DE2622863A1 - Elektrische uhr - Google Patents

Description

Anmelder: Kabushiki Kaisha Sej^kosha, Tokyo, Japan Seiko Koki Kabushiki Kaisha, Tokyo, Japan Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha, Tokyo, Japan

Elektrische Uhr

Die Erfindung betrifft eine elektrische Uhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Übliche elektrische Uhren mit einem Motorantrieb benötigen meist einen relativ großen Raum für das innere Werk bzw. Räderwerk der Uhr, was eine weitergehende Miniaturisierung derartiger Uhren verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Anzahl der zum Aufbau einer derartigen Uhr erforderlichen Teile zu verringern und auf diese Weise eine weitere Miniaturisierung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da gemäß der Erfindung der Stator nicht nur seine hauptsächliche Funktion als Motor- bzw. Antriebsteil ausübt, sondern auch als Mittelplatte für das Werk bzw. Räderwerk der Uhr dient, ist es möglich, die Anzahl der zum Aufbau der Uhr erforderlichen

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Teile wesentlich zu verringern und eine Miniaturisierung der Uhr insbesondere im Hinblick auf eine Verringerung der Dicke der Uhr zu erzielen, sowie auch den Einbau der Uhrenteile bzw. den Zusammenbau der Uhr wesentlich zu erleichtern und damit die Herstellungskosten beträchtlich zu verringern. Wenn die Zahnradanordnungen bzw. Zahnradgruppen usw. von dem Stator gehalten bzw. gelagert werden, können die Lagerlöcher und dergleichen gleichzeitig mit dem Ausstanzen des Stators ausgebildet werden, so daß die Lager vor dem Einbau der Uhrenteile bzw. dem Zusammenbau der Uhr bereits an den entsprechenden Positionen angebracht sind und die Einbauvorgänge bzw. der Zusammenbau der Uhr bei der Herstellung wesentlich vereinfacht und erleichtert werden. Auch ist es möglich, die Axialbewegung der Getrieberäder einzustellen, die drehbar auf den schaftähnlichen Lagerteilen angebracht sind, die aus den das Gehäuse bildenden Grundplatten hervorragen, indem der Stator hierzu verwendet wird, wobei außerdem auch die Höhe des Stators beim Einbau mittels dieser schaftartigen Lagerteile eingestellt werden kann. Darüberhinaus ist es möglich, ein gelegentliches Herausfallen der Zahnradgruppen oder -anordnungen beim Einbau bzw. Zusammenbau durch Vertiefung oder entsprechende Ausarbeitung der in dem Stator ausgebildeten Löcher zu verhindern. Dies erweist sich beim Zusammenbau als sehr hilfreich und erleichtert insbesondere den automatischen Einbau der Uhrenteile bzw. den automatischen Zusammenbau der gesamten Uhr.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dar-.gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße elektrische Uhr, wobei die Grundplatte 1 entfernt ist,

Fig. 2: einen Querschnitt durch die elektrische Uhr gemäß Fig. 1,

Fig. 3: in vergrößerter perspektivischer Darstellung ein in der erfindungsgemäßen Uhr verwendetes Zwischenzahnrad, und

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Fig. 4: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des in der erfindungsgemäßen Uhr verwendeten Stators.

In der Zeichnung sind mit den Bezugszahlen 1 und 2 das spätere Uhrgehäuse bildende Grundplatten bezeichnet, die mit den für die Anordnung der Lager der Zahnradgruppen und anderer Uhrenteile erforderlichen Stütz- und Halteelementen einstückig verbunden sind. An den Seiten der beiden Grundplatten 1 und 2 befinden sich Verbindungsteile 3a, die mit entsprechenden Verbindungsteilen 3b in Eingriff stehen, wodurch die Grundplatten elastisch zusammengehalten werden und ein Gehäuse bilden. Die miteinander in Eingriff stehenden Verbindungsteile 3a und 3b weisen konische Teile auf, die die beiden Grund- oder Gehäuseplatten 1 und 2 über einen bestimmten Bereich miteinander verbinden und eine Lockerung der von den beiden Grundplatten 1 und 2 gebildeten Gehäuseteile in verbundenem Zustand, insbesondere in vertikaler Richtung, verhindern. Die beiden Grund- oder Gehäuseplatten 1 und 2 können aus Kunstharz wie Polycarbonat-Harz, fluoriertem Polycarbonat-Harz, glasfaserverstärktem Polyesterharz, denaturiertem Polyphenyl-Oxid-Harz usw. oder aus Metall bestehen, also z.B. durch einen Aluminium-Druckguß angefertigt werden, jedoch können auch andere Stoffe zur Herstellung der beiden Grundplatten Verwendung finden, die eine ausreichende mechanische Belastbarkeit für eine Verwendung als Grund- oder Gehäuseplatte sowie eine ausreichende Reibfestigkeit und Haltbarkeit für eine Verwendung als Lager bzw. Lagermaterial aufweisen.

Ferner ist eine Spule 4 auf einen Spulenkörper 5 aufgewickelt, der an einem Stator 6 befestigt ist. Der Stator 6kann ein einstückiges, U-förmiges Bauelement sein, das durch Ausstanzen aus einer aus magnetischem Material, wie z.B. Siliziumstahl, bestehenden Platte erhalten wird. Der Stator ist derart ausgebildet, daß er nicht nur seine hauptsächliche Funktion als Motorbestandteil erfüllt, sondern darüberhinaus auch als Mittelplatte für das Uhrwerk bzw. Räderwerk dient. Der Spulenkörper 5 ist in ein Ende des Stators 6 eingesetzt und stößt gegen Anschläge oder

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Vorsprünge 6a und 6b, die an dem Stator 6 ausgebildet sind. In der Zeichnung ist dieser Einbauzustand veranschaulicht, wobei das Ende des Spulenkörpers 5 von den Anschlägen oder Vorsprüngen 6a und 6b im eingebauten Zustand in dieser Position festgehalten wird. Obwohl der Stator 6 in der Zeichnung als einzelne Platte dargestellt ist, kann er auch in lameliierter Bauweise aus mehreren geschichteten Lamellen, die jeweils die gleiche, in der Zeichnung veranschaulichte Konfiguration aufweisen, bestehen. Die Enden des Spulenkörpers 5 werden von vorspringenden Halteelementen a gehalten, die an den Grundplatten 1 und 2 ausgebildet sind und außerdem als Abstandshalter oder Abstandsstücke für die beiden Gehäuseplatten 1 und 2 Verwendung finden.

Auf einer als Verlängerung eines Endteils des Spulenkörpers 5 ausgebildeten Halteplatte 5a ist eine Schaltungsanordnung mit verschiedenen elektronischen Bauelementen, wie z.B. einem Schwingquarz, einem integrierten Schaltkreis, einem Trimmer usw., angeordnet. Zur Anbringung dieser Schaltungsanordnung an der Halteplatte 5a kann eine bereits mit den erforderlichen elektronischen Bauelementen versehene gedruckte Leiterplatte mit der Halteplatte 5a verbunden werden.

Ein Rotor 7 steht mit einem Sekundenrad 9 über ein zweites oder Mittelrad 8 . in Eingriff, wobei das Sekundenrad 9 über ein Zwischenrad 10 mit einem Minutenrad 11 in Eingriff steht. Das Minutenrad 11 steht über ein Zwischenrad 12 mit einem Stundenrad 13 in Eingriff. Die Bezugszahl 14 bezeichnet eine an dem Sekundenrad 9 befestigte Sekundenzeigerwelle, während die Bezugszahl 15 ein einstückig mit dem Minutenrad 11 ausgebildetes Minutenzeigerrohr und die Bezugszahl 16 ein einstückig mit dem Stundenrad 13 ausgebildetes Stundenzeigerrohr bezeichnen. Mit dem Zwischenrad 12 steht außerdem ein mit einem Zeigereinstellknopf 17 einstückig ausgebildetes Ritzel 18 in Eingriff. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bestehen sämtliche Uhrenteile mit Ausnahme des Motors, der elektrischen Bauelemente und der Sekundenzeigerwelle 14 aus Kunstharz bzw. Kunststoff.

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Im Zusammenhang mit der Beschreibung dieser Zahnradgruppe soll die Ausbildung des Zwischenrads 10 im folgenden mit Bezug auf Fig. 3 genauer beschrieben werden. Das Zwischenrad 10 besteht aus einem Wellenteil lob, mit dem ein Ritzel lOa einstückig ausgebildet ist, und einem Zwischenzahnrad lOc. An der Unterseite des Zwischenzahnrads lOc sind symmetrisch zwei brückenartig hervorragende elastische Verbindungselemente iod ausgebildet. Diese elastischen Verbindungselemente iod weisen einen Abstand zueinander auf, der ein wenig geringer als der Außendurchmesser der Welle lob des Zwischenrades 10 ist, so daß die einander gegenüberliegenden Seiten der Verbindungselemente iod elastisch gegen die entsprechenden Seitenflächen der Welle lob unter Ausübung einer bestimmten Reibkraft bzw. eines bestimmten Reibmomentes gedrückt werden, wodurch während der normalen Zeigerbewegung sowohl das Zwischenzahnrad lOc als auch die Welle 10b gemeinsam aufgrund dieser Reibkraft bzw. dieses Reibmoments gedreht werden, die Kraftübertragung zwischen dem Zwischenzahnrad lOc und der Welle lob jedoch unterbrochen wird, wenn eine absichtliche Zeigerdrehung erfolgt. Die mit der Welle lob in Kontakt stehenden Teile der elastischen Verbindungselemente iod können gebogen oder gekrümmt sein. Die Reibkraft bzw. das Reibmoment ist abhängig von der Größe (Länge, Dicke und Breite) der jeweiligen elastischen Verbindungselemente iod, dem Außendurchmesser der Welle lob und dem Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seitenteilen der Verbindungselemente, so daß die Konfiguration und Abmessungen dieser Teile entsprechend dem Verwendungszweck zu wählen sind. Am oberen Endteil der Welle 10b ist ein verbreiterter wulstartiger Teil 1Oe ausgebildet, der fest mit .den elastischen Verbindungselementen 1Od in Eingriff steht, -um ein zufälliges Herausfallen der Welle zu verhindern.

Im folgenden soll nun die Halterung und Lagerung der Zahnradanordnungen bzw. Zahnradgruppen und anderen Uhrenteile und Bauelemente beschrieben werden. Die Zahnradanordnungen oder Zahnradgruppen werden von den das Gehäuse bildenden Grundplatten 1 und

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2 bzw. von Teilen des Stators 6 gehalten oder gelagert. Außerdem sind Auflager oder Auflagerteile vorgesehen, die ein leichtes Einfügen dieser Uhrenteile ermöglichen und ein Herausfallen der Zahnradteile beim automatischen Zusammenbau der Zahnradanordnung bzw. der Zahnradgruppen z.B. unter Verwendung einer entsprechenden automatischen Einbauvorrichtung verhindern.

Außerdem sind mit den Grund- oder Gehäuseplatten 1 und 2 einstückig Halteelemente 19 und 20 zur Halterung des Rotors 7 ausgebildet. Das Halteelement 20 weist einen Auflagerteil 20a zur Lagerung des Wellenzapfens der Rotorwelle sowie einen in axialer Richtung einstückig mit dem Auflagerteil 20a ausgebildeten, rohrförmigen Teil 20b auf. Der rohrförmige Teil 20b ist derart ausgebildet, daß er den- Rotor 7 mittels seiner Innenwandungen in einer bestimmten Stellung hält, und zwar auch dann, wenn die Grundplatte 1 noch nicht ihre Stellung eingenommen hat. Außerdem wird mittels des rohrförmigen Teils 20b der Rotor 7 in einem bestimmten Abstand zum Stator 6 gehalten, wenn der Rotor 7 sich bis zu einem bestimmten Grenzwert geneigt hat bzw. ein wenig schräg steht. Mittels dieser Anordnung ist eine leichte Einpassung der Grundplatte 1 möglich, da eine bestimmte vorgegebene Lage des Rotors nach dessen Einbau mittels des Halteelements 20 eingehalten werden kann, bis im Rahmen des automatischen Einbauvorganges die Grundplatte 1 eingepaßt bzw. befestigt ist. Das andere Halteelement 19 weist einen Auflagerteil 19a und einen mit dem Auflagerteil 19a einstückig ausgebildeten konvexen Führungsteil 19b auf. Der Führungsteil 19b ist derart ausgebildet, daß er den Wellen- oder Lagerzapfen der Rotorwelle sanft zu dem Auflagerteil 19a hinführt, und zwar auch dann, wenn die Welle während der Befestigung der Grundplatte 1 ein wenig geneigt ist bzw. ein wenig schräg oder schief steht.

Die außerdem an der Grundplatte 1 vorgesehenen Halteelemente 21, 22 und 23, die das Mittelräd 8, die Sekundenzeigerwelle 14 bzw. das Zwischenrad 10 jeweils halten oder lagern, weisen im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das voraufgehend beschrie -

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bene Halteelement 19 auf und umfassen jeweils einen Auflagerteil 21a, 22a bzw. 23a sowie einen Führungsteil 21b, 22b bzw. 23b, die hinsichtlich ihrer Konfiguration mit den bereits beschriebenen entsprechenden Teilen identisch sind. Der andere Endteil des Mittelrades 8 ist in einer aus Kunststoff bestehenden, in den Stator 6 mittels eines Preßsitzes eingepaßten Lagerschale oder Lagerbuchse 24 gelagert. Diese Welle kann auch direkt im Stator 6 ohne Verwendung der Lagerschale oder Lagerbuchse 24 gelagert werden. In diesem Falle ist es zur Erzielung einer besseren Schmierung wünschenswert, eine ölnut in dem Stator 6 auszubilden oder aber den Stator aus öllosem, trocken laufendem Metall herzustellen. Der untere Teil des Sekundenrads 9 wird von einer federnden Unterlegscheibe oder einem Federring 25 gehalten, und die Sekundenzeigerwelle 14 wird aufgrund der von dem Federring 25 ausgeübten ständigen Druckkraft elastisch gegen den Auflagerteil 22 gedrückt, wodurch ein Zittern oder Schwanken des (nicht gezeigten) Sekundenzeigers vermieden wird. Das obere Ende des Minutenrads 11 wird in einer in dem Stator 6 ausgebildeten Ausnehmung 26 gehalten bzw. gelagert. Das Halteelement 27, das das andere Ende der Welle des Zwischenrads 10 lagert, weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Halteelement 23 auf, jedoch wird das Zwischenrad 10 außerdem noch in einem Loch oder einer Ausnehmung 28 des Stators 6 gehalten und somit gegen Herausfallen nach dem Einsetzen in das Halteelement 27 gesichert (wobei die Grundplatte 1 noch nicht befestigt bzw. angebracht ist). Ein weiteres Zwischenrad 12 ist drehbar auf einem schaftartigen Lagerteil 29 gelagert, der ein Teil 'der Grundplatte 2 ist und aus dieser hervorragt. Ein Herausfallen des Zwischenrads 12 wird durch die Unterseite des Stators 6 verhindert, wenn dieser eingebaut ist. Außerdem dient der schaftartige Lagerteil 29 auch zur Positionierung des Stators 6. Das Halteelement 30 zur drehbaren Lagerung des Ritzels 18 des Zeigereins te llknopf es 17 weist einen Auflagerteil 30a zur Lagerung des Lagerzapfens 18a des Ritzels 18, einen mit dem Auflagerteil 30a einstückig ausgebildeten offenen Führungsteil 30b und einen Vor-

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sprung 30c mit flacher bzw. ebener Oberseite auf. Die Unterseite des Ritzels 18 wird von der ebenen Oberfläche des Vorsprungs 30c gehalten, so daß das Ritzel nicht herausfallen kann, wenn die Grundplatte 1 noch nicht befestigt ist. Hat die Grundplatte 1 nach dem Zusammenbau ihre Stellung eingenommen, wird der Wellenteil 17a des Ritzels 18 in einer bestimmten Stellung in einer Ausnehmung 31 der Grundplatte 1 gehalten, die an dieser Stelle eine eingewölbte Vertiefung bildet.

Im folgenden soll die Halteeinrichtung für den Stator 6, der gleichzeitig als Mittelplatte dient, beschrieben werden. Der Stator 6 wird von Halteteilen 32, 33 und 34 sowie dem schaftähnlichen Lagerteil 29 gestützt und gehalten. Die Halteteile 32 und 33 weisen den gleichen Aufbau auf, und ein kleiner Vorsprung 35a einer einstückig mit der Grundplatte 2 ausgebildeten und aus dieser hervorragenden konischen, kegelstumpfartigen Stütze 35 ist durch ein in dem Stator 6 ausgebildetes Loch 36 geführt und dann in ein Loch 37a einer weiteren konischen, kegelstumpfartigen Stütze 37 eingepaßt, die aus der Grundplatte 1 hervorragt, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, so daß sich eine feste Halterung für den Stator ergibt, da in vertikaler Richtung von jeder der beiden Stützen 35 und 37 eine Druckkraft auf ihn ausgeübt wird. Der Halteteil 34 ist derart ausgebildet, daß der Stator im wesentlichen von (nicht gezeigten) Stützen gehalten wird, die aus den Grundplatten 1 und 2 hervorragen. Die Stützen 3 5 und 37 dienen außer als Befestigungsmittel für den Stator 6 auch als Abstandshalter für die Grundplatten 1 und 2.

In der Grundplatte 2 ist ferner ein Gehäuse 39 für eine Batterie 38 ausgebildet, wobei an den Seitenwänden des Batteriegehäuses ein positiver Verbindungsanschluß 40 und ein negativer Verbindungsanschluß 41 vorgesehen sind. Von dem Verbindungsanschluß 40 erstreckt sich eine streifenförmige, winklig abgebogene Kontaktfeder 40a zu einem Stromversorgungsanschluß der auf der Halteplatte 5a befestigten Schaltungsanordnung und ist mit ihrem Ende an diesem Stromversorgungsanschluß angeschweißt. Ge-

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genüberliegend verläuft ein Endteil 41a des Verbindungsanschlusses 41 entlang der Außenwand des Batteriegehäuses 39, der an einer geeigneten Stelle abgebogen und an seinem Ende mit dem Stromversorgungsanschluß der Halteplatte 5a verschweißt ist.

Bei der voraufgehend beschriebenen Ausfuhrungsform der Erfindung beträgt die Dicke bzw. der Abstand zwischen der Oberseite der Grundplatte 1 und der Unterseite der Grundplatte 2 17mm. Dies stellt eine extrem geringe Dicke für eine Uhr unter Einbeziehung des Uhrgehäuses dar, die durch den integrierten Zusammenbau der das Uhrgehäuse bildenden Grundplatten und eine vorteilhafte Anordnung des gleichzeitig als Mittelplatte dienenden Stators erzielt werden konnte.

Im folgenden soll kurz die Wirkungsweise der voraufgehend beschriebenen, gemäß der Erfindung aufgebauten Uhr prinzipiell beschrieben werden. Wenn der Rotor 7 vom Ausgangssignal des Schwingquarzes bzw. Quarzoszillators in Drehung versetzt wird, wird das Sekundenrad 9 über das Mittelrad 8 gedreht und führt eine volle Umdrehung in einer Minute aus, während das Minutenrad 11 über das Zwischenrad 10 gedreht wird und eine volle Umdrehung in einer Stunde ausführt, und das Stundenrad 13 über das Zwischenrad 12 gedreht wird und eine volle Umdrehung innerhalb von 12 Stunden ausführt, wodurch eine korrekte Zeitanzeige erhalten wird.

Zur Korrektur der Zeigerstellung ist lediglich eine Drehung des Zeigereinstellknopfes 17 erforderlich, wodurch das Zwischenrad 12 über das Ritzel 18 des Zeigereinstellknopfes 17 in Drehung versetzt wird, eine entsprechende Drehung des Stundenrades 13 und des Minutenrades 11 bewirkt und somit die gewünschte Korrektur herbeiführt. In diesem Falle werden das Ritzel 10a und der mit dem Ritzel lOa einstückig ausgebildete Wellenteil lob des Zwischenrades 10, die in Fig. 3 im einzelnen veranschaulicht sind, entsprechend der Drehung des Minutenrades 11 gedreht, jedoch gleiten die in dem Zwischenzahnrad 10c befindlichen elasti-

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-loschen Verbindungsteile iod und die Welle 10b relativ zueinander auf ihren Reibflächen, mit denen sie miteinander in Kontakt stehen, und die auf den Zeiger per Hand ausgeübte Drehbewegung wird nicht auf die nachfolgenden Zahnräder übertragen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist es möglich. Ablagerungen oder Niederschläge von Eisenpulver und Staub in den bzw. auf den Lagern der Zahnräder und anderen Teile des Stators 6 durch Änderung der Verteilung des magnetischen Flusses zu verhindern, indem Ausnehmungen oder Löcher in

dem Stator 6 ausgebildetwerden.Dies soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert werden, wobei zur Bezeichnung gleicher Teile die gleichen Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 2 verwendet sind. Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, sind in dem Stator 6 Schlitze 6b ausgebildet. Befindet sich die Feldspule 4 im erregten Zustand, so verläuft der im Stator 6 erzeugte magnetische Fluß üfcsr die reife Sd und 6e bsssichruten Statorteile zum Rotor 7, wobei aufgrund äsr Locher 6b der magnetische Widerstand an den Teilen 6c des Stators 6 derart erhöht ist, daß der größte Teil des Kiagnetischen Flusses .durch den mit der Bezugszahl 6ά bezeichneten Statorteil verläuft. Wären die Löcher 6b nicht vorgesehen, so wären die Teile 6d und 6e des Stators 6 gleichmäßig magnetisiert, was eine Adsorption und einen Niederschlag von Eisenpulver und dergleichen auf die Lager und anderen Teile bedingen und Störungen, wie-ζ.B.* eine Verzögerung der Drehbewegungen der Zahnräder, bewirken würde. Gemäß der Erfindung werden jedoch diese Nachteile vermieden, da der magnetische Fluß im Statorteil 6e auf ein Minimum begrenzt ist.

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Claims (4)

1. -11- 20. Mai 1976

   S-3936

   Patentansprüche

   Elektrische Uhr mit einem elektromechanischen Wandler, der
   einen Stator und einen Rotor aufweist, dadurch g e kennze ichnet, daß der Stator (7) gleichzeitig als Mittelplatte für das Uhrwerk dient.
2. 2. Elektrische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (7) ein Lager (24) zur Lagerung und Halterung zumindest einer Zahnradgruppe (8) der Uhr aufweist.
3. 3. Elektrische Uhr nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennze ichne t, daß der gleichzeitig als Mittelplatte dienende Stator (7) zur Einstellung der Axialbewegungen der Zahnräder (11, 12) ausgebildet ist, die drehbar an Wellen (15, 29) befestigt sind, welche aus das Uhrgehäuse bildenden Grundplatten (1, 2) oder anderen Teilen der Uhr hervorragen.
4. 4. Elektrische Uhr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennze ichnet, daß der Stator (7) eine Ausnehmung (28) aufweist, mittels der ein Herausfallen zumindest einer Zahnradgruppe (10) beim Zusammenbau der Uhr verhindert wird.

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