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Uhr mit einem elektromotorischen Schlagwerk
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr mit einem Schlagwerk, das
unter Fortfall einer Rechenkadratur mit zur Betätigung der Schlaghämmer umlaufenden
Nocken von einem Elektromotor angetrieben wird, von denen der Antrieb der Schlaghämmer
abgeleitet wird.
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Es ist bereits eine derartige Uhr bekannt, bei der der Elektromotor
dauernd laufend angetrieben und mit dem Uhrwerk verbunden ist. Hierbei ergibt sich
aber der Nachteil, daß eine mechanische Kupplung des Schlagwerkes erforderlich ist,
die nicht nur kompliziert und störanfällig ist, sondern auch einen größeren Kraftaufwand
erfordert, den man zu verringern bemüht war (DT-PS 1 o76 581).
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Es sind weiter Synchronuhren mit gleichzeitigem Antrieb von Uhr- und
Schlagwerk durch den gleichen Motor bekannt, bei denen das Uhrwerk mit dem laufenden
Motor in dauerndem direktem Eingriff steht, während die Schlagwerke entsprechend
der Schlagfolge durch von der Kradratur gesteuerte Wippen an das Räderwerk angekuppelt
werden. Hierdurch ist ebenfalls ein komplizierter mechanischer Aufwand infolge der
Hebelwerke nötig, mit deren Hilfe das mechanische Ein- und Auskuppeln des oder der
Schlagwerke vorgenommen wird.
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Man kennt auch Schlagwerkuhren, bei denen die Schlagfolge des vom
Uhrwerk ausgelösten Schlagwerkes durch eine vom Motor aufgezogene Feder erfolgt,
die in einer Weise zur Betätigung der Hämmer angeordnet ist. Die Ausschaltung wird
hierbei ebenfalls durch mechanische Mittel erreicht.
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Es ist auch schon bekannt, hierbei zugleich eine Programmscheibe anzutreiben,
die nach Ablauf eines vorbestimmten Winkelbereiches den Motor abschaltet und damit
das Schaltintervall bzw. die Zahl der Schläge bestimmt (DT-OS 23 38 568).
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Alle bekannten Uhren zeigen den Nachteil, daß Schlagwerk und Uhrwerk
immer als gemeinsame Baueinheit ausgeführt sein müssen.
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Schließlich ist auch eine elektrische Glockenhammersteuerung, z. B.
für Glockenschlagwerke von Trumuhren bekannt, bei der von einem Uhrwerk mit einer
Rechenkadratur und entsprechenden Steuerkontakten ein getrennt angeordnetes Hammerwerk
durch Impulse gesteuert wird. Hierbei wird die Anzahl der Schlagimpulse durch die
am Uhrwerk angeordnete Rechenkadratur bestimmt.
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Das getrennt angeordnete Glockenhammerwerk wandelt die Anzahl der
vom Uhrwerk kommenden Impulse in entsprechende Glockenschläge um. Dadurch ergibt
sich der Nachteil, daß für den Antrieb der Steuerung der Rechenkadratur am Uhrwerk
ein erster und für das getrennt angeordnete Hammerwerk ein zweiter Motor erforderlich
ist. Darüberhinaus müssen die Rechenkadratur mit den Steuerkontakten und das Uhrwerk
als integrierte Baueinheit ausgeführt sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Uhr der eingangs erwännten
Art so zu verbessern, daß das Uhrwerk und das Schlagwerk als voreinander räumlich
getrennte Baueinheiten ausgebildet sein können, so daß beliebige Uhrwerke, also
Quarz-, Unruh-, oder Pendel-Uhrwerke Verwendung finden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Motor als
nur für den Antrieb des Schlagwerkes bestimmter Schlagwerksmotor ausgebildet ist,
der die Nockenscheiben zur Steuerung der Anzahl der Schläge und/oder die Ruhestellung
des Schlagwerkes antreibt und daß zur Auslösung des Schaltwerkes elektrische Impulse
von einem Uhrwerk durch einen Impulsgeber über eine elektrische Leitung an das Schlagwerk
abgegeben werden. Auf diese Weise ist die Schlagwerksteuerung mit dem Uhrwerk nicht
integriert, so daß auf einfache Weise zur Ansteuerung des Schlagwerkes beliebige
Uhrwerke vorgesehen sein können. Der verwendete Elektromotor übernimmt gleichzeitig
die Betätigung der Schlaghämmer sowie die Steuerung der Anzahl der Schläge, so daß
nur ein Motor notwendig ist. Dadurch ergibt sich nicht nur der Vorteil größerer
Einfachheit, sondern es kann auch das genau gleiche Schlagwerk mit den erwähnten
allerverschiedensten Uhrwerken kombiniert werden, wodurch natürlich eine rationelle
Fertigung in Folge der Verwendung eines Einheits-Schlagwerkes möglich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Impulsgeber
eine Nockenscheibe zur Betätigung
eines Auslösekontaktes auf der
Minutenwelle des Uhrwerkes aufweist. Es besteht die Möglichkeit, an jede beliebige
Minutenwelle eines beliebigen Uhrwerkes eine solche Nockenscheibe anzubringenlwofür
der Aufwand verhältnismäßig niedrig liegt.
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Weiter ist vorteilhaft, daß im Antriebkreis des Schlagwerkmotors -ein
Transistor vorgesehen ist, dessen Basis über einen Kondensator und den Auslösekontakt
angesteuert wird.
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Auf diese verhältnismäßig einfache Weise kann aus einem "Aus- Ein"-Signal
ein Impulssignal erzeugt werden.
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Dabei ist zweckmäßig, daß der Kondensatur beim Zurückspringen des
Auslösekontaktes in die Ruhestellung über diesen entladen wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
der Auslösekontakt an der Minutenwelle eines Quarzuhrwerkes angeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigen: Abb. 1 die Vorderansicht auf das Schlagwerk; Abb. 2 die Seitenansicht
auf das Schlagwerk nach Abb. 1; Abb. 3 die Anordnung des Auslösekontaktes an der
Minutenwelle des nicht dargestellten Uhrwerkes; Abb. 4 eine Seitenansicht auf die
Nockenscheibe nach Abbildungen 1 und 2; Abb. 5 den Stromlaufplan mit dem Schlagwerksmotor;
Abb. 6 ein Diagramm, bei dem der Kollektorstrom über der Zeit für die Schaltung
nach Abb. 5 dargestellt ist.
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In den Abbildungen 1 und 2 ist nur das motorgetriebene Schlagwerk
dargestellt, zumal das zugehörige Uhrwerk getrennt angeordnet sein kann. Außerdem
sind hier nur die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile gezeichnet.
Das Schlagwerk ist in bekannter Weise zwischen der aus Leiterplattenmaterial bestehenden
Vorderplatine 1 und der rückwärtigen Platine 2 angeordnet, welche durch bekannte
nicht dargestellte Abstandspfeiler zusammengehalten werden. Ein batteriebetriebener
Elektromotor 3 treibt über eine Schnecke 4 die Schlagwelle 5. Von hier aus wird
über die weiteren Zahnräder 6 und 7 die Schlagsteuerr welle 8 getrieben, wie der
Zeichnung deutlich zu entnehmen ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schlagwelle
5 und der Schlagsteuerwelle 8 ist der Zahl der Schläge pro Schlagperiode (12 Stunden)
identisch, z.B. 78:1 bei einem Schlagwerk ohne Halbstundenschlag und 90:1 bei einem
Schlagwerk mit Halbstundenschlag. Auf der Schlagwelle 5 sind die Schlagnocken 9
in üblicher Weise befestigt, die die entsprechenden Schlaghämmer 20,21 betätigen.
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Die Schlagwelle 5 und die Schlagsteuerwelle 8 durchdringen die Vorderplatine
1 zur Befestigung der Nockenscheiben 10 und 12. Die Nockenscheibe 1o auf der Schlagwelle
5 ist aus Isoliermaterial gefertigt, sie öffnet einmal pro Umdrehung
der
Schlagwelle 5 über einen definierten Winkelweg, den Kontakt 11. Die zweite Nockenscheibe
12 auf der Schlagsteuerwelle 8 betätigt einen zweiten Kontakt 13, der zum Kontakt
11 parallel geschaltet ist. Die Nockenscheibe ist entsprechend der Schlagfolge 1
bis 12 mit oder ohne Halbstundenschlag, mit Nocken versehen, der aufgrund definierter
Abstände die Anzahl der Umdrehungen der Schlagwelle 5 steuert. Die Nockenwelle 12
ist in stark vergrößertem Maßstab in Abb. 4 für sich dargestellt.
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Zur Ansteuerung bzw. Auslösung des Schlagwerkes ist gem.
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Abb.3 an der Minutenwelle 18 des Uhrwerkes ein Umschaltkontakt 14
vorgesehen. Die übrigen Teile des Uhrwerkes sind weggelassen, da sie dem Fachmann
bekannt sind. Es kann sich um ein quarzgesteuertes,Unruhgesteuertes oder pendelgesteuertes
Uhrwerk handeln. Der Umschaltkontakt 14 wird hierbei durch die Nockenscheibe 15
stündlich oder halbstündlich umgeschaltet und nach einigen Minuten durch die Nockenwelle
wieder in die Ausgangsstellung zurückgebracht.
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Mit den erwähnten Nockenkontakten 11 und 13 ist zur funktionsgerechten
Ansteuerung des Motors 13 ein Transistor 16 und ein Kondensator 17 über entsprechende
Leitungen an der Vorderplatine geschaltet.
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Ferner ist die Verbindung des Umschaltkontaktes 14 nach Abb. 3 am
Uhrwerk mit dem getrennten Schlagwerk nach den Abbildungen 1 und 2 sowie die Energieversorgung
durch entsprechende Leitungen und Steckkontakte vorgesehen.
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Im nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
erläutert: In Abb. 5 sind die Kontakte 11, 13 und 14 in ihrer Aus-Lage dargestellt,
so daß der Antriebsmotor stillsteht.
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Schaltet man nun den Umschaltkontakt 14 von A nach B, so fließt ein
Basisstrom 1B über den Kondensator 17 in die Basis 19 des Transistors 16, aber nur
so lange, bis der Kondensator 17 aufgeladen ist. Als Folge fließt kurzzeitig ein
Kollektorstrom IC nach Abb. 6 über den Motor 3, der dadurch in Betrieb gesetzt wird.
Die Schlagwelle 5 beginnt sich zu drehen,und die Nockenscheibe 1o schließt den Kontakt
11.
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Dieser impulsartige Kollektorstrom muß mindestens so lange andauern,
bis der Konta1t 11 an der Schlagwelle geschlossen ist und muß spätestens vor Wiedereröffnen
des Kontaktes 11 nach einer Umdrehung der Schlagwelle 5 beendet sein. Nach Schließen
des Kontaktes 11 ist die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors überbrückt, der
Motor läuft trotz abnehmenden
Kollektorstromes weiter. über die
Schlagnocken der Schlagwelle 5 werden nun die Schlaghämmer 20 und 21 ausgelöst.
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Hierbei bewegt sich auch die Schlagsteuerwelle 8,und der Kontakt 13
wird durch die Nockenscheibe 12 ebenfalls geschlossen.
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Nach einer Umdrehung der Schlagwelle öffnet der Kontakt 11 wieder,
und zwar durch die Betätigung der Nockenscheibe lo.
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Da aber der Kontakt 13 noch geschlossen ist, läuft der Motor 3 weiter,
und die Schlagwelle 5 macht eine zweite Umdrehung. Es werden also so lange Schläge
ausgeführt, bis ein Nocken der Schlagsteuerwelle 3 den Kontakt 13 wieder öffnet.
Der Motor 3 läuft dann noch so lange weiter, bis die Schlagwelle 5 den Kontakt 11
wieder öffnet und das System in definierter Ruhelage stehen bleibt.
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Der Umschaltkontakt 14 steht nach Beendigung der Schlagfolge noch
in der Stellung B. Die Minutenwelle 18 des Uhrwerkes dreht sich langsam weiter und
bringt den Umschaltkontakt wieder in die Stellung A,und der Kondensator 17 entlädt
sich.
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Danach ist die Uhr für die nächste Schlagperiode betriebsbereit.