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Elektrische Uhr.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Uhr, insbesondere
eine Quarzuhr, mit einem Zeigerwerk, einem dieses antreibenden Elektromotor, insbesondere
einem Schrittmotor, und eine elektrische Impulse für den Motor erzeugenden Schaltung.
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Bei elektrischen Uhren, insbesondere aber bei Quarzuhren, wird häufig
ein nahezu geräuschloser Gang der Uhr gefordert.
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Die Erfüllung dieser Forderung ist bei Uhren mit einem Synchronmotor
als Antrieb für das Zeigerwerk mit einem gewissen Aufwand im allgemeinen möglich.
Wesentlich schwieriger ist es jedoch, dieser Forderung bei Uhren mit einem Schrittmotor,
der häufig einem Synchronmotor aus Kostengründen vorgezogen wird, nachzukommen.
Bei diesen Uhren tritt nämlich durch das ruckartige Vorwärtsschreiten des Motorankers
und das am Ende eines jeden Ankerschrittes auftretende tDerschwingen des Ankers
im Zusammenwirken mit dem Spiel zwischen den einzelnen Zahnrädern des Zeigerwerks
ein erheblich höherer Geräuschpegel auf als bei Uhren mit einem Synchronmotor, dessen
Anker gleichförmig umläuft.
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Es ist bereits bekannt, zur Verringerung dieses Geräuschpegels das
Uberschwingen des Motorankers durch einen lose auf diesen aufgesetzten Ring zu dämpfen.
Zusätzlich oder alternativ hierzu wurde die Motorwelle mit einer Öldämpfung versehen,
wie sie bei Meßinstrumenten vorgesehen wird. Eine andere bekannte Maßnahme besteht
darin, die Auswirkungen des ungleichförmigen Motorlaufs auf das Zeigerwerk durch
ein Bremsklötzchen zu verringern, das gegen die Stirnseite des mit dem auf der Motorwelle
sitzenden Ritzel kämmenden Zahnrades
wirkt. Mit diesen Maßnahmen
kanizwar eine gewisse Herabsetzung des Geräuschpegels erzielt werden, jedoch ist
der Geräuschpegel immer noch zu hoch. Unabhängig davon sind diese bekannten Maßnahmen
größtenteils recht aufwendig, teuer und fertigungs- und montageungünstig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen zur Geräuschdämpfung insbesondere
bei von einem Schrittmotor angetriebenen elektrischen Uhren anzugeben, die nicht
nur die bei diesen Uhren entstehenden Geräusche auf ein Mindestmaß reduzieren sondern
auch möglichst wenig Kosten verursachen und den Montageablauf der Uhr so gering
wie möglich stören.
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Diese-Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest das
mit dem auf der Motorwelle sitzenden Ritzel kämmende Zahnrad des Zeigerwerks mit
relativ zu seiner Welle in Umlaufrichtung beweglichen Zähnen versehen wird.
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Durch die Verwendung eines derartigen Zahnrades kann, wie sich gezeigt
hat, der Geräuschpegel der Uhr beträchtlich abgesenkt werden. Wird zusätzlich noch
ein lose auf den Motoranker bzw. die Motorankerwelle aufgesetzter Ring zur Dampfung
der Uberschwingungen des Motorankers verwendet, so ergibt sich ein nahezu geräuschloser
Gang der Uhr. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darüber
hinaus darin, daß kein zusätzliches Bauteil benötigt wird und das Zahnrad, wie noch
zu zeigen sein wird, in großen Stückzahlen billig hergestellt werden kann.
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Ein Zahnrad mit relativ zu seiner Welle in Umlaufrichtung beweglichen
Zähnen kann mit Vorteil durch ein Zahnrad mit einem Zahnkranz realisiert werden,
der über mindestens ein elastisches Trägerelement an der Welle angreift. Das Zahnrad
mit dem
Zahnkranz und dem bzw. den Trägerelementen läßt sich als
eine einstückige Einheit aus einem hartelastischen Kunststoff herstellen, wobei
das bzw. die Trägerelemente in Form von schmalen, gerade oder gekrümmt verlaufenden
Stegen ausgebildet sind Eine andere Möglichkeit besteht darin, zumindest die Zähne
des Zahnrades aus einer mittelweich eingestellten Kautschukmischung herzustellen.
Es ist hierbei darauf zu achten, daß die Elastizität der Zähne nicht zu groß gewählt
wird, da sonst das durch das Zahnrad übertragbare maximale Drehmoment zu gering
wird. Eine solche Ausführungsform kann im übrigen auch mit der zuvor beschriebenen
kombiniert werden, wodurch sich eine besonders hohe Geräuschdämpfung erzielen läßt.
Von gewissem Nachteil ist, daß die Zähne eines solchen Zahnrades einem relativ großen
Verschleiß unterworfen sind.
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Dieser Nachteil haftet einer Ausführungsform, bei der zwischen den
einzelnen Zähnen des Zahnrades radiale Schlitze vorgesehen sind, nicht an, da dieses
vollständig aus einem hartelastischen Kunststoff hergestellt werden kann. Eine solche
Ausführungsform hat darüber hinaus den Vorteil, daß mit ihr und einem lose auf dem
Motoranker bzw. die Ankerwelle aufgesetzten Ring eine optimale Geräuschdämpfung
erreicht werden kann.
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Die Breite der Schlitze bei einem derartigen Zahnrad ist am zweckmäßigsten
kleiner als der Abstand zweier benachbarter Zahnflanken im Bereich des Fußkreises
gewählt. Dadurch ist immer ein einwandfreier Eingriff von Ritzel und Zahnrad gewährleistet.
Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Länge der Schlitze ungefähr
gleich dem halben Radius des Zahnrades zu wählen. Mit längeren Schlitzen läßt sich
zwar die Geräuschdämpfung noch geringfügig verbessern, Jedoch nimmt das mit einem
solchen Zahnrad übertragbare Drehmoment ab, so daß
ein einwandfreier
Lauf der Uhr in Frage gestellt wird, während bei kürzeren Schlitzen zwar ein hohes
Drehmoment übertragen werden kann, jedoch die Geräuschdämpfung zu wünschen übrig
läßt.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer
Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine
Aufsicht auf ein Zahnrad mit einem elastisch aufgehängten Zahnkranz, Fig.2 einen
Querschnitt durch das Zahnrad nach Fig.1 entlang der Linie II-II und Fig.3 eine
Aufsicht auf ein Zahnrad mit radialen Schlitzen.
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Das Zahnrad 1, das mit dem auf der Welle des das Zeigerwerk einer
Quarzuhr antreibenden Schrittmotors sitzenden Ritzel kämmt, ist das Sekundenrad
des Zeigerwerks und sitzt infolgedessen auf der Sekundenwelle 2. Das Zahnrad 1 besteht
aus einem Zahnkranz 3 und einer Buchse 4, die mittels dreier, um 120 Winkelgrade
zueinander versetzter, elastischer Trägerelemente 5 miteinander verbunden sind.
Jedes der Trägerelemente 5 ist als dünner, gerader Steg ausgebildet, wie aus den
Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Alle Teile des Zahnrades 1 bilden eine einstückige
Einheit aus einem hartelastischen Kunststoff.
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Das in Figur 3 dargestellte Zahnrad 6 unterscheidet sich von einem
normalen Zahnrad lediglich dadurch, daß zwischen den einzelnen Zähnen jeweils ein
radialer Schlitz 7 vorgesehen ist, dessen Breite kleiner als der Abstand zweier
benachbarter Zahnflanken im Bereich des Fußkreises 8 ist und dessen Länge etwas
geringer
als der halbe Radius des Zahnrades 6 ist. In einer realisierten Ausführungsform
beträgt der Durchmesser des Zahnrades 20 mm, die Länge der einzelnen Schlitze 4
mm und die Breite jedes Schlitzes 0,25 mm. Durch die einzelnen Schlitze 7 wird eine
elastische Beweglichkeit der Zähne in Umfangsrichtung zur Welle 2 erreicht. Dadurch
können die Schläge der Ritzelzähne auf die Zähne des Zahnrades 6 bei den einzelnen
Ankerschritten elastisch aufgefangen werden und ein Durchgriff der ruckartigen Bewegungen
des Motorankers auf die dem Zahnrad 6 nachfolgenden Zahnräder wird sicher unterbunden.
Die Folge ist eine beträchtliche Dämpfung der Geräusche im Vergleich zu einer Uhr
mit einem ungeschlitzten Zahnrad.