DE3405123C2 - Antriebsmodul für nichtregulierend laufende Gangregler von Uhren - Google Patents

Description

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besondere die Tiefe eines derartigen Moduls klein ist spiels in Form eines schrittmotorbetriebenen Antriebs-

Außerdem sollte ein derartiger Modul einfach, rationell modul im folgenden näher erläutert. Es zeigt

'; und wirtschaftlich herstellbar sein. F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen

Die Erfindung Lst im Anspruch 1 gekennzeichnet und Antriebsmodul mit abgenommenem Gehäusedeckel

in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen bean- 5 und

spracht Fig.2 eine Seitenansicht auf einen Antriebsmodul

Der Antrieb eines entsprechende5 Gangreglers mit- nach Fig. 1 in einem Sockel einer sogenannten Jahres-

tels eines elektromagnetischen Kleinstmotors, der in ir- uhr eingebaut und im Eingriff mit einem sogenannten

gend einer Drehrichtung läuft, die, im weitesten Sinn, Drehpendel.

durch ein sogenanntes Hebelgetriebe mit umlaufendem 10 Fig. 1 zeigt im wesentlichen einen schalenförmigen Antriebsgfied in eine hin- und hergehende, d. h. schwin- Gehäuseboden 1, als Träger der gesamten elektrischen, gende Antriebsbewegung des Gangreglers umgewan- elektronischen und mechanischen Bauteile oder Baudelt wird, entspricht in seinem Bewegungsablauf hinrei- gruppen. Zu diesem Zwecke sind am Gehäuseboden 1 t chend und bei bestimmten Hebelgetrieben identisch ei- insbesondere Lagerbolzen 2 und sonstige Auflager ein-J nem eigenschwingungskonformen Bewegungsablauf ei- 15 stückig angeformt, zur Anordnung eines elektromagnenes entsprechenden Gangreglers mit einem Federkraft- tischen Kleinstmotors 3 in der Ausführung eines Schrittrichtmoment motors, wie diese in quarzgesteuerten Uhrwerken Ver-Ein vorteilhaftes Hebelgetriebe kann ein Exzenter- Wendung finden. 4 zeigt den Rotor mit einem Ritzel 5, Scheibengetriebe, oder ein Kurvenscheibengetriebe, das mit einem Zwischenrad 6 in Eingriff steht dessen K oder ein Kurvenschleif engetriebe sein. 20 Trieb 7 wiederum im Eingriff mit einem Zahnrad 8 steht, Der elektromagnetische Kleinstmotor als Antrieb des auf dem eine Exzenterscheibe 9 angeordnet ist. Diese Ganzen ist zweckmäßigerweise selbstanlaufend und ins- Exzenterscheibe 9 führt eine Gabel 17, die an einem besondere mit einem Drehmoment in einer bestimmten Hebel 10 angeordnet ist, der abtriebsseitig mit einem Drehrichtung ausgestattet Es ist jedoch nicht unbedingt Zahnsegment 11 versehen ist, das mit dem Ritzel 14 in erforderlich, daß ein Drehmoment in einer bestimmten 25 Eingriff steht, das auf der Welle 15 eines in dieser Figur Drehrichtung wirksam ist, sondern es kann bestimmte nicht näher dargestellten Gangreglers angeordnet ist wirtschaftliche Anwendungsfälle von Vorteil sein, einen Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfineinfachen sogenannten elektromagnetischen Pulsa- dung ist der Hebel 10 als sogenanntes Federkraftspeitionsmotor oder Schrittmotor einzusetzen, der sich über cherelement ausgebildet. Dieser Hebel 10 besteht zu eine Rückkopplungsschaltung selbst steuert. Es ist je- 30 diesem Zweck im Bereich seiner freien Längen aus eidoch auch vorgesehen, einen Schrittmotor über einen nem blattfederförmigen Teil, in dem in der vorliegenden elektronischen Impulsverstärker von einer Ä-C-Kon- konstruktiven Ausführung eine Lagerstelle 16, auf eii, stantfrequenzschaltung oder einem Billigquarz zu steu- nem Lagerbolzen 2 gelagert, eingebettet ist. Zweckmä^ern· ßigerweise besteht der Hebel 10 zusammen mit der Ga-' Der Eingriff des Hebelgetnebes mit einem ausgangs- 35 bei 17 und dem Zahnsegment 11 aus einem einstückigen j seitigen Schwinghebel mit dem Gangregler erfolgt Kunststoffteil.

zweckmäßigerweise mittels eines Zahnradgetriebes, Der Hebel 10 zusammen mit der Exzenterscheibe 9

j wobei ein Zahnradsegment auf dem Schwinghebel mit bildet ein Hebelgetriebe und dient dort der Umwand-

einem Ritzel auf der Welle eines Gangreglers in Eingriff lung einer drehenden Bewegung an der Exzenterschei-

steht. Dabei ist es vorgesehen, daß zwischen dem 40 be 9 in eine schwingende oder hin- und herlaufende

Schwinghebel und dem Gangregler, im Bereich des Bewegung am abtriebsseitigen Ende mit dem Zahnseg-

Zahnradgetriebes, eine Übersetzung wirksam ist. ment 11.

Zur hinreichend elastischen Ankopplung des Antriebs Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet wie folgt:

an den nicht massenfreien Gangregler, ist es desweite- Der elektromotorische Kleinstmotor 3 treibt über das

ren vorgesehen, daß zwischen dem Antrieb und dem 45 Rädergetriebe 4, 6 und 7, 8 die Exzenterscheibe 9 an.

Gangregler ein elastisches Element, insbesondere ein Die Exzenterscheibe 9 läuft in der Gabel 17 und bewegt

; Federkraftspeicherelement, zweckmäßigerweise in durch ihre Drehbewegung den Hebel 10 schwingend hin

Form einer Blattfeder wirksam ist, die auch bei der Ver- und her. Diese hin- und herlaufende Bewegung wird

wendung eines Schrittmotors, die intermittierenden An- über das mit dem Hebel 10 verbundene Zahnsegment 11

triebsimpulsschritte gleichrichtet und dem Gangregler 50 auf das Ritzel 14 übertragen, mit dem das Zahnsegment

. dosiert zuführt. Dieses Federkraftspeicherelement 11 in Eingriff steht. Das Ritzel 14 ist auf der Welle 15

wirkt außerdem ausgleichend bzw. wirkt als Puffer für eines nicht näher dargestellten Gangreglers angeordnet,

;■ rückwirkende Drehmomentspitzen des Gangreglers auf der durch die hin- und hergehende Bewegung hinrei-

den Antrieb. Dieses Federkraftspeicherelement ist ins- chend eigenschwingungskonform bewegt wird.

besondere einstückig mit Eingriffselementen sowohl auf 55 Durch das zwischengeschaltete Federkraftspeicher-

der Hebelgetriebeseite, als auch auf der Rädergetrie- element des Hebels 10 ist gewährleistet, daß das durch

beseite versehen und aus einem Kunststoff hergestellt. den Motor 3 bewirkte Drehmoment hinreichend ela-

Vorteilhaft bei einem Antriebsmodul nach der Erfin- stisch an den Gangregler weitergegeben wird, dung ist nicht nur der technisch einfache und zuverlässi- Außerdem wird durch dieses Federkraftspeicherelege Antrieb eines passiv hin-und herlaufenden Gangreg- eo ment sichergestellt, daß etwaige Rückwirkungen des lers mittels eines relativ einfachen und zuverlässigen, passiv laufenden Gangreglers, insbesondere aufgrund elektronisch gesteuerten Motors, sondern auch der dort einer etwaigen Masse des Gangreglers, vom Antrieb erzielbare geringe Energieverbrauch für einen solchen vorteilhaft ferngehalten werden, d. h. das Federkraft-Antrieb, der es in besonderer Weise ermöglicht relativ speicherelement wirkt in diesem Falle als Puffer langsame hin- und hergehende Bewegungen bei größt- 65 Das Federkraftspeicherelement besitzt jedoch auch möglichen Amplituden hinreichend eigenschwingungs- den Vorteil, daß dort nicht nur gewisse Drehmomentunkonform zu vollziehen. terschiede des Antriebs hinreichend ausgeglichen wer-Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei- den, sondern daß dadurch ein sehr gleichmäßiger sinoi-

daler Verlauf der abtriebsseitigen schwingenden Bewegung des Hebels 10 und damit auch des Gangreglers erzielt wird. Das Federkraftspeicherelement wirkt dabei als Richtkraft für die Masse des Gangreglers.

Durch eine Änderung insbesondere der Übersetzung des Rädergetriebes im Bereich der Einzelteile 1! und 14, oder der Exzentrizität der Exzenterscheibe 9, oder der jeweiligen Länge der Teilstücke des Hebels 10, oder aller drei genannten Möglichkeiten wird ein an alle denkbaren und realistischen Anwendungsfälle anpaßba- ίο res Antriebsmoment hinsichtlich einer bestimmten Schwingungsdauer und Schwingungsweite erzielt.

Die F i g. 2 zeigt ein Anwendungsbeispiel eines derartigen Antriebsmoduls mit einem schalenförmigen Gehäuseboden 1 und einem vergleichbaren Gehäusedek- is kel 18. Die beiden Gehäuseteile 1 und 18 sind insbesondere inseitig derart gestaltet, daß dort alle Lagerstellen für die Anordnung der einzelnen Bauteile und/oder Baugruppen einstückig angeformt sind. Außerdem sind insbesondere am Gehäuseboden 1 Befestigungselemente 19 für eine zentrale Befestigung oder Befestigungselemente 20 für eine seitliche Befestigung des Moduls angeordnet Beide Gehäuseteile 1 und 18 sind insbesondere hermetisch abgekapselt. Erforderlichenfalls ist am Gehäuse 1, 18 auch ein Batteriehalter 21 angeordnet oder kann angeordnet werden. 22 bezeichnet dort einen Sockel einer Uhr, an dem der Modul befestigt ist Die Befestigung erfolgte dort von der Sockelunterseite her, so daß die Welle 15 eines Gangreglers, im vorliegenden Falle ein sogenanntes Drehpendel, von oben her in den Modul eingreift Das Drehpendel ist dort mit der Ziffer 23 gekennzeichnet.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß ein derartiger Antriebsmodul nicht nur zum Antrieb der eingangs genannten sogenannten Drehpendel oder von Unruhschwingern verwendbar ist, sondern daß damit auch' physische Pendel oder konische Pendel angetrieben werden können. Insbesondere für den Antrieb von physischen Pendeln mit einem derartigen Antriebsmodul ist es vorgesehen, daß ein derartiges Pendel unmittelbar an den Hebel 10 angekoppelt werden kann. Dabei ist auch daran gedacht, daß das dort vorgesehene Federkraftspeicherelement am Hebel 10 für ein physisches Pendel nicht nur als Puffer, sondern auch als Federrichtkraft dienen kann. Sollte dort ein anzukoppelndes physisches Pendel eine höhere oder eine niederere Schwingungsdauer erfordern, als dies durch die motorgetriebene Bewegung am abtriebsseitigen Ende des Hebels 10 geschwindigkeitskonform der Fall ist. ist vorgesehen, daß zwischen den Hebel 10 und der Ankopplung des Pendels ein die beiden unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten anpassendes übersetzendes oder untersetzendes Rädergetriebe angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung schließt als Kleinstmotor 3 jedes drehende Motorenprinzip ein. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob ein derartiger Motor 3 elektronisch über eine Rückkopplungsschaltung sich selbst steuernd betrieben wird, oder ob der Motor 3 über einen elektronischen Oszillator mit einem R-C-Glied als frequenzbestimmendem Glied, oder einem Schwingquarz als frequenzbestimmendem Glied gesteuert wird. Es ist denkbar, daß für bestimmte Anwendungsfälle auch ein Kollektorgleichstromkleinstmotor insbesondere mit einem eisenlosen Anker einsetzbar ist.

In jedem Anwendungsfall ist es vorgesehen, daß der Hebel 10 in der Ausbildung eines Federkraftspeicherelementes für einen angekoppelten und angetriebenen, passiv laufenden, hin- und herbewegten beliebigen Gangregler als Richtkraft verwendet werden kann.

Der Kleinstmotor 3 ist zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte 27 angeordnet, wie dies die F i g. 1 zeigt. Er bildet dort zusammen mit erforderlichenfalls notwendigen elektrischen und elektronischen Bauelemente 28 eine eigenständige Baugruppe, die funktionsfertig im Gehäuse 1, 18 fixiert angeordnet ist. Der Motor 3 ist zweckmäßigerweise auf der Leiterplatte fixiert befestigt. Der Rotor 4 des Motors kann ebenfalls auf der Leiterplatte 27 gelagert sein, so daß eine exakte Fixierung des Stators des Motors 3 zum Rotor 4 gewährleistet ist

Ein derartiger Antriebsmodul kann je nach angekoppeltem Gangregler sowohl in waagerechter Lage, als auch in senkrechter Lage betrieben werden. Außerdem kann eine Ankopplung des Gangreglers von der Gehäuseoberseite 24 her oder von der Gehäuseunterseite 25 her erfolgen. Ein entsprechender Gangregler ist dort erforderlichenfalls unmittelbar auf einem Lagerzapfen 26 im Gehäuse 1, 18 gelagert, damit ist der Eingriff des Gangreglerritzels 14 in das Zahnsegment 11 des Hebels 10 zuverlässig gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   I.Antriebsmodul für nichtregulierend, jedoch hinreichend eigenschwingungskonform hin- und herlaufende mechanische Gangregler, insbesondere sogenannte Drehpendel oder Unruhen, von Uhren, der räumlich und funktionell unabhängig von dem Uhrwerk in der Uhr angeordnet und mit dem uhrwerksunabhängigen Gangregler gekoppelt ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Kieinstmotor (3), der in irgendeine Drehrichtung beständig läuft über ein Hebelgetriebe den Gangregler hin- und herbewegend antreibt
2. 2. Antriebsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hebelgetriebe ein Exzünterscheibengetriebe, ein Kurvenscheibengetriebe oder ein Kurvenschleifengetriebe als mechanischer Drehrichtungswandler einer drehenden Bewegung in eine schwingende Bewegung vorgesehen ist
3. 3. Antriebsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (3) und dem Hebelgetriebe einerseits und/oder dem Hebelgetriebe und dem Gangregler andererseits ein Zahnradgetriebe mit einer Drehzahluntersetzung oder einer Drehzahlübersetzung vorgesehen ist.
4. 4. Antriebsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hebelgetriebe und dem Gangregler ein Federkraftspeicherelement vorgesehen ist.
5. 5. Antriebsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) des Hebelgetriebes blattfederförmig ausgebildet als Federkraftspeicherelement vorgesehen ist.
6. 6. Antriebsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10), der mit einer Gabel (17) für den Eingriff einer Exzenterscheibe (9) und erforderlichenfalls abtriebsseitig mit einem Zahnsegment (11) für den mittelbaren oder unmittelbaren Eingriff mit einem Ritzel (14) auf der Welle (15) eines Gangreglers versehen ist, einstückig aus Kunststoff hergestellt ist.
7. 7. Antriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) ein elektronisch gesteuerter Motor ist.
8. 8. Antriebsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) ein Schrittmotor ist, und daß die Steuerimpulse aus einem elektronischen Oszillator, insbesondere einem, durch ein Ä-C-Glied, oder durch ein Schwingquarz gesteuerten Oszillator abgeleitet sind.
9. 9. Antriebsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangregler, insbesondere ein physisches Pendel, unmittelbar an den Hebel (10) des Hebelgetriebes angekoppelt ist.
10. 10. Antriebsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen, elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente oder Baugruppen in einem schalenförmigen Gehäuse (1 und 18) angeordnet und auf entsprechend angeformten Lagerbolzen (2) gelagert sind, und daß das Gehäuse (1, 18) einen Modul bildend hermetisch gekapselt mit Befestigungselementen (19 und/oder 20) versehen ist.

    Die Erfindung betrifft einen Antriebsmodul für nichtregulierend, jedoch hinreichend eigenschwingungskonform hin- und herlaufende mechanische Gangregler, insbesondere sogenannte Drehpendel oder Unruhen, von s Uhren, der räumlich und funktionell unabhängig von dem Uhrwerk in der Uhr angeordnet und mit dem uhrwerksunabhängigen Gangregler gekoppelt ist

    Bei einer Vielzahl von derartigen Uhren, insbesondere sogenannten Schmuckuhren, die für den Antrieb des

    ίο Zeigerwerkes mit zeitgenau gehenden, elektrischen oder elektronischen, insbesondere wirtschaftlich herstellbaren Quarzuhrwerken versehen sind, ist es erforderlich und erwünscht daß die dort aus stilistischen Gründen notwendigen Gangregler, wie Unruhen oder in sogenannten Jahresuhren übliche Drehpendel, um nur einige zu nennen, die dort ausschließlich passiv, d. h. nicht zeitmessend kufen, hinreichend eigenschwingungskonform angetrieben werden. Dabei sollte sichergestellt sein, daß der Antrieb für einen derartigen vom zeithaltenden Uhrwerk unabhängigen Gangregler auch funktionell.und räumlich unabhängig vom zeithaltenden Uhrwerk erfolgt

    Es ist bekannt zur Erfüllung dieser Erfordernisse, solche Gangregler mit einem elektromagnetischen Antriebssystem unmittelbar zu koppeln (DE-OS 23 15 431). Zu diesem Zwecke sind besondere elektromagnetisch arbeitende Antriebsmodule bekannt geworden, die völlig unabhängig vom zeithaltenden Uhrwerk arbeiten und auf deren Antriebswelle ein entsprechender Gangregler einfach aufgesteckt wird. Die erforderliche Richtkraft ist dabei bereits im Antriebsmodul eingebaut. Das dortige elektromagnetische Antriebssystem besteht aus einem schwingend gelagerten Magnetsystem und einem dazu angeordneten stationären Spulensystem. Die elektronische Steuerschaltung besteht im wesentlichen aus einer transistorgesteuerten Sperrschwingerschaltung. Durch die Relativbewegung des Magnetsystems zum Spulensystem wird in der Steuerspule eine Spannung induziert, die in einer Triebspule über die Transistorschaltung einen Antriebsimpuls für das Magnetsystem und damit den Gangregler auslöst.

    Diese bekannten Antriebsmodule sind jedoch in einer Reihe von Anwendungsfällen mit dem erheblichen Nachteil behaftet, daß insbesondere bei zuvor genannten Gangreglern mit einer relativ großen Schwingungsdauer, d. h. einem langsam laufenden Drehpendel oder einer vergleichbaren Unruhe, die im Spulensystem durch das dazu relativ bewegte, schwingende Magnetsystem induzierte Steuerspannung nicht mehr ausreichend ist, in der elektronischen Steuerschaltung einen ausreichenden Antriebsimpuls auszulösen, um eine gewünschte Amplitude zu erzielen. Aufgrund dieses erheblichen Nachteils können derartige Antriebsmodule in einer Vielzahl von Anwendungen mit relativ langsam laufender, d. h. schwingendem passivem Gangregler überhaupt nicht funktionszuverlässig eingesetzt werden.

    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile dieser bekannten Antriebsmodule zu vermeiden, und einen Antriebsmodul für Gangregler der eingangs genannten Art zu schaffen, der hinreichend unabhängig von der Schwingungsdauer und der Amplitude und damit auch der Relativgeschwindigkeit des Gangreglers zu einem stationären System arbeitet und einen Gangregler mit jeder gewünschten, insbesondere jedoch mit relativ kleiner Schwingungsdauer und relativ großer Amplitude betreibt. Dabei sollte sichergestellt sein, daß der technische Aufwand und die räumliche Größe, ins-