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Elektrische Uhr mit Ankerhemmung Die Erfindung betrifft elektrische
Uhren mit Ankerhemmung und Pendel oder Unruh als Gangregler, die durch einen Elektromotor
angetrieben werden, dessen Läufer über ein federndes Übertragungsglied mit dem Ankerrad
gekuppelt ist. Zu dieser Gattung von Uhren gehören auch die in letzter Zeit auf
dem Markt erschienenen Batterieuhren, die mit einer Taschenlampenbatterie etwa 1/2
bis i Jahr betrieben werden können. Diese Uhren sind vorzugsweise mit einer sogenannten
elektrischen Unruh ausgestattet, die als Motor wirkt, auf elektromagnetischem Wege
Impulse empfängt und gleichzeitig die Weiterschaltung eines ,mit dem Räderwerk der
Uhr in Verbindung stehenden Schaltrades sowie die Betätigung der Kontaktvorrichtung
zu übernehmen hat. Beispielsweise werden an der Unruhwelle Kontaktstifte oder -palettenbefestigt,
die mit einer an der- Platine befestigten Kontaktfeder zusammenwirken. Die Einstellung
dieser Federn ist jedoch, wie sich in der Praxis gezeigt hat, außerordentlich schwierig.
Erfolgt sie nicht ganz .genau, dann ist der richtige Betrieb der Uhr in Frage gestellt,
.da von der genauen Einstellung die Kontaktdauer und von dieser wiederum der Stromverbrauch
abhängt.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß zum Zwecke des Antr iebs des
Motors durch Stromimpulse, die durch stromlose Zwischenzeiten voneinander getrennt
sind, die Kontaktgabe. in an sich bekannter Weise vom Anker ausgeht und die Schwingungszahl
des Gangreglers sowie das Trägheitsmoment des Läufers so gewählt sind, - daß der
Läufer eine praktisch gleichförmige Drehbewegung ausführt. Die Verwendung des. Ankers
einen Uhrenhemmung zur Kontaktgabe. ist an sich bekannt, und zwar bei einer Uhr
mit Gewichtshebelantrieb, dessen Hebemagnet über .den Anker Strom erhält. Auch der
Antrieb eines Uhrgangreglers (Pendel oder Unruh) durch einen Elektromotor, dessen
Läufer über ein federndes Übertragungsglied mit dem Ankerrad gekuppelt ist, ist
bekannt (britische Patentschrift 3277o8). Die Uhr, für die diese Anordnung vorgeschlagen
wurde, wird mittels eines pulsierenden Stromes betrieben, der dem- Motor von einer
in Abhängigkeit von
der Gangreglerschwingung arbeitenden Differentialeinrichtung
zugemessenwird. Im Gegensatz hierzu werden dem Antriebsmotor nach der Erfindung
Stromimpulse zugeleitet, zwischen denen völlig stromlose Zeitabschnittse-; liegen.
DieserUnterschied-ist wesentlich, 4e@n bei der absatzweiser Batteriebetrieb Stromentnahme
ist auf lange möglich. Dauer üf.# eh Dauerstromentnahme hingegen würde die Erschöpfung
der Batterie in wenigen Tagen eintreten.
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Die zur Aufrechterhaltung der Gangreglerschwingung erforderlichen
Kraftimpulse-sind so klein, daß sie nur eine verhältnismäßig kurze Kontaktdauer
erfordern, jedenfalls eine kürzere 'als die der körperlichen Berührung -zwischen
Steigradzähnen und Ankerpaletten. So ist es insbesondere unerwünscht, daß Strom
fließt, wenn,die Palette auf Ruh steht. Um dies zu verhindern, werden erfindungsgemäß
eine der beiden Paletten oder beide je aus-zwei Teilen, von denen der eine leitend,
der andere nichtleitend ist, derart zusammengesetzt, daß die Trennebene senkrecht
zur Ankerschwingebene liegt und durch die Schrägfläche der Palette führt, wobei
die Teile so in bezug auf die Steigradzähne angeordnet sind, daß die letzteren bei
der Stellung auf Ruh auf dem nichtleitenden Palettenteil aufliegen und erst während
der Hebung über den leitenden Palettenfeil, gleiten. Es kann gegebenenfalls von
Vorteil sein, nur eine Palette stromleitend auszuführen. Beispielsweise können die
Paletten aus Stahl und Stein zusammengefügt sein, derart, daß die Steigradzähne,
wenn sie auf Ruh stehen, am isolierenden Stein anliegen und erst an der Hebfläche
der Ankerpalette über das leitende Palettenstück gleiten. Je nach dem Verhältnis
der isolierenden Schichtstärke zur leitenden Schichtstärke ergeben sich die Kontaktzeiten.
Möglich wäre auch, an der Ankergabel Kontaktvorrichtungen anzubringen oder seitliche
Prellstifte oder Prellfedern für die Ankergabel vorzusehen und über diese die Kontaktgabe
erfolgen zu lassen. Jedenfalls ist die Heranziehung des Ankers zur Kontaktgabe vorteilhaft,
weil sich eine dauernd genaue und auch verhältnismäßig unempfindliche Einstellung
der an der Kontaktgabe beteiligten Uhrwerksteile erreichen läßt.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Beispiel für die Anordnung gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. i eine Draufsicht auf Anker, Steigrad
und Antriebsmechanismus, Fig. 2 einen Achsenschnitt durch .die Steigradwelle.
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Der Anker i arbeitet einerseits über die Paletten 2 mit dem Steigrad
3, andererseits mit dem Antriebsstift 4 an der (nicht gezeichneten) Unruh zusammen.
Da dieses Zusammenarbeiten in an sich bekannter Weise erfolgt, ist eine besondere
Erläuterung nicht ererlich.
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er Antrieb des Uhrmechanismus erfolgt @';, elektromagnetischem Wege
über den '¢' Polzähnen 5" ausgestatteten Rotor 5, der it dem mit gleicher
Zahnung versehenen Stator 7 zusammenarbeitet. Am Stator 7 sind Magnetwicklungen
7" vorgesehen, die vom Batteriestrom nach Maßgabe der Kontaktgabe durch den Anker
i erregt werden. Der Rotor 5 sitzt nicht fest auf der Steigradwelle 6, sondern ist
lose drehbar gelagert und lediglich durch die Spiralfeder 8 mit der Welle 6 elastisch
gekuppelt. Der Zweck dieser Vorkehrung wird unten näher erläutert.
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Nach der Vorschrift der Erfindung liegen die Magnetwicklung 7u, die
Batterie io und der Anker r in einem Stromkreis, der nach Maßgabe der Berührung
zwischen Ankerpaletten 2 und Steigradzähnen 3 geschlossen wird. Die Paletten müssen
also stromleitend sein. Im dargestellten Beispiel sind zu diesem Zweck besondere
Vorkehrungen getroffen. Zu bedenken ist nämlich, daß zur Aufrechterhaltung der Rotorbewegung
nur ganz geringe Energien, also auch nur Stromstöße von sehr kurzer Dauer benötigt
werden. Die Zeitdauer der aus kinematischen Gründen notwendigen körperlichen Berührung
zwischen Ankerpaletten und Steigradzähnen ist viel größer als ,die elektrisch notwendige
Kontaktdauer. Unerwünscht ist insbesondere, daß während der Stellung auf Ruh stromleitende
Veribindung zwischen Anker und Steigrad besteht. Die Paletten 2 sind daher aus zwei
Schichten zusammengesetzt, nämlich einer nichtleitenden Schicht 2b und einer leitenden
Schicht Zn. Eine Kontaktgabe findet also bei Stellung auf Ruh nicht statt, vielmehr
erst während der Hebung, wenn die Spitze eines Steigradzahnes über die Hebfläche
der jeweils berührendenPalettegleitet. Durchentsprechende Wahl des Dickenverhältnisses
der beiden Schichten läßt sich die Kontaktdauer bestimmen.
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In Fällen, in denen es auf eine kurze Kontaktdauer weniger ankommt,
können beide Paletten stromleitend= sein, gegebenenfalls auch nur eine einzige Palette;
je nachdem erfolgt dann zweimal bzw. nur einanal Kontaktgabe je volle Unruhschwingung.
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Wie oben erwähnt; werden die Stromimpulse einer Magnetwicklung 7«
auf einem Ständer 7 zugeleitet, der mit einem Rotor_5 zusammenwirkt. Dieser Rotor
ist lose drehbar auf der Steigrad-,velle 6 gelagert und über die Spiralfeder 8,
die einerseits am Stift g am Rotor, andererseits an der Welle 6 befestigt ist, elastisch
mit ihr gekuppelt. Außerdem
soll der Rotor 5 ein großes Trägheitsmoment
aufweisen und schließlich die Schwingungszahl der Unruh verhältnismäßig hoch sein.
Zweck aller .dieser Vorschriften -ist, zu erreichen, daß der Rotor im Gegensatz
zum Steigrad eine kontinuierliche Drehbewegung ausführt. Denn nur dann arbeitet
die Anordnung mit dem geforderten geringen Stromverbrauch, wenn Beschleunigungen
und Verzögerungen zwischen den einzelnen Stromimpulsen unterdrückt werden. Man wird
deshalb auch in der Regel beide Ankerpaletten stromleitend wählen, gegebenenfalls
auch zwischen Rotor und Steigradwelle eine Übersetzung zwecks Erhöhung der Drehzahl
des Rotors einschalten.
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Die Wirkungsweise der .beschriebenen Anordnung ist demnach folgende:
Bei jeder vollen Schwingung der Unruh erfolgt zweimal eine Kontaktgabe durch Berührung
der Steigradzähne mit den Rebflächen der Paletten 2. Der Betriebsstrom fließt dann
aus der Batterie io in den Anker i zweckmäßig durch eine ganz schwache (hier nicht
gezeichnete) Spiralfeder, die mit der Uhrwerksplatine leitend verbunden ist, vom
Anker über die leitenden Teile 2" der Ankerpaletten in das Steigrad 3
-und von .diesem über die Steigradwelle 6 in die Magnetwicklung
7, und zurück in die Batterie. Der StatOr 7 ist derart zum Rotor eingestellt,
daß die Kontaktgabe gerade dann erfolgt, wenn die Polzähne am Statur in bezug auf
die Drehrichtung die Stellung auf Lücke gegenüber dem Statur etwas überschritten
haben. Der Rotor führt eine praktisch kontinuierliche Drehbewegung aus, während
das Steigrad abwechselnd dem Rotor vöreilt, dabei Kraft aus der Feder 8 als Kraftspeicher
entnehmend,-bald hinter dem Rotor zurückbleibt, wobei dann die Feder 8 wieder aufgeladen
wird.