so daß ein Bewegungsausgleich zwischen dem zeitlich gesteuerten Antrieb des Zeigerwerkes und

so dem Ablauf des Torsionspegels möglich ist Die Antriebsbeaufschlagung des Torsionspendels 9 über das Antriebsglied 4 bleibt jedoch auch während diesem rastenden Bewegungsausgleich zwischen dem Sekundenrad 5 und der Verzahnung 6' des Zahnrades 6 aufrechterhalten. Schwingt das Torsionspendel nach Erreichen des Umschlagpunktes in die entgegengesetzte Richtung und verläßt das Antriebsglied mit seinem Ende 4' die Anschlagsposition innerhalb der Ausnehmung 14', so wälzt sich der Nocken 2 der Nockenscheibe 1 unter der auf diese übertragenen Drehbewegung am Antriebsglied 4 ab und erteilt diesem und damit über die Torsionsfeder 3 dem Torsionspendel 9 eine Antriebsbeaufschlagung. Dem Nocken 2 der Nockenscheibe 1 wird hierbei vorzugsweise eine solche Profilform zugeteilt,

daß während der Bewegungsübertragung auf das Antriebsglied 4 eine theoretisch korrekte Abwälzung stattfinden kann. Sofort bei Beginn des Abwälzvorganges und des Auswanderns des Antriebsglieides 4 aus der

Ausnehmung Ii' nimmt das Rad 6 auf der Wippe 12 mit »einer Verzahnung 6' die Eingriffsposition mit dem Sekundenrad 5 wieder ein. Die abhängig von dem an der Nockenscheibe 1 sich einstellenden Belastungsmoment lösbare Kupplung zwischen dem Sekundenrad 5 und der Verzahnung 6' des auf der Wippe 12 angeordneten, mit dieser versteilbaren Rades 6 ermöglicht somit einen lelbsttätigen Ausgleich der Drehbewegung zwischen dem Laufwerk SO und der Nockenscheibe 1, Ein Schließen der Kupplung zwischen dem Rad 6 und dem |₀ Sekundenrad 5 erfolgt stets nur dann, wenn eine Drehbewegung der Nockenscheibe 1 möglich ist. 1st die Nockenscheibe 1 durch eine eingetretene Wirkverbindung zwischen dieser und dem Antriebsglied 4 des Torsionspendels 9 blockiert oder aufgehalten, so erfolgt lediglich ein rastendes Gleiten der Verzahnungen der Teile 5 und 6 unter Wirkung der durch das Gewichtsmoment der Wippe 12 erzeugten Eingriffskraft. Beim Zurückschwingen des Pendels 9 und bei beginnender Auswanderung des Antriebsgliedes 4 aus ücr Ausnehmung 14' wäiii sich tier uuer einer der Nocken 2 am Antriebsglied 4 ab und erteilt diesem dadurch den für das Torsionspendel 9 erforderlichen Antrieb.

Durch die Behinderung, welche das Antriebsglied 4 bei dessen Anschlag an der Kante der Ausnehmung 14' der Hinterplatine 14 erfährt, verbleibt das Antriebsglied in der Bewegungsbahn der Nocken 2 der Nockenscheibe 1. Der nächstkommende Nocken 2 wird somit an dem Antriebsglied 4 anschlagen und ebenfalls in seiner Weiterbewegung gehindert sei.-v Sofort, wenn das Antriebsglied 4, nachdem das Torsionspendel 9 die Schwingungsrichtung gewechselt und dann den Schwingungs-Nullpunkt durchlaufen hat, sich von der Kante der Ausnehmung 14' löst, bewirkt der anliegende Nocken 2 der Nockenscheibe 1 den Antrieb des Antriebsgliedes 4, da diese nunmehr in ihrer Drehbewegung nicht mehr weiter gehindert ist.

Dadurch ist sichergestellt, daß jeweils bei der Einnahme der der Anschlagsrichtung entgegengesetzten Schwingungsbewegung der Antrieb der Pendelfeder 3 und damit des Torsionspendels 9 einsetzen kann. Die Zuordnung des mittigen Anschlages in der Ausnehmung 14' gewährleistet somit jeweils eine Reaiifcrhlafruncr rfp« Antriebsgliedes 4 und damit des Torsionspendels 9 in einer Halbschwingung desselben. Eine unkontrollierte Überlagerung der Nockenbewegungen der Nockenscheibe 1 mit den Bewegungen des Antriebsgliedes 4 ist somit unterbunden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Umfangsgeschwindigkeit der Nocken 2 und die Anzahl derselben auf der Nockenscheibe 1 so gewählt, daß immer etwa dann, wenn das Torsionspendel 9 bei anschlagendem Antriebsglied 4 die Schwingungsendlage erreicht hat, der oder einer der Nocken 2 zum Anschlag mit denrAntriebsglied 4 gelangt

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung war durch die folgenden konstruktiven Daten gekennzeichnet:

25

30

35

Sekundenrad:
Verzahnung 6' von Rad 6:

72 Zähne
22 Zähne

60

Verzahnung 6" von Rad 6: 20 Zähne

Rad 7: 20 Zähne

Nockenscheibe!: 2 Nocken Schwingungszeit des Pendels

(Vollschwingung): 10-15 see

Während der Rückschwingung des Pendel;, blüibt bei am Antriebsteil 4 anschlagendem Nocken 2 die Nokkenscheibe 1 gesperrt, und die Kupplung 5, 6' wird gelöst, bis das Antriebsglied 4 seinen Anschlag verläßt. Das heißt aber, die Winkelgeschwindigkeit der Nockenscheibe 1 muß um den der Rückschwingungsdauer des Torsionspendels 9 von der Endlage bis zum Verlassen des Anschlages 14' entsprechenden Zeitbetrag größer gewählt werden.

Ist die Schwingungsdauer der Halbschwingung des Torsionspendels 9 in Antriebsrichtung, d. h. nach Verlassen des Anschlages 14' bis zur Rückkehr an diesen gleich T\ und die Schwingungsdauer der Halbschwingung mit anschlagendem Antriebsglied 4 gleich T2(die Unterschiede der Halbschwingungszeiten resultieren aus den unterschiedlichen wirksamen Torsionsfederlängen), so muß bei η Nocken 2der Nockenscheibe 1 diese bei optimaler Auslegung des Gegenstandes der Erfindung in wenigstens η χ (T \ + Γ2/2) Sekunden eine volle Umdrehung ausführen, um dem vorgeschriebenen Funktionsspiel entsprechen zu können.

Soll ein und dasselbe Uhrwerk nach der Erfindung ohne Änderungen für mehrere Torsionspendel 9 unterschiedlicher Schwingungszeit verwendet werden, so wird dann zweckmäßig für die Festlegung der Übersetzung eine mittlere Schwingungszeit zugrunde gelegt.

Die Einzelheiten der vorbeschriebeneri Funktion sind aus den schematischen Einzeldarstellungen 5a bis 5c der F i g. 5 entnehmbar.

Die Anordnung nach der Erfindung zeichnet sich durch einfachen Aufbau, leichte Montage, die Verwendungsmöglichkeit von in billiger Massenfertigung herstellbarer Kunststoffteile sowie durch geringen Verschleiß der den Beweg wgsausgleich ermöglichenden Kupplungseinrichtung aus.

Besonders vorteilhaft ist der selbsttätige Anlauf des

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nach ganz kurzer Zeit eintritt, ohne daß es hierzi. eines manuellen Anstoßes bedarf. Zwischen Laufwerk und Torsionspendel wird durch die Anordnung nach der Erfindung eine Synchronisierung bewirkt, so daß eine Interferenz zwischen Antrieb durch das Laufwerk und den Schwingungsbewegungen des Torsionspendels 9 unterbunden ist Das Auftreten wechselnder Amplituden des Torsionspendels oder gar ein Stehenbleiben desselben ist sicher vermieden.

Die Anordnung nach der Erfindung ist nicht starr an eine bestimmte Schwingungszeit des Torsionspendels gebunden, sondern ohne Änderung in einem verhältnismäßig breiten Frequenzbereich anwendbar.

Die Anordnung nach der Erfindung ist ziemlich unempfindlich gegen Stöße und Erschütterungen am Aufstellungsort; außerdem ist die Einjustierung der Uhr am Aufstellungsort bei der Inbetriebnahme derselben nicht kritisch.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Uhr mit einem ersten, der zeitbestimmenden Laufregelung des Uhrwerkes dienenden Gangordner, insbesondere Unruh, und einem zugeordneten, nicht der Laufregelung des Uhrwerkes dienenden, jedoch von diesem mit angetriebenen Torsionspendel, wobei eine vom abgezweigten Leistungsfluß des Uhrwerkes ange- IQ triebene umlaufende Nockenscheibe mit einem oder mehreren Nocken mit einem an der Torsionsfeder angebrachten, mit dieser in einer horizontalen Ebene beweglichen, als längliches Teil ausgebildeten Antriebsglied intermittierend in antreibende Verbin- is dung gelangt und wobei ein Bewegungsausgleich zwischen antreibendem Uhrwerk und dem Torsionspendel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsverbindung (5—7) zwischen Laufwerk (50) und Nockenscheibe (I) sine den Bewegungsausgleich ermöglichende, durch die Antriebskrair des Laufwerks (50) lösbare mechanische Kupplung (5, 6) angeordnet ist, und daß dem Laufwerk (50) ein Anschlag (14) zugeordnet ist, an welchem das Antriebsglied (4) jeweils bei der der durch die Nockenscheibe (1) vermittelten Antriebsbewegung entgegengesetzten Schwingungsbewegung des Torsionspendels (9) in einer Stellung etwa niittig zur Nockenscheibe (1) anschlagbar ist.

2. Elektrische Uhr, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare mechanische Kupplung (5, 6) durch ein in der Getriebeverbindung (5—7) zwischen Laufwerk (50) und Nockenscheibe (1) angeordnetes, ven ,ellbares Zahnrad (6) gebildet ist, welches unter dem Einfluß der Antriebskraft des Laufwerkes [5Q) entgegen der Wirkung einer den Verzahnungseingriff dieses Zahnrades (6) mit einem weiteren, fixiert drehbar gelagerten Zahnrad (5) wahrende Kraft aus diesem Eingriff (5,6) ausschwenkbar ist.

3. Elektrische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Zahnrad (6) auf einer um den Lagerpunkt (10) der Nockenscheibenwelle (11) verschwenkbaren Wippe (12) angeordnet und durch Anschläge (13', 13") in seiner Verstellbewegung begrenzt ist.

4. Elektrische Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die um den Lagerpunkt (10) der Nockenscheibe (1) verschwenkbare Wippe (12) durch ihr Gewichtsmoment die zur Wahrung des W Verzahnungseingriffes (5, 6) erforderliche, der Antriebskraft des Uhrwerkes entgegengerichtete Kraftwirkung ausübt.

5. Elektrische Uhr nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die κ Nockenscheibe (1) und die Getriebeanordnung (5 — 7) zu deren Antriebsverbindung mit dem Laufwerk (50) innerhalb des letzteren angeordnet sind und daß das ausschwenkbare Zahnrad (6) dieser Getriebeanordnung (5 — 7) in seiner Schwenkbewegung durch von einer Uhrwerksplatine (14) gebildete Ansehläge (U', 13") begrenzt ist.

6. Elektrische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellbare Zahnrad (6) einerseits in lösbarem Eingriff mit der· Verzahnung des Sekundenrades (5) des Laufwerkes (50), anderer* seits in festem Eingriff mit der Verzahnung eines mit der Nockenscheibe (1) verbundenen Zahnrades (7)

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