-
Elektromotorischer Federaufzug für Zeitmeßgeräte Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektromotorischen Federaufzug für Zeitmeßgeräte, wie Uhren, Chronometer
u. dgl., mit einem mit dem Außenende der mit ihrem Innenende an der Aufzugwelle
befestigten Zugfeder fest verbundenen, relativ zur Aufzugwelle drehbaren Federhaus
und mit einer von diesem Federhaus über an seinem Umfang angreifende federnde Zwischenglieder
betätigbaren Schalteinrichtung für den Motorkontakt.
-
Ein derartiger Federaufzug ist bereits bekannt. Bei ihm wird das Aufziehen
der Feder durch elektromotorisches Drehen des Federhauses bewerkstelligt. Die elastischen
Zwischenglieder sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sie die Schalteinrichtung
für den Motorkontakt in Abhängigkeit von der radialen Spannlage der äußersten Windung
der Aufzugfeder im Gehäuse betätigen. Diese bekannten Aufzugeinrichtungen haben
den Nachteil, daß die Feder nicht in jedem Fall vor dem Überziehen geschützt ist,
zumal die radiale Lage der äußersten Windung die Spiralfeder nicht immer genau der
vorhandenen Federspannung entspricht, da sie auch von Temperaturänderungen, Staub-,
Schmutz- oder Ölpartikeln zwischen den Federwindungen od. dgl. beeinflußbar ist.
-
Ziel der Erfindung ist daher, diesen Nachteil der bisher bekannten
elektromotorischen Federaufzüge zu vermeiden und zu erreichen, daß die Federspannung
zwischen engen Grenzen gehalten wird, um ein möglichst gleichbleibendes Drehmoment
auf die Aufzugwelle zu übertragen, ohne dabei jedoch den Vorteil einer einfachen
und raumsparenden, zugleich aber betriebssicheren Kontaktschalteinrichtung aufzugeben.
-
Um das Federwerk vor dem Überziehen zu verschonen, sind bereits elastische
Reibkupplungen in Federhäusern für Uhren od. dgl. verwendet worden. Es ist z. B.
eine Einrichtung bekannt, bei welcher das Aufziehen der Feder durch Drehen des Federhauses
erfolgt, welches über eine Rutschkupplung mit einer Befestigungsplatte für das äußere
Ende der Aufzugfeder verbunden ist. Die Rutschkupplung besteht aus einer Schraubenfeder,
die mit einem Ende an der Befestigungsplatte angehängt ist und sich mit ihren Windungen
an einem Ringflansch eines Federhauses festklemmt. Überschreitet das beim Aufziehen
der Aufzugfeder gegebene Drehmoment ein bestimmtes Maß, so reicht die Klemmkraft
der Feder zum Festhalten nicht mehr aus, und die Windungen der Schraubenfeder gleiten
an dem Ringflansch entlang bzw. um diesen herum, so daß kein größeres Drehmoment
auf die Feder übertragen werden kann.
-
Diese bekannten Reibkupplungen können aber nicht ohne weiteres bei
elektromotorischen Aufzügen mit periodischer .Motorabschaltung verwendet werden,
insbesondere nicht bei solchen, die die Erfindung betrifft, da hierbei besondere
Maßnahmen erforderlich sind, um die Kontakte- für das Ein- und Ausschabten. des
Aufzugmotors zu gewährleisten. Darüber hinaus ist auch bei denjenigen bekannten
Geräten, die mit elastischen Reibkupplungen der geschilderten Art versehen sind,
nicht mit Sicherheit ein möglichst gleichbleibendes Drehmoment der Feder gewährleistet,
da bei ihnen die Änderung der Federspannung auf Grund der verschiedenen Reibungsverhältnisse;
bei Änderung der Federelastizität sowie infolge ' von Staub- oder Schmierungseinflüssen
nicht in. engsten Grenzen gehalten werden. kann; läßt man den Motor dauernd laufen,
so besteht trotz der Reibungskupplung also unter Umständen die Gefahr, daß der Motor
zu stark auf das Uhrwerk antreibend wirkt.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Überspannen der Feder
mit absoluter Sicherheit zu vermeiden und ein möglichst geringfügig sich änderndes
Federdrehmoment mit einer einfachen, raumsparenden und betriebssicheren Kontaktsteuervoi-richtung
zu gewährleisten, wird bei elektromotorischen Federaufzügen der eingangs geschilderten
Art erfin-, dungsgemäß durch ihre Verwendung bei solchen Geräten erreicht, bei denen
in an sich bekannter Weise das Federhaus unter Zwischenschaltung elastischer Reibglieder
in Form von Blsättfedern von einer zweiten Trommel so umgeben ist, daß die Reibglieder
unter Übertragung eines bestimmten. Drehmoments ein Überspannen der Zugfeder verhindern,
die jedoch derart abgehandelt sind, daß . die äußere Trommel ebenfalls relativ zur
Aufzugwelle drehbar gelagert ist und- selbst als Kontaktsteuzrmittel in Abhängigkeit
vom Umlauf des inneren Federhauses dadurch dient, daß die Blattfedern am Innenumfang
der äußeren
Trommel befestigt sind, an ihren inneren Enden dagegen
als in bestimmten Stellungen in das innere Federhaus einrastungsfähige Rastglieder
ausgebildet sind.
-
Der Anlagedruck der Blattfedern an der Außenwand des Federhauses ist
vorzugsweise durch in dem Trommelmantel radial verstellbare, gegen die Blattfeder
drückende Schrauben einstellbar. Das innere Anlageende der Feder kann ferner mit
Nocken versehen sein, die in im Federhaus angeordnete Nuten zum Einrasten kommen.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
-
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Federhauses; Fig. 2 ist ein Querschnitt
durch das Federhaus; Fig. 3 veranschaulicht in Draufsicht das Federhaus zusammen
mit einem Schaltbild der den Federaufzug steuernden Einrichtung.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Antriebsfederwelle
1 eine Federhalterung 2 befestigt, an der das innere Ende der Antriebsfeder 3 eingehängt
ist, deren äußeres Ende mittels eines Niets 5 fest mit der Innenseite des inneren
Federhauses 4 verbunden ist. In der Außenwand des inneren Federhauses 4 sind in
gleichmäßigen Abständen auf dem Umfang verteilt flache, gewölbte Vertiefungen 6
angeordnet. In jede dieser Vertiefungen greift jeweils gleichzeitig einer von mehreren
halbzylindrischen Vorsprüngen 9 ein, welche jeweils am inneren Ende einer Anzahl
von Blattfedern bildenden elastischen Mitnehmerstreifen 8 befestigt sind. Die äußeren
Enden der Blattfedern 8 sind an der Innenwand des äußeren Federhauses 7 angenietet,
so daß sie das Drehmoment der Antriebsfeder auf das äußere Federhaus übertragen
können, damit dieses in der gleichen Richtung wie das innere Federhaus gedreht wird.
Eine Anzahl von Einstellschrauben 10 ist in mit Gewinde versehene Öffnungen in der
Wand des äußeren Federhauses 7 eingeschraubt. jede dieser Schrauben dient zum Einstellen
des Druckes, den je einer der Mitnehmerstreifen 8 mit seinem Vorsprung 9 auf den
Umfang des inneren Federhauses ausübt.
-
Im oberen Teil des Umfanges des äußeren Federhauses 7 ist eine Reihe
keilförmiger Kerben 11 rings um den Umfang verteilt angeordnet. Die Nase 13 eines
Hebels 12, der auf dem Lagerbolzen 14 drehbar gelagert ist und einen Teil eines
Ein- und Ausschalters eines elektrischen Stromkreises bildet, greift jeweils in
eine dieser Kerben ein. Am anderen Ende des Hebels 12 ist ein Kontakt 15 angeordnet,
welcher durch eine Feder 16, deren eines Ende fest verankert und deren anderes Ende
an dem Hebel 12 befestigt ist, gegen eine Kontaktschraube 17 gezogen wird, jedoch
nur, wenn die Hebelnase 13 in eine der Kerben 11 einrastet. Eine Gleich- oder Wechselstromquelle
18 speist über einen Stromkreis 20 einen Elektromotor 19. Ein Pol dieses
Stromkreises ist an die Schraube 17 angeschlossen, während der entgegengesetzte
Pol mit dem Lagerbolzen 14 verbunden ist, von welchem aus der Strom über den Hebel
12 zum Kontakt 15 fließen kann. Zwischen dem zum Kontakt 15 führenden Leiter und
dem an die Kontaktschraube 17 angeschlossenen Leiter ist ein Überbrückungsschalter
21 angeordnet, mittels dessen der Stromkreis über den Motor 19 geschlossen werden
kann, wenn der Kontakt 15 und die Kontaktschraube 17 voneinander getrennt sind.
Der Motor 19 ist in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise mit der Aufzugwelle
1 verbunden, um letzterer eine Drehbewegung mitzuteilen. Eine Welle 22, auf welcher
ein Zahnrad 23 befestigt ist, ist mittels einer Schraube 24 in der Mitte des äußeren
Federhauses 7 fest mit diesem verbunden und dient dazu, die Drehbewegung auf das
nicht dargestellte Räderwerk der Uhr zu übertragen.
-
Im Betrieb. wird der Schalter 21 von Hand geschlossen, wodurch der
Motor 19 Strom erhält und die Aufzugwelle 1 zu drehen beginnt. Hierdurch wird die
Feder 3 im Uhrzeigersinn aufgezogen, bis sie selbst ein genügend starkes Drehmoment
auszuüben beginnt, worauf der Schalter 21 von Hand wieder geöffnet wird. Die aufgezogene
Feder dreht sodann das innere Federhaus 4 in der Aufzugrichtung der Feder. Die durch
die Feder 3 bewirkte relative Drehbewegung des inneren Federhauses 4 gegenüber dem
äußeren Federhaus 7 während des Aufzugvorganges wird jedoch dadurch begrenzt, daß
die halbzylindrischen Vorsprünge 9 in die Vertiefungen 6 einrasten und, wie später
beschrieben, bei Überspannung ausrasten können.
-
Da jeder der Vorsprünge 9 an einem Ende eines elastischen Mitnehmerstreifens
8 angeordnet ist, dessen anderes Ende an die Wand des äußeren Federhauses angenietet
ist, dreht das innere Federhaus 4 das äußere Federhaus 7 in der gleichen Richtung
mit, und zwar innerhalb der Grenzen, welche durch die durch den Druck der Schrauben
10 auf die elastischen Mitnehmerstreifen 8 erzeugte Reibung gegeben sind.
Dabei drehen sich die Welle 22 und das Zahnrad 23 mit dem äußeren Federhaus 7 und
übertragen so die Drehbewegung auf das Räderwerk der Uhr.
-
Während der beim Federablauf im Uhrzeigersinn erfolgenden weiteren
Drehung des äußeren Federhauses 7 gleitet die Nase 13 auf dem Umfang desselben und
rastet schließlich in regelmäßigen Zeitabständen in eine der in gleichmäßigen Abständen
in das äußere Federhaus eingeschnittenen Kerben 11 ein, wobei gleichzeitig durch
Berührung des Kontaktes 15 mit der Kontaktschraube 17 der Stromkreis geschlossen
wird. Hierdurch beginnt der Motor 19 zu laufen und teilt der Aufzugwelle l eine
Drehbewegung mit, wodurch wiederum :die Antriebsfeder 3 aufgezogen wird. Dabei gelangt
die Nase 13 des Kontakthebels 12 bei der Mitnahme des äußeren Federhauses 7 im Uhrzeigersinn
aus der Kerbe 11 heraus auf den äußeren Umfang des Federhauses, wodurch der Kontakt
unterbrochen und der Motor ausgeschaltet wird. Die Feder läuft also nur ab, solange
die Nase 13 auf dem Umfang des äußeren Federhauses entlanggleitet. Auf diese Weise
wird das Aufziehen und Ablaufen der Feder in bestimmten Zeitabständen abwechselnd
wiederholt.
-
In diesem Zusamenhang ist zu beachten, daß das Aufziehen der Feder
so gesteuert wird, daß sie immer um eine kleines Stück weiter aufgezogen wird, als
sie abläuft. Wenn die Feder bis zu einem bestimmten Grenzwert aufgezogen wird und
das am inneren Federhaus 4 wirksam werdende Drehmoment die Elastizitätsgrenze der
elastischen Mitnehmerstreifen 8
übersteigt, gleiten die Vorsprünge 9 aus den
Vertiefungen6 heraus. Hierauf beginnen dieVorsprünge9 auf dem Umfang des inneren
Federhauses entlangzugleiten und rasten, wenn sich das innere Federhaus auf Grund
des Ablaufens der Feder dreht, bei einem bestimmten Drehmoment wieder in die Vertiefungen
6 ein, worauf sich das innere und das äußere Federhaus als eine Einheit zu drehen
beginnen. Die Blattfedern tragen also durch ihr plötzliches Wiedereinrasten infolge
der ziemlichen kinetischen Energie des von einer Kerbe 13 zur nächsten ziemlich
rasch
drehenden inneren Federhauses auch dazu bei, daß der Kontakthebel
12 den Kontakt 15 schnell unterbricht, was zur Verringerung der Funkenbildung bekanntlich
vorteilhaft ist.
-
Auf diese beschriebene Weise wird die Feder, nachdem sie ein kleines
Stück abgelaufen ist, stets sofort wieder aufgezogen. Sobald die durch das Aufziehen
erzeugte Federspannung und damit das von der Feder ausgeübte Drehmoment einen bestimmten
Wert erreichen, gleiten die Vorsprünge 9 aus den Vertiefungen 6 heraus, so daß dieAntriebsfeder
wieder ablaufen kann, wodurch das von der Feder erzeugte Drehmoment selbsttätig
auf einem normalen Wert gehalten wird.
-
Die Erfindung findet vorteilhaft Anwendung bei verschiedenen Arten
von Zeitmeßgeräten, bei denen ein gleichbleibendes Drehmoment der Antriebsfeder
erforderlich ist, um ihre Genauigkeit im Betrieb zu gewährleisten. Zu diesem Zweck
ist die Vorrichtung so ausgelegt, daß der Unterschied zwischen der Federkraft der
voll aufgezogenen und der abgelaufenen Antriebsfeder beseitigt wird. In verschiedenen
Uhren bekannter Art werden Antriebsfedern verwendet, die innerhalb eines Bereiches
von 60 bis 80% der vollen Federkraft arbeiten. Aber selbst in solchen Uhren läßt
sich der zwischen der voll aufgezogenen und der ganz abgelaufenen Stellung der Feder
auftretende größere oder geringere Unterschied in der Elastizität der Feder nicht
vermeiden, und es kann daher auch keine genaue Zeitmessung erwartet werden.
-
Kurz zusammenfassend kann gesagt werden, daß das Aufziehen und Ablaufen
der Antriebsfeder in bestimmten Zeitabständen abwechselnd wiederholt werden, wobei,
wenn die Feder so weit aufgezogen ist, daß das von ihr erzeugte Drehmoment einen
bestimmten Wert überschreitet, die mit Reibschluß in den Vertiefungen 6 eingreifenden
Vorsprünge 9 der Regeleinrichtung aus diesen Vertiefungen herausgleiten, so daß
die Feder selbsttätig wieder abläuft, wodurch das Drehmoment der Antriebsfeder stets
innerhalb der gewünschten Grenzen gehalten wird.