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Schalteinrichtung in einer elektrischen Uhr Es sind elektrische Uhren bekannt, bei welchen eine auf der Unruh angebrachte Spule bei jeder vollen Unruhschwingung einmal kurzzeitig an eine die Antriebsenergie für die Unruh liefernde Batterie, welche im Uhrengehäuse eingebaut ist, angeschlossen wird. Dieser Anschluss geschieht mit einer Kontaktvorrichtung, welche so ausgebildet sein muss, dass sie bei der einen Bewegungsrichtung der Unruh die Leitungsverbindung zwischen der Spule und der Batterie schliesst, bei der anderen Bewegungsrichtung der Unruh jedoch keinen Kontaktschluss bildet.
Es ist ausserdem eine Einrichtung bekannt, mit welcher seitens einer Unruh, also seitens eines Organs, das hin- und hergehende Schwingungen ausführt, das Eingangsrad eines Räderwerkes stets in derselben Richtung fortgeschaltet wird, ohne dabei von einer sogenannten Wippe Gebrauch zu machen.
Diese letztere Einrichtung arbeitet derart, dass mittels eines auf der Unruh sitzenden Steines ein Steigrad, nämlich das Eingangsrad des erwähnten Räderwerkes, bei der einen Bewegungsrichtung der Unruh um mehr als eine halbe Zahnteilung weitergeschaltet wird, worauf es um den Rest der zurückgelegten Zahnteilung im gleichen Sinne fortbewegt wird, während bei der anderen Bewegungsrichtung der Unruh der Stein das Steigrad um weniger als eine halbe Zahnteilung zurückdreht, worauf diese Steigradbewegung sofort wieder rückgängig gemacht wird.
Die Weiterbewegung des Steigrades um den Rest der zurückgelegten Zahnteilung und die Zurückdrehung des Steigrades um den bereits zurückgelegten Teil der Zahnteilung kann entweder mit einem permanenten Hilfsfluss oder durch eine in die Zahnzwischenräume des Steigrades einspringende Feder bewerkstelligt werden.
Es sind auch bereits Anordnungen bekannt, bei denen ebenfalls mit Hilfe eines auf der Unruh angebrachten Steines gleichzeitig ein Steigrad fortge- schaltet wird und die auf der Unruh angebrachte Spule bei jeder vollen Unruhschwingung einmal mit der Batterie verbunden wird.
Bei diesen bekannten Einrichtungen war jedoch entweder die in die Zahnzwischenräume des Steigrades einspringende Feder, welche dort gleichzeitig die Dauer des Anschlusses der Unruhspule bestimmt, verhältnismässig kompliziert ausgeführt, oder es waren drei verschiedene Steigräder vorgesehen, um die Steigradfortschaltung, den ordnungsgemässen Anschluss der Unruhspule und die restliche Bewegung des Steigrades durch die Feder zu bewerkstelligen. Diesen beiden bekannten Einrichtungen ist der Gegenstand der Erfindung durch seine Einfachheit überlegen.
Es ist auch bekannt, den Anschluss der Unruhspule an die Batterie mittels eines Steines, der zur Hälfte aus Isoliermaterial und zur Hälfte aus einem leitenden Körper besteht, zu bewerkstelligen. Bei dieser letzteren bekannten Einrichtung fehlt jedoch der Vorschlag, einen derartigen Stein ausser zum An- schluss der Unruhspule. an die Batterie gleichzeitig auch noch zur Fortschaltung des Steigrades zu verwenden.
Hinsichtlich des Stromverlaufes innerhalb einer elektrischen Uhr der erwähnten Art ist es bekannt, den Strom von der Batterie zur Spiralfeder der Unruh und dort zur Unruhspule und dann. erst über eine weitere Spiralfeder zum Steigrad zu leiten. Dieser komplizierte Stromverlauf wird bei der Uhr nach der Erfindung wesentlich vereinfacht, wodurch zugleich die Anzahl der unerwünschten übergangs- widerstände verringert wird.
Aus der Technik der Dynamomaschinen ist es bekannt, die elektrische Verbindung zwischen einer rotierenden Welle und einem ortsfesten Anschluss mit Hilfe einer gegen die Stirnfläche der Welle drük- kenden Feder herzustellen.
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Eine ähnliche Massnahme auf die elektrische Verbindung der Steigradwelle einer Uhr anzuwenden, wie es vielleicht auf den ersten Blick naheliegend erscheinen könnte, hat jedoch schwerwiegende Nachteile.
Es muss nämlich einerseits die Federkraft, mit der die Feder auf den Steigradwellenzapfen wirkt, hinreichend gross gemacht werden, um auch bei Schwer- und Zentrifugal-Kräften, die bei der Bewegung der Uhr auftreten können und der Federandruck-Kraft entgegenwirken, einen sicheren Kontakt gewährleisten ; andererseits aber soll der Federdruck möglichst klein gehalten werden, damit das gegenüberliegende Lager des Wellenzapfens nicht zu stark belastet wird und damit einem unerwünscht hohen Abrieb unterliegt, der gerade bei Präzisions- Uhrenlagern vermieden werden muss. Ferner besteht bei Federn der Nachteil, dass sie ihre Federkonstante im Laufe der Zeit durch Materialalterung ändern können.
Dieses Problem der elektrischen Verbindung der rotierenden Steigradwelle wird durch die Erfindung in neuartiger und einfacher Weise gelöst.
Die Erfindung bezieht sich demgemäss auf eine Schalteinrichtung in einer elektrischen Uhr, bei welcher ein auf der Unruhwelle sitzendes Schaltglied einerseits ein Steigrad während der Schwingung der Unruh weiterbewegt und anderseits periodisch einen elektrischen Kontakt zwischen dem Steigrad und dem Schaltglied herstellt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Steigrades aus einem elektrisch leitenden, ferromagnetischen Material besteht und ein Dauermagnet als schleifender, elektrischer Kontakt auf dem einen Zapfen dieser Steigradwelle durch magnetische Anziehung gehalten wird.
Durch das Erfindungsmerkmal der magnetischen Verbindung wird erreicht, dass ein von der Lage und der Bewegung der Uhr völlig unabhängiger und gleichmässiger Kontaktdruck erzeugt wird. Die magnetische Anziehungskraft zwischen Magnet und Stei- gradwellenzapfen kann nämlich wesentlich grösser als möglicherweise auf den Magneten wirkende Schwer- oder Zentrifugal-Kräfte gemacht werden, welche den Magneten von der Stirnfläche der Welle zu trennen sucht. Da sich die anziehende Kraft zwischen Magnet und Steigradwellenzapfen in keiner Weise auf das Lager des anderen Wellenzapfens auswirkt, ist die Beanspruchung dieses Lagers von der Grösse der Magnetkraft völlig unabhängig.
Ausserdem entfallen bei dieser vorgeschlagenen magnetischen Verbindung die mit einer möglichen Änderung der Federkonstanten durch Materialalterung verbundenen Nachteile.
Der erwähnte Stromverlauf in der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist gegenüber dem Stromverlauf in bekannten elektrischen Uhren einfacher und enthält daher weniger unerwünschte übergangs- widerstände.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes gehen aus dem im folgenden beschriebenen Ausfüh- rungs-Beispiel hervor, welches an Hand der Zeichnung erläutert wird. In der Figur ist der Reif einer Unruh mit 10 bezeichnet, während zwei Speichen, über welche der Unruhreif mit der in der Figur nicht dargestellten Nabe der Unruh verbunden ist, mit 11 und 12 bezeichnet sind. Die auf der Unruh befindliche Spule sowie die permanenten Magneten, in deren Feld die Spule eine Antriebskraft erfährt, sind in der Figur fortgelassen.
Auf einer kleinen kreisförmigen Scheibe 13, welche auf der Unruhwelle 14 angebracht ist, befindet sich ein Stein, der aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gefertigt sein kann, beispielsweise aus einem Halbedelstein. Die eine Berührungsfläche dieses Steines 15 mit den Zähnen 16 eines Steigrades 17 ist mit einem Metallbelag 18 versehen. Das Steigrad, bei welchem mindestens die Zähne aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen, läuft an einem kleinen Hilfsmagneten 19 vorbei, der einen zweiten permanenten Magnetfluss liefert. Die Wellenzapfen des Steigrades 17 sind an ihren Lagerstellen von der Uhrwerkplatte und von dem übrigen Teil des Uhrengehäuses isoliert.
Ein auf der Welle des Steigrades angebrachtes Ritzel 20 greift in ein Zahnrad 21 und dieses wiederum mittels eines auf seiner Welle angebrachten Ritzels 22 in ein weiteres Zahnrad 23 des Räderwerkes. Zwischen dem einen Pol 24 einer Batterie 25, welche die Antriebsenergie für die Unruh liefert, und der Stirnfläche des Wellenzapfens des Steigrades 17 verläuft ein im Uhrengehäuse isoliert verlegter Leiter 26, der an seinem rechten Ende mit einem kleinen an der Stirnfläche des Wellenzapfens des Steigrades 17 befindlichen Magneten 31 versehen ist.
Da die Steigradwelle aus Stahl besteht, legt sich dieser Magnet 31 an die Stirnfläche des Wellenzapfens der Steigradwelle an. Dieser kleine Magnet 31 gewährleistet eine gute elektrische Verbindung zwischen dem rechten Ende des Stromleiters 26 und dem Steigrad 17, so dass bei Berührung des Metallbelages 18 des Steines 15 mit den Zähnen 16 des Steigrades der notwendige kurzzeitige Kontaktschluss für die Unruhspule gewährleistet ist. Die Berührungsfläche des Magneten und/oder die Stirnfläche des Wellenzapfens der Steigradwelle kann noch mit einem Edelmetall überzogen werden, um den elektrischen übergangswiderstand gering zu halten.
Der andere Pol 28 der Batterie 25 ist über einen Kontaktbügel 29 an die durch eine Schraffierung angedeutete Uhrwerkplatte 30 angeschlossen. Der Arbeitsstrom für die auf der Unruh befindliche Spule verläuft also von dem Pol 24 der Batterie 25 über den Leiter 26, den Magneten 31 zum Steigrad 17 und bei Berührung des Metallbelages 18 mit den Zähnen 16 des Steigrades von diesem Metallbelag zu der einen Klemme der auf der Unruh befindlichen Spule.
Von dem anderen Pol 28 der Batterie verläuft der Arbeitsstrom über den Kontaktbügel 29 zu der Werkplatte und von dort über die an der Uhrwerkplatte befestigte Spiralfeder der Unruh zur anderen Klemme der auf der Unruh angebrachten Spule.
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Wenn die Unruh sich entgegengesetzt dem Uhrzeigerdrehsinn dreht, berührt der Metallbelag 18 des Steines 15 die Zähne 16 und schliesst dabei den oben erwähnten Stromkreis für den Arbeitsstrom der Un- ruhspule. Diese Schliessung kommt jedoch innerhalb jeder vollen Unruhschwingung nur für, eine einzige kurze Zeitspanne zustande.
Wenn die Unruh sich nämlich im Drehsinne des Uhrzeigers bewegt, so kommt keine Berührung zwischen dem Metallbelag 18 und der Flanke eines Zahnes 16 zustande, sondern das Steigrad 17 wird weitergedreht, ohne dass sich dabei der oben erwähnte Stromkreis für die Unruhspule kurzzeitig schliessen würde.
Für die beschriebene Wirkungsweise ist es grundsätzlich gleichgültig, ob das Steigrad 17 während der Berührung zwischen dem Metallbelag 18 und den Zähnen 16 um mehr als eine halbe Zahnteilung weitergeschaltet wird oder ob die Berührung zwischen dem Metallbelag 18 und einem Zahn 16 eine Fortbewegung des Steigrades um weniger als eine halbe Zahnteilung hervorruft.
Diese Ausführungsform lässt erkennen, dass durch die erfindungsgemässe Einrichtung der Betrieb einer elektrischen Uhr mit einer auf der Unruh angebrachten Spule möglich ist, ohne dass man eine aus elastischen Federn aufgebaute Kontaktvorrichtung nötig hat. Es werden somit auch alle Schwierigkeiten umgangen, die mit der Justierung und mit dem Ver- schleiss der bekannten Kontaktvorrichtungen verbunden waren.