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Weckeruhr
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Die Erfindung betrifft eine Weckeruhr, bei der die Auslösung des Weckwerks
durch elektrische Kontaktbetätigung von der Ablaufbewegung einer Zeigerwelle abgeleitet
wird. Bekannte elektrische Weckeruhren arbeiten, soweit es das Prinzip der Auslösung
anbetrifft, in gleicher Weise wie die seit langem bekannten mechanischen Weckeruhren
und die Auslösung wird dadurch bewirkt, daß ein mit der Stundenwelle umlaufeindes
Nockenorgan mit einem feststehenden Nockenorgan zusammenwirkt, wobei das Nockenfolgeorgan
zu dem eingestellten Zeitpunkt in einen steilen Einschnitt der Nockenbahn einfällt
und eine hierdurch bewirkte axiale Versetzung eines der Nockenorgane eine mechanische
Schalterbetätigung bewirkt. Allen nach diesem Prinzip der Auslösung arbeitenden
Weckeruhren,gleich ob mit mechanischem Läutewerk oder mit elektrisch gesteuertem
Läutewerk haftet der Nachteil einer schwierigen Einstellmöglichkeit an. Da die relative
Verdrehung zwischen den beiden Nockenorganen im Hinblick auf die Vermeidung einer
mechanischen Beschädigung nur in einem Sinne erfolgen kann ist es häufig notwendig,
den Weckerzeiger über einen beträchtlichen Sektor des Zifferblattes einzustellen,
was insbesondere dann umständlich ist, wenn der Weckerzeiger bei der Einstellung
versehentlich zu weit gedreht wurde, so daß zum Zwecke einer genaueren Einstellung
der Weckerzeiger dann nochmals um fast 12 Stunden weitergedreht werden mußte.
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Der wesentliche Nachteil aller bekannten Weckeinrichtungen dieser
Art liegt aber in der Ungenauigkeit der Einstellung der jeweiligen Weckzeit. Infolge
des unvermeidbaren Spiels, aber auch im Hinblick auf die Parallaxe, die bei nicht
ganz senkrechter Betrachtung wesentliche Abweichungen der Weckzeigereinstellung
ergibt, sind Weckabweichungen nach oben und unten in der Größenordnung von mehr
als 10 Minuten unvermeidbar. Die Ursache liegt darin, daß, um wenigstens einen 12-Stunden-Bereich
umfassen zu können, die Kontaktbetätigung von der Stundenzeigerwelle abgeleitet
werden muß und für die Minuteneinstellung Jeweils nur ein 30-Grad-Sektor zwischen
aufeinanderfolgenden Stundenmarkierungen zur Verfugung steht. Ist das Zifferblatt
mit Minuten-Skalierungen versehen, ergeben sich im genannten 30-Grad-Bereich bezüglich
der Weckeinstellung Abstände von 12 Minuten, die aber mit Sicherheit durch den Weckerzeiger
nicht exakt eingestellt werden können. Daher war man bisher bei der Weckzeiteinstellung
im allgemeinen auf eine grobe Schätzung angewiesen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute
elektrische Weckeruhr zu schaffen, die eine äußerst genaue von Winkelabschätzungen
freie und bequem zu handhabende Weckzeiteinstellung mit zeitlich exakter Weckauslösung
gewährleistet.
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Gemaß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens
ein mit der Zeigerwelle umlauf endes Kontaktglied aufeinanderfolgend mit Kontaktsegment
en in KontaktberUhrung gelangt, von denen ein Jedes über einen von mehreren einander
parallel geschalteten Stelischaltern in den Weckstromkreis einschaltbar ist.
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Mit dem Schließen des betreffenden Schalters wird der exakte Zeitpunkt
festgelegt, an dem der Weckvorgang einsetzen soll, weil eine relative Verdrehung
von Nockenorganen auf diese Weise vermeidbar ist. Der Abstand zwischen zwei auf
einanderfolgenden Weckzeiteinstellungen wird durch die Zahl der Stellschalter bzw.
der Kontaktsegmente bestimmt. Wenn das Weckwerk lediglich als kontinuierliches
Schlagwerk
arbeiten soll, das nur die volle Stunde anzeigt, genügt natürlich ein einziger Stellschalter.
Für ein halbstündiges oder viertelstündiges Schlagwerk könnten entsprechend mehr
Stellschalter Anwendung finden, wenn eine individuelle Einstellung von Viertelstundenschlag,
Halbstundenschlag usw. gewünscht wird. Andernfalls könnten die Stellschalter durch
feste Kontaktbrücken ersetzt sein. Die primäre Anwendung der Erfindung ist jedoch
kein Schlagwerk, sondern ein Weckwerk.
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Bei entsprechender konstruktiver Ausbildung können auf diese Weise
von der Stundenwelle exakte und relativ eng aneinanderliegende Weckzeitintervalle
erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist jedoch vorgesehen,
die Weckzeiteinstellung in Abhängigkeit von der Stundenwelle und der Minutenwelle
vorzusehen. Hierbei wird ein erstes Kontaktglied von der Stundenwelle angetrieben
und elektrisch mit einem zweiten Kontaktglied verbunden, das von der Minutenwelle
angetrieben wird, so daß die beiden Stellschaltergruppen in Reihe geschaltet sind.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für jede Stunde, d.h.
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entweder für 12 Stunden oder für 24 Stunden nur ein von der Stundenwelle
betätigtes Kontaktelement (Stellschalter) vorzusehen ist und die Minuteneinstellungen
für die Bereiche zwischen beliebigen Stunden durch eine von der Minutenwelle abgeleitete
Schalteinrichtung gewährleistet wird. Für praktische Bedürfnisse dürfte es ausreichen,
einen 5-Minutenabstand für die Weckzeiteinstellung vorzusehen. Es werden in diesem
Fall für die Minuteneinstellung dann 12 Stellschalter und Kontakt segmente erforderlich,
d.h. die gleiche Zahl an Kontaktsegmenten und Stellschaltern wie für die Stundenteilung.
Erforderlichenfalls ist jedoch auch eine weitere feinere Unterteilung ohne technische
Schwierigkeiten durchführbar. Für Sonderzwecke könnte sogar eine Schaltung im Sekundenbereich
erfolgen, wenn ein weiteres Kontaktglied von der Sekundenwelle angetrieben wird,
wobei dann eine entsprechende Hintereinanderschaltung zu erfolgen hätte. Eine solche
Kombination
von Minuten- und Sekundenschalter konnte beispielsweise
für Kurzzeitmesser sinnvoll sein.
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Die beschriebene Anordnung mit dem mit der Zeigerwelle umlaufenden
Kontaktglied ist zweckmäßig, weil dann die Kontaktsegmente gehäusefest angeordnet
werden können. Es soll jedoch auch die kinematische Umkehrung vorbehalten bleiben,
gemäß welcher die Kontaktsegmente umlaufen und mit einem feststehenden (oder einstellbaren)
Kontaktglied in Verbindung gelangen. In diesem Falle müßte die Stromübertragung
ueber geeignete Schleifringanordnungen erfolgen, wobei der Stellschalter beispielsweise
auf einen bestimmten, von mehreren Schleifringen einstellbar sein müßte.
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Die Einstellung der Stellschalter kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Beispielsweise kann für Stunden und Minutenwahl je ein Drehknopf vorgesehen werden,
die gegebenenfalls sogar koaxial liegen können und die über eine entsprechende definierte
Rasteinstellung in Verbindung mit einem Anzeigezifferblatt, welches getrennt vom
Uhrenzifferblatt sein kann, eine einfache und sichere Einstellung ermöglichen. Gemäß
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist jedoch eine Digital einstellung in
dem Sinn vorgesehen, daß die Stellschalter durch Drucktastenbetätigung schaltbar
sind. Zu diesem Zweck sind vorzugsweise in der oberen Gehäusewand 12 Drucktasten
für die Stundeneinstellung und 12 Drucktasten für die Minuteneinstellung in zwei
Reihen nebeneinander angeordnet. Durch Drücken einer Minutentaste und einer Stundentaste
läßt sich äußerst genau im 5-Minutenabstand die Zeit einstellen und die Schaltung
erfolgt dann auch mit einer Genauigkeit von nur wenigen Sekunden, weil durch geeignete
Schnappfederanordnung eine hohe Genauigkeit zwischen Zeigerwellenstellung und Kontaktbetätigung
erreicht werden kann.
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Es sind zwar bereits elektrische, mit Synchronmotor angetriebene Schaltuhren
bekannt, bei denen ein Schaltvorgang in Abhängigkeit
von der Stellung
der Stundenwelle abgeleitet wird und in bestimmten Intervallen von z.B. 15 Minuten
oder 20 Minuten eine Auslösung bewirkt werden kann. Hierbei sind am Umfang des Zifferblattes
kleine Hebelchen angeordnet, von denen jeder durch mechanisches Zusammenwirken mit
der Stundenwelle die Betätigung eines einzigen elektrischen Schalters (Öffnen oder
Schließen) bewerkstelligen kann. Hier ist jedoch keine getrennte Stunden-und Minuteneinstellung
möglich, und da die Schaltbewegung nur von der Stundenwelle abgeleitet wird, muß
für jeden denkbaren Schaltzeitpunkt ein eigenes Schaltelement in Gestalt eines Hebelchens
vorgesehen werden. Da außerdem hier die Auslösung über eine Mechanik erfolgt, müssen
relativ hohe Kräfte überwunden werden. Im Gegensatz dazu sieht die Erfindung eine
direkte elektrische Kontaktgabe vor, wobei die Kontaktdrücke äußerst niedrig gehalten
werden können und es ist sogar möglich, über kontaktlose Sonden und eine entsprechende
Elektronikschaltung die vom Uhrwerk abgeleitete Kontaktbewegung völlig reibungsfrei
zu gestalten, so daß zum Antrieb ein relativ schwacher Motor ausreicht, welcher
in der Lage ist, das Zeigerwerk anzutreiben. Insofern liegt es im Rahmen der Erfindung,
einen für diesen Zweck besonders geeigneten Motor auszuwahlen. Gemäß der Erfindung
wird vorgeschlagen, zum Antrieb des Zeitwerkes einen an sich bekannten quarzgesteuerten
Schrittmotor vorzusehen, der mit hoher Genauigkeit arbeitet, aber nur ein relativ
geringes Drehmoment liefert. Derartige Quarz-Schritt-Motoren sind bekannt, bei denen
die Motorwelle in 60 Sekunden einmal umläuft. Diese Quarz-Schritt-Motore sind entwickelt
worden, um hiermit direkt die Sekundenwelle eines Uhrwerks anzutreiben. Stunden
und Minutenwelle wurden dann über entsprechende Untersetzungen in Drehbewegung versetzt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Drehung der Welle
des Schritt-Motors über eine Schnecke im Verhältnis von 1 : 60 untersetzt, so daß
abtriebsseitig der Umlauf des Minutenzeigers erhalten wird und lediglich noch eine
Untersetzung auf die Stundenwelle erforderlich ist.
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Gemäß der Erfindung kann auch ein Zeitschaltwerk aufgebaut werden,
welches eine beliebig einstellbare Zeitdifferenzschaltung ermöglicht. Auch hier
kann eine Einstellung ohne Rücksicht auf einen Einstellscheibenschlitz erfolgen.
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In üblicher Weise kann die Uhr mit einem Abstellschalter versehen
werden, der einfach eine elektrische Unterbrechung des Weckstromkreises bewirkt.
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Ebenso kann mit der Abstelleinrichtung eine Ziffernblattbeleuchtung
kombiniert sein, um des Nachts die Zeitablesung zu vereinfachen. In Verbindung mit
der Drucktasteneinstellung ergibt sich ein bei bekannten Weckern bisher nicht erreichter
Bedienungskomfort. Durch Abfühlen der einzelnen Schalter kann sogar eine Weckeinstellung
im Dunkeln erfolgen, bzw. können auch blinde Menschen eine Weckeinstellung vornehmen,
was bei den gängigen, bisher bekannten Weckern nicht möglich war.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäß ausgebildeten Weckers mit Drucktasteneinstellung; Fig. 2 einen
Horizontalschnitt der Weckeruhr nach Fig. 1; Fig. 3 ein elektrisches Prinzip-Schaltbild
des Weckers; Fig. 4 eine Ansicht der Schaltplatinen für die Stundeneinstellung bzw.
die Minuteneinstellung; Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Stunden-Drucktasteneinstellung;
Fig.
6 eine Ansicht des Weckerabstellmechanismus; Fig. 7 eine Grundrißansicht des Abstellmechanismus
nach Figur 6.
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Der aus Figur 1 ersichtliche Wecker besitzt in der Deckplatte ein
Drucktastenfeld, bestehend aus zwei Drucktastenzeilen, nämlich einer Zeile 10 für
die Stundeneinstellung und eine Zeile 12 für die Minuteneinstellung. Nach dem Ausführungsbeispiel
ist ein Minutenintervall von 5 Minuten vorgesehen. Gedrückt sind die Tasten für
6h, 5min.
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Durch das Ziffernblatt ist eine Signallampe 14 sichtbar. In einem
Fenster 16 ist der Einstellzustand erkennbar. Aus der seitlichen Gehäusewand steht
ein Stellschalter 18 zum Abstellen bzw. zum Anstellen der Signallampe 14 vor.
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Aus Figur 2 ist ein Quarz-Schritt-Motor 20 ersichtlich, dessen Welle
die mit 60 u/min-umläuft, eine Schnecke 22 trägt, mit der ein auf der den Minutenzeiger
25 tragenden Zeigerwelle 24 sitzendes Zahnrad 26 in Eingriff steht, wobei das Untersetzungsverhältnis
1 : 60 beträgt, so daß die Minutenwelle 24 wie gewünscht, in einer Stunde einmal
umläuft. Die auf der Minutenwelle 24 sitzende Stundenhohiwelle 28 trägt den Stundenzeiger
30 und ein Zahnrad 32, das über Zwischenräder 34, 36 mit einem auf der Minutenwelle
sitzenden Zahnrad 38 kämmt.
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Im Uhrengehäuse ist eine Platine 40 senkrecht zu den Zeigerwellen
untergebracht, die auf beiden Seiten die aus Figur 3 und 4 ersichtliche Schaltung
trägt. Die in der Darstellung gemäß Figur 2 oben liegende Schaltung ist aus dem
oberen Teil von Figur 3 bzw.
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4 ersichtlich, während die Schaltung auf der Unterseite der Platine
den unteren Darstellungen gemäß Figur 9 und 4 entspricht. Nach dem dargestellten
Ausführungsbeispiel trägt das Stundenrad 32 ein
Kontaktglied 42
in Gestalt eines Schleifkontaktes, der über Kontaktsegmenten 44 abläuft. Die Minutenwelle
24 trägt ein als Schnappfeder ausgebildetes Kontaktglied 46, welches mit Kontaktsegmenten
48 in Gestalt von Stiften zusammenwirkt, zwischen denen Haltestifte 49 liegen.
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Die Kontaktsegmente 44 sind über gedruckte Schaltungen mit Je einem
von 12 Kontaktstücken 50 verbunden, die nebeneinander unter den Zinken 52 eines
Kontaktkammes 54 liegen. Die als Kontaktfedern ausgebildeten Zinken 52 werden durch
die Drucktastenschalter 10, die über eine Rastung 56 verriegelbar sind, auf die
Kontaktstücke 50 gedrückt. In gleicher Weise sind die Kontaktsegmente 48 auf der
anderen Seite der Platine mit Kontakt stücken 58 verbunden, über denen die Kontaktfederzinken
60 eines Kontaktkammes 62 liegen. Mit diesen Kontaktfedern 60 wirkt die andere Reihe
von Drucktastenschaltern 12 zusammen, die ebenfalls über Rasten 56 in eingedrückter
Stellung arretierbar sind. In dem Schaltbild nach Figur 3 ist jeweils nur eine der
Kontaktfedern 52 bzw. 60 angedeutet.
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Im folgenden soll zunächst die Arbeitsweise des Weckers an Hand des
Schaltbildes nach Figur 3 beschrieben werden. Der Weckstromkreis verläuft von der
Batterie 64 über einen Umschalter 66 und das Weckwerk 68 nach der Minutenschaltvorrichtung
h und der Stundenschaltvorrichtung min, und von dort wieder zurück zur Batterie
64. Nach Figur 1 sollen die Tasten 116h1? und "5 min" gedrückt sein. Eine Überbrückung
der entsprechenden Kontakte ist in Figur 3 angedeutet. Eine Durchschaltung und Erregung
des Weckwerks 68 wird demgemäß dann erfolgen, wenn das Kontaktglied 42 auf dem Kontaktstück
't6" zu liegen kommt und das Kontaktglied 46 auf dem Minutenkontaktstück "5".
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Wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich, weist das Kontaktstück
42 ein gegabeltes Ende auf, dessen Gabelarme 70 und 71 in Umfangsrichtung unterschiedliche
Länge aufweisen.
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Dadurch wird bewirkt, daß über einen Übergangsbereich aus noch zu
erläuternden Gründen das Kontaktstück 42 über die Gabelarme 70 bzw. 71 jeweils mit
zwei Kontaktsegmenten 42 in Kontaktberührung steht.
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Der Umschalter 66 ist mit dem Stellschalterhebel 18 verbunden, der
seitlich aus dem Gehäuse vorsteht. In der in Figur 3 und 6 dargestellten Mittelstellung
liegt der Umschalter auf dem Kontakt 72, so daß die Schaltung in Weckbereitschaft
befindlich ist. Wird der Umschalter 66 auf den Kontakt 73 gehoben, wird die Beleuchtungslampe
14 angestellt, sofern eine Durchschaltung über die Kontaktglieder erfolgt ist. Wenn
der untere Anschluß der Signallampe 14 direkt an den Minuspol der Batterie angeschlossen
wäre, dann könnte diese Lampe zur ständigen Zeitüberwachung herangezogen werden.
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Zum Abstellen des Weckers kann der Stellhebel 18 gemäß Figur 1 und
6 nach unten verschwenkt werden und es wird dann der Umschaltkontakt 60 auf den
aus Figur 6 nicht ersichtlichen Kontakt 74 gehoben, so daß der Stromkreis unterbrochen
ist. Um nach einer gewissen Zeitdauer die Weckbereitschaft, z.B. für den nächsten
Morgen für die gleiche Zeit wieder herzustellen, ist ein Rückstellmechanismus vorgesehen,
der aus einer herzförmig gebogenen Blattfeder 76 besteht, die in der aus Figur 6
und 7 ersichtlichen Weise mit dem um die Achse 77 schwenkbaren Umschalter 60, 18
verbunden ist. Die Spitze dieser Blattfeder 76 steht im Ausschaltzustand des Stellhebels
18 in den Bereich der Zähne des Stundenrades 32 ein, welches sich in Richtung des
Pfeils gemäß Figur 6 dreht und nach einer Zeit die Feder aus dem Umfangsbereich
der Zähne herausschnellen läßt, so daß sie mit dem Umschalter 60 und dem Kontaktarm
18 in die aus Figur 6 ersichtlichen BereitschaStsstellung zurückkehrt. Die Schnappbewegung
wird durch zwei mit der Feder 76 verbundene Federbeine 78 bewirkt, die mit ihrem
Ende in der Seitenwand des Uhrgehäuses festgelegt sind. Der Stellschalter 18 trägt
noch ein Schild mit der Bezeichnung "STOP" 'tWECKT't, das
die BereitschaStsstellung
durch das Fenster 16 nach außen erkennen läßt.
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In der aus Figur 3 ersichtlichen Stellung liegt das Kontaktglied 42
auf dem Segment "7". Das hiermit in Reihe geschaltete Kontaktglied 46 liegt zwischen
den Anschlüssen "25 min" und "30 min".
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Es können während des Umlaufs der Minutenwelle alle Zeitstellungen
5 minutenweise geschaltet werden. Während der Umdrehung der Minutenwelle schnappt
die das Kontaktglied bildende Schnappfeder 46 von den Haltestiften 49 auf die Kontaktstifte
48 und umgekehrt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß Jeweils die halbe Zeit,
d.h. 2 1/2 Minuten die Feder auf einem Haltestift und auf einem Kontaktstift verweilt.
Auf diese Weise wird es ohne weiteres möglich, durch Drücken mehrerer Minutentasten
12 den Weckvorgang wiederholt einzuleiten wenn beim ersten 2 1/2-minütigen Weckvorgang
der Schläfer nicht aufgewacht ist und den Schalter 18 nicht betätigt hat.
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Durch die Gabelarmausbildung 70, 71 des Kontaktgliedes der Stundenwelle
wird gewährleistet, daß im Übergangsbereich, d.h. zwischen 55 Minuten und 5 Minuten
eine exakte Schaltung erfolgt, ohne daß ein zeitexaktes Umschalten des Kontaktgliedes
von einem Kontaktsegment auf das nächste kurz vor der vollen Stunde erforderlich
ist. In dem Ubergangsbereich, der sich bis auf knapp eine halbe Stunde erstrecken
kann, wird eine exakte individuelle Schaltung ermöglicht, obgleich das Kontaktglied
42 zwei Stundensegmente belegt hat.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich, können die Drucktasten 10, 12 durch Hinterfassen
des hakenartigen Endes in ihre Ausschaltung zurückgezogen werden, in der sie durch
die Verrastung 56 ebenfalls gesichert sind. Stattdessen wäre es möglich, eine gemeinsame
Löschtaste anzuordnen, die beim Niederdrücken sämtliche gedrückten Tasten auslöst.
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Ansprüche