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Elektromotorisch aufziehbare Federuhr mit Motorkontakten Die Erfindung
bezieht sich auf eine Federuhr, die von einem Elektromotor aus aufziehbar ist und
Kontakte besitzt, die zum Ein- und Ausschalten des Motorstromkreises dienen. Solche
Uhren werden nach dem Ablaufen der Feder um einen bestimmten Teil selbsttätig wieder
aufgezogen, indem nach einem festgelegten Umlaufwinkel des Federhauses der den Motor
einschaltende Kontakt geschlossen wird, so daß der Elektromotor die Feder aufzieht,
und indem nach volllendetem Aufziehen der Feder der Motorkontakt geöffnet wird.
Die Erfindung bezweckt nun in erster Linie, die Kontaktausbildung so zu treffen,
daß sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten des Elektromotors eine sichere
Selbstreinigung der Kontakte erfolgt. Die Kontakt- bzw. Schalteinrichtung soll dabei
verhältnismäßig gedrängt aufgebaut sein.
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Bei elektrischen Uhren gilt es insbesondere, für gute Kontaktgabe
zu sorgen. Deshalb soll die Entstehung einer Oxydschicht an den Kontaktstellen vermieden
oder zumindest soll entstandenes Oxyd weitgehend wieder beseitigt werden. Die Oxydbeseitigung
soll dabei selbsttätig erfolgen. Um dies zu erreichen, sind Kontakteinrichtungen
entwickelt worden, bei welchen eine sogenannte »Selbstreinigung« der Kontakte erfolgt.
Bei solchen Einrichtungen steht üblicherweise ein Kontaktglied fest, und das Gegenkontaktglied
vermag bei Kontaktgabe die Berührungsstelle auf dem Kontaktglied zu verlegen. So
ist es bekannt, zur Kontaktgabe eine Blattfeder heranzuziehen, die beim Einschalten
an einem festgelegten Kontaktstück zur Anlage kommt und bis zur Beendigung des Einschaltvorganges
an diesem entlanggleitet. Nachteilig ist bei dieser Ausbildung, daß das eine Kontaktglied
von einer Blattfeder gebildet werden muß, so daßbei der Werkstoffwahl für dieses
Kontaktglied in erster Linie auf die Federungseigenschaften und erst in zweiter
Linie auf die elektrischen Eigenschaften, beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit,
Rücksicht genommen werden kann. Mißlich ist es auch, daß sofort mit dem Einleiten
des Kontaktöffnungsvorganges der Kontaktdruck zwischen den Kontaktgliedern vermindert
wird. Infolgedessen findet beim Abheben des Federkontaktes von dem festen Gegenkontakt
praktisch eine die Entfernung des Oxydes bewirkende Reibung der Kontaktglieder nicht
statt. Es hat also ein derartiger Kontakt allenfalls beim Einschalten, jedoch nicht
beim Ausschalten eine selbstreinigende Wirkung. Daher kann es sich ereignen, daß
beim erneuten Einschalten oxydierte Stellen der Kontaktglieder aufeinanderzuliegen
kommen, was vermieden werden soll.
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Es sind auch Schalteinrichtungen bekanntgeworden, bei welchen beide
miteinander zusammenwirkende Kontaktglieder starr ausgebildet sind. Bei diesen wandert
während des Schaltvorganges das eine Kontaktglied auf dem anderen, derart, daß die
Berührungsstellen verlegt werden. Bei dieser Einrichtung ist nachteilig, daß der
Einschalt- und der Ausschaltpunkt sich an der gleichen Kontaktstelle befinden. Ist
der Ein- und Ausschaltpunkt durch den Unterbrechungsfunken oxydiert, so wird zwar
ein nächstgelegener Punkt noch blank sein, das Oxyd wird aber in Richtung der Einschaltung
übertragen.
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Schließlich ist es bekannt, die Ausbildung der Kontakte so vorzusehen,
daß eine räumliche Trennung zwischen Ausschalt- und Einschaltpunkt erreicht wird.
Hierzu werden beide Kontaktteile beweglich gestaltet. Bei dieser Einrichtung ist
eine Kontaktscheibe vorhanden, die einen Kontakstift und einen Auslösestift trägt.
Mit dem Kontaktstift wirkt ein bogenförmiges Kontaktstück zusammen. Der Auslösestift
dient zum Betätigen eines Sperrhebels. Das bogenförmige Kontaktstück ist an einem
einarmigen, unter Wirkung einer Feder stehenden Hebel angebracht, der nach der Mantelseite
der Kontaktscheibe zu gezogen wird. Der Kontaktstückhebel besitzt an seinem freien
Ende einen Raststift, der sich in eine Mulde des Sperrhebels einsetzen kann. Befindet
sich der Raststift in der Mulde, dann wird der Kontaktstückhebel und damit das bogenförmige
Kontaktstück von der Kontaktscheibe bzw. dem Kontaktstift abgehoben. Beim Umlaufen
der Kontaktscheibe gelangt der Auslösestift an ein in seinem Wanderbereich einragendes
Ende des Sperrhebels und hebt diesen an, was das Ausklinken des Raststiftes aus
der Mulde des Sperrhebels bewirkt.
Infolgedessen kommt das bogenförmige
Kontaktstück am Kontaktstift zur Anlage. Hierdurch erfolgt Kontaktgabe und Einschalten
des Motors. Dies wiederum bewirkt, daß die Kontaktscheibe entgegen ihrem anfänglichen
Drehsinn verstellt wird. Bei dem Zurückdrehen der Kontaktscheibe gleitet der Kontaktstift
am Kontaktstück entlang. Der Kontakt ist so lange geschlossen, wie die gleitende
Bewegung zwischen Kontaktstück und Kontaktstift aufrechterhalten wird. Es ist dafür
gesorgt, daß nach Durchlaufen eines bestimmten Winkelweges die Kontaktberührung
zwischen dem Kontaktstift und dem Kontaktstück unterbrochen wird.
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Bei dieser Kontakteinrichtung ist nachteilig, daß zwar ein augenblickliches
Schließen, aber kein momentanes Öffnen der Kontakte erfolgt, was bekanntlich wegen
des Offnungsfunkens (Selbstinduktionsspannung) noch viel wichtiger ist. Außerdem
ist diese Einrichtung nur dort verwendbar, wo Gleitkontakte benutzt werden können.
Sie ist aber dann ungeeignet, wenn die Kontaktgabe durch Kontaktstücke erfolgen
soll, die sich allenfalls für die Dauer des Ein- und Ausschaltvorganges relativ
zueinander bewegen sollen, jedoch im Einschaltzustand ortsfest aufeinanderliegen
sollen.
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Hier greift nun die Erfindung ein. Sie ermöglicht es, daß sich sowohl
beim Einschalten als auch beim Ausschalten eine Momentschaltung ergibt. Es erfolgt
also die Kontaktberührung und die Kontakttrennung sprunghaft. Außerdem wird der
Einschaltpunkt vom Ausschaltpunkt getrennt. Ferner wird für Selbstreinigung sowohl
beim Ein- als auch beim Ausschalten gesorgt. Dabei wird eine Kontakteinrichtung
verwendet, bei welcher die miteinander zusammenwirkenden Kontaktstücke im Einschaltzustand
ihre relative Lage zueinander beibehalten.
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Um das erstrebte Ziel zu erreichen, wird ausgegangen von einer elektromotorisch
aufziehbaren Federuhr mit Motorkontakten, die durch ein schrittweise fortschaltbares
Organ, beispielsweise ein Sternrad, betätigbar sind. Das Fortschalten des Sternrades
erfolgt periodisch durch einen mit der ablaufenden bzw. aufgezogenen Zugfeder umlaufenden
Mitnehmer. Die Steuerglieder der Kontakte, die als Sprungkontakte ausgebildet sind,
können zumindest drei verschiedene Stellungen einnehmen. Solche Art der Kontaktsteuerung,
auch mit Sprungkontakten, jedoch mit zwei parallel geschalteten, die je nach der
Stellung der Steuerglieder abwechselnd geöffnet und geschlossen werden (Mittelstellung
= Öffnung beider Kontakte) sind an sich bekannt, jedoch in sehr raumbeanspruchender
und aufwendiger Bauweise und ohne ausreichende Lösung der Aufgabe der Selbstreinigung
sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten. Eine solche Federuhr wird erheblich
verbessert erfindungsgemäß dadurch, daß bei Verwendung von nur einen einzigen Schalter
bildenden zwei Kontaktgliedern diese unter der Wirkung von zwei vorzugsweise verschieden
starken Federn stehen, daß ferner von dem Fortschaltorgan, z. B. dem Sternrad, ein
derart ausgebildetes Steuerglied periodisch betätigbar ist, daß nach Alblauf eines
ersten Teils des Federweges, vorzugsweise eines Federhausumganges, aus der Stellung
des Vollaufzuges, vorzugsweise unter Vorspannung der auf das erste Kontaktglied
wirkenden Feder, ein Zwischenglied vorbereitend in eine Wirkstellung gebracht wird
und nach Ablauf eines zweiten Teils des Federweges, vorzugsweise eines zweiten Federhaüsumganges,
dieses Zwischenglied das zweite Kontaktglied entgegen der nunmehr momentan die Schließ-Bewegung
vollziehenden Bewegung des ersten Kontaktgliedes so bewegt, daß beim Kontaktschluß
eine selbstreinigende Gleitbewegung des ersten Kontaktgliedes auf dem zweiten Kontaktglied
stattfindet, während beim nunmehr einsetzenden Federaufzug die Schalt- und Steuerglieder
in umgekehrter Richtung so bewegt werden, daß erst nach Vollaufzug die Kontakte
momentan geöffnet werden.
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Durch die Ausbildung der Kontaktvorrichtung in dieser Weise wird ein
momentanes Einschalten und ein momentanes Ausschalten erreicht, so daß die Entstehung
von Funken beim Schalten weitgehend unterbunden wird. Außerdem ergibt sich der Vorteil,
daß sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten beide Kontaktglieder an den
Berührungsstellen sich verschiedenartig zueinander bewegen, was die erwünschte günstige
Selbstreinigung an den Berührungsstellen zur Folge hat.
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Die obengenannte bekannte Kontaktsteuerung mit einem von einem Federhausmitnehmer
betätigten Sternrad hat, da hier die Sternräder, Kurvenscheiben usw. vom Federhaus
völlig getrennte Einzelbauteile sind, auch den Nachteil neben dem Raumaufwand, daß
sowohl die Montage als auch vor allem im Reparaturfall oder zum Ersatz der ja am
stärksten beanspruchten Kontaktteile die Demontage sehr kompliziert ist.
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Um die Kontakteinrichtung verhältnismäßig gedrängt halten und leicht
auswechseln zu können, empfiehlt es sich daher, bei einer Federuhr mit den Motorkontakten,
die einem Schalter angehören, der über Zwischenelemente vom Sternrad aus betätigbar
ist, wobei dieses selbst von einem Mitnehmer an der Federkernwelle in beiden Drehrichtungen
fortgesehaltet werden kann, vorzugsweise in Kombination mit der ersten erfindungsgemäßen
Lösung, erfindungsgemäß den Schalter mitsamt dem Sternrad und den Zwischenelementen
auf einer gemeinsamen Grundplatte zu montieren, so daß eine bauliche Einheit entsteht,
die lösbar mit dem Federhaus verbunden werden kann und nach der Verbindung mit letzterem
dessen Umlaufbewegung mit ausführt, nach dem Lösen der Verbindung jedoch vom Federhaus
abgenommen und gegebenenfalls ausgewechselt werden kann.
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Diese Vereinigung der Kontakte bzw. des Schalters mitsamt den Zwischenelementen
und dem Sternrad zu einer baulichen Einheit ermöglicht es nicht nur, diese Einheit
verhältnismäßig gedrängt zu halten, sie gestattet vielmehr auch, die Schalter-Baueinheit
getrennt von dem eigentlichen Uhrwerk herstellen zu können. Infolgedessen können
im einen Fall die beim Bau elektrischer Schalter wichtigen Gesichtspunkte und im
anderen Fall die für den Uhrenbau wichtigen Gesichtspunkte bevorzugt berücksichtigt
werden. Die gesamte Einheit läßt sich beispielsweise so klein halten, daß sie bei
einem Durchmesser von 26 mm nur eine Höhe von 6 mm aufweist. Außerdem ergibt sich
der Vorteil, daß zur Vereinigung der Schalteinheit mit dem Uhrwerk an dem Getriebe
oder Aufbau desselben keinerlei Änderung vorgenommen werden muß.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn dem
Sternrad eine Schaltgabel zugeordnet ist, die von einem Mitnehmerstift am Sternrad
betätigbar ist und selbst einen Zapfen aufweist, der über eine bogenförmige Kurve
an der einen Stirnseite des als Doppelhebel ausgebildeten einen Kontaktgliedes -zur
Bildung eines die Schwingweite des Doppelhebels bestimmenden Anschlages zusammenwirkt.
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Beim Aufziehen des Uhrwerkes vom Motor aus wird z. B. das Sternrad
über den Mitnehmer auf der
Federkernwelle bei jeweils einer vollen
Umdrehung dieser Welle um einen Zahn fortgeschaltet. Wird die Uhrwerksfeder nicht
aufgezogen, entspannt sich diese vielmehr, dann läuft das Federhaus um, wobei das
Sternrad auf dem Federumlaufweg mitgenommen wird. Bei jeweils einer vollen Umdrehung
des Federhauses wird das Sternrad infolge seiner Abwälzbewegung gegenüber dem dabei
stillstehenden Mitnehmer auf der Federkernwelle um einen Schaltschritt zurückgedreht.
Mit dem Fortschalten des Sternrades im Uhrzeigerdrehsinn oder im Uhrzeigergegendrehsinn
wird die Schaltgabel im einen oder anderen Drehsinn verschwenkt. Sie kann drei verschiedene
Stellungen einnehmen: die erste bei völlig aufgezogener Feder, die zweite etwa gegen
Ende der ersten Umdrehung des Federhauses. während des Ablaufes der Feder und die
dritte etwa gegen Ende der zweiten Umdrehung des Federhauses beim Federablauf. Nach
dem ersten Schaltschritt wird das Sprungschaltwerk vorgespannt. Beim zweiten Schaltschritt
erfolgt das Auslösen des Schaltwerkes. Es tritt also nach jeweils zwei Schaltschritten
des Sternrades entweder Kontaktgabe oder Kontaktunterbrechung ein.
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Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist es
ferner vorgesehen, die Schaltgabel so zu lagern; daß im eingeschalteten Zustande
der Motorkontakte das unbehinderte Fortschalten des Sternrades möglich ist, indem
der Mitnehmerstift die Schaltgabel verlassen kann, und das Sternrad insgesamt um
eine nahezu eine volle Umdrehung des Sternrades bewirkende Zahl von Schaltschritten
verdrehbar ist, wobei der eine Schenkel der Schaltgabel einen Anschlag für den Mitnehmerstift
bildet.
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Durch diese Ausbildung kann das Federhaus beim Ablaufen der Uhrwerksfeder
nach der zweiten Umdrehung des Federhauses, und zwar bei geschlossenen Kontakten,
sich in der gleichen Richtung noch weiterdrehen, falls der Motor nicht wirksam wird,
weil beispielsweise die Spannung ausbleibt. Dies ist deswegen möglich, weil beim
Fortschalten des Sternrades während des Ablaufes der Feder der Mitnehmerstift die
Schaltgabel verlassen kann. Kehrt vor der völligen Entspannung der Uhrwerksfeder
die elektrische Spannung zurück, dann wird die Federkernwelle vom Motor aus im Sinne
eines Aufziehens der Feder gedreht, wobei das Sternrad bei jeder vollen Umdrehung
der Federkernwelle um einen Schaltschritt zurückgedreht wird, bis schließlich der
Mitnehmerstift in die Gabel zurückkehrt und nach Vollaufzug der Uhrwerksfeder das
Unterbrechen der Kontakte herbeiführt.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es, wenn
das mit dem Doppelhebelkontaktglied zusammenwirkende Gegenkontaktglied als einarmiger
Hebel ausgebildet wird, der am freien Ende gegenüber dem Kontakt des Doppelhebelgliedes
den Gegenkontakt trägt. Dabei ist es ratsam, den Gegenkontakt näher zur Lagerstelle
des einarmigen Hebels anzuordnen, als den Kontakt am Doppelhebel zu dessen Lagerstelle
sowie den einarmigen Hebel federnd nachgiebig derart zu lagern, daß er beim Aufprall
des Kontaktes um einen kleinen Winkel um seine Lagerstelle verschwenken und beim
Ablösen des Kontaktes unter Wirkung seiner Feder in die Ausgangslage zurückschwenken
kann.
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Die durch die erwähnte Anordnung erzielten Vorteile sind aus der folgenden
Beschreibung_ eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung offenbar ersichtlich,
welche an Hand der Zeichnung erläutert ist, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt
des Schalters nach der Linie 1-1 der Fig. 2 in Pfeilrichtung, wobei der. Schalter
an dem Federhaus eines Uhrwerks angebracht ist, das Federhaus selbst aber nur teilweise
und mit unterbrochener Aufziehwelle dargestellt ist, Fig. 2 den Schalter in Draufsicht
in der Ausschaltstellung und bei vollzogenem Aufziehen, jedoch mit Weglassung der
Aufziehwelle und des auf ihr angebrachten Betriebsfingers des Schalters, Fig. 3
eine der Fig.2 ähnliche Draufsicht in der Stellung, nachdem das Federhaus während
des Ablaufes-der Feder eine Umdrehung ausgeführt hat, wobei eine Verstellung des
einen der zwei Kontakte des offen gebliebenen Schalters verursacht worden ist, Fig.4
gleichfalls eine der Fig.2 ähnliche Draufsicht, aber nachdem das Federhaus eine
weitere Ablaufumdrehung vollzogen hat und das Schließen des Schalters bewirkt wurde,
Fig. 5 einen gesonderten Teil des Schalters, Fig. 6 den Schalter nach Entfernung
des in Fig. 5 dargestellten Teils, wobei andere Teile weggelassen wurden, und Fig.
7 einen teilweisen Querschnitt des auf einem Federhausdeckel angebrachten Schalters.
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In den Figuren ist mit 11 der Federhausdeckel bezeichnet, auf dem
unter Zwischenschaltung einer aus Isoliermaterial bestehenden Scheibe 12 der erfindungsgemäße
Schalter so angebracht ist, daß er in drehender Bewegung mitgenommen werden kann.
In der folgenden Beschreibung wird eine bevorzugte Befestigungsart des Schalters
auf dem Federhausdeckel erläutert; in der Praxis wird jede gewünschte Art der Befestigung
möglich sein, vorausgesetzt, daß zwischen Schalter und Federhaus eine elektrische
Isolierung besteht.
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Der Schalter enthält'eine metallische runde Grundplatte 13, die zum
freien Durchtritt der Aufziehwelle in der Mitte durchbohrt ist und deren Umfang
eine Rille 14 aufweist, wobei der Schalter außerdem einen metallischen, ebenfalls
mit einer Randrille 16 versehenen Rundring 15 besitzt. Die beiden Teile 13 und 15
werden parallel und in Abstand von einem Isolierkörper 17 gehalten, welcher im wesentlichen
ringförmig ausgebildet und auf beiden vorgenannten Teilen befestigt ist, so daß
die erwähnten Rundteile zusammen mit den dazugehörigen Teilen eine selbständige
Einheit bilden.
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In der Rille 14 stützt sich eine Bürste 18 ab, die an einem Pol einer
Stromquelle angeschlossen ist, während sich in der Rille 16 eine weitere Bürste
19 abstützt, die an einem Pol eines Elektromotors 20 angeschlossen wird, während
der zweite Pol des Motors an dem zweiten Pol der Stromqelle angeschlossen ist.
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Die Aufziehwelle ist mit 21 bezeichnet, und auf ihr ist eine Isolierhülse
22 aufgesetzt, von der ein Finger 23 radial hinausragt. Die Hülse 22 muß sich mit
der Aufziehwelle 21 drehen und somit auf dieser Welle entsprechend befestigt sein.
Eine bevorzugte Art, die Welle 21 und die Hülse 22 zur Umdrehung fest zusammenzuhalten,
besteht darin, einige Rasten 24 auf dem Außenrand der Hülse 22 und komplementäre
Vorsprünge 25 auf dem Innenrand der Nabe 26 des Zahnrades 27 vorzusehen, welch letzteres
auf der Aufziehwelle 21 mittels eines durchgehenden Stiftes 28
befestigt ist.
Die Hülse 22 und die Nabe 26 sind somit wie die zwei Teile einer Klauenkupplung
ausgebildet. Das Zahnrad 27 ist mittels einer ins langsame übersetzenden Übertragung
mit dem Elektromotor 20 verbunden; so daß die Umdrehung des Motors
20 die
Umdrehung des Zahnrades 27 bewirkt, das sich dann
- bei Betrachtung der Fig. 2 bis 6 - im Uhrzeigersinn bewegt.
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Der von der Hülse 22 hinausragende Finger 23 arbeitet mit einem Sternrad
29 zusammen, das auf einem auf der Platte 13 befestigten Drehzapfen 30 angebracht
ist. Wenn die Aufziehwelle 21 stehenbleibt und das Federhaus mit seinem Deckel
11 während des Ablaufes der Feder sich dreht, dreht sich dann ebenfalls das
Sternrad im Uhrzeigersinn (s. Fig. 2 bis 6), und zwar um einen Schritt gleich demAbstand
zwischen zwei Zähnen bei jeder Umdrehung des Federhauses um die Welle 21. Umgekehrt,
wenn sich die Welle 21 während des Aufziehens dreht und das Federhaus praktisch
stehenbleibt, dann dreht sich das Sternrad 29 entgegen dem Uhrzeigersinn, aber immer
um einen Schritt bei jeder relativen Umdrehung der Welle 21 zum Federhaus.
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Um die Stellungen des Sternrades 29 in den nachfolgenden Schritten
(s. vorzugsweise Fig. 6) genau zu bestimmen, ist gegen die Zähne des Sternrades
29 das abgebogene Ende 31 einer um die auf der Platte 13 befestigte Schraube
33 nach Art einer Haarnadel abgebogenen Blattfeder 32 als Sperrklinke wirkend angeordnet,
deren Schenkel 32a sich gegen die Oberfläche 34 des Isolierkörpers 17 stützt. Daraus
ersieht man sofort, daß der Einbau der Feder 32 ganz einfach ist. Das abgebogene
Ende 31 der Feder 32 ragt teilweise in den Abstand zwischen zwei Zähnen des Sternrades
29 hinein, und es ist einfach zu verstehen, daß, während der erste Teil jedes Schrittes
des Sternrades 29 mit einer Geschwindigkeit erfolgt, welche von der Geschwindigkeit
der relativen Bewegung zwischen dem Finger 23 und dem Federhaus abhängig ist, der
zweite Teil des genannten Schrittes durch die Wirkung der Feder 31-32 sprungweise
erfolgt.
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Vom Sternrad 29 ragt rechtwinklig ein Stift 35 hinaus, der einen teilweise
gabelförmig ausgebildeten Teil 36 steuert. Dieser Teil 36, im folgenden
kurz »Gabel« genannt, ist um den von der Platte 13 getragenen Zapfen 37 schwenkbar.
Der Gabel 36 soll keine stromleitende Funktion zukommen, und diese kann daher aus
Isoliermaterial bestehen.
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Es werden nun die von der Gabel 36 unter Steuerung des Stiftes
35 eingenommenen Stellungen betrachtet.
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Wenn die Feder voll aufgezogen ist, befinden sich die Gabel 36 und
der Stift 35 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, in welcher der Stift 35 von beiden
Schenkeln der Gabel einen Abstand aufweist. Wenn das Sternrad 29 sich um einen Schritt
im Uhrzeigersinn dreht, weil beim Ablauf der Feder das Federhaus fast eine Umdrehung
um die Aufziehwelle 21 vollzogen hat, stößt der Stift 35 gegen den inneren Arm (in
den Fig. 2 bis 6) und zwingt die Gabel, die in Fig.3 gezeigte Stellung einzunehmen,
wobei die Gabel - wie nachstehend erläutert - einen der Kontakte des Schalters verstellt.
Bei einem zweiten Schritt des Sternrades 29 stößt der Stift erneut gegen den inneren
Arm der Gabel 36, diese dreht sich in die Stellung gemäß Fig. 4 und bewirkt daher
das Schließen des Schalters. Folgender Stromkreis wird alsdann geschlossen: ein
Stromquellenpol, Bürste 18, Ring 13, Träger 60, zweiarmige Hebel 52, abgewinkeltes
Ende 51 des Hebels 52, Kontakt 50, abgewin-9celter Teil 40 des Armes 41, Arm 41,
Ring 15, Bürste 19, -Motor 20, zweiter Stromquellenpol.
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-_ Sobald der Strom fließt, wird die Aufziehwelle 21 angetrieben,
was die schrittweise Umdrehung des Sternrades 29 entgegen dem Uhrzeigersinn mit
dem Ergebnis zur Folge hat, das beim vorletzten Schritt des Sternrades in diese
Richtung der Stift 35 die Gabel 36 überhaupt nicht oder nur sehr wenig bewegt, womit
bei diesem Vorgang die Kontakte geschlossen bleiben, während beim letzten Schritt
des Sternrades der Stift, indem er gegen den äußeren Arm der Gabel 36 stößt, diese
dazu zwingt, in die Stellung gemäß Fig. 2 zurückzugehen, und somit den Schalter
öffnet.
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Wenn dagegen, z. B. infolge Stromausfall im Netz, kein Strom fließt,
kann das Sternrad 29, wie aus Fig. 4 ersichtlich, seine schrittweise Bewegung im
Uhrzeigersinn, ohne vom Stift 35 gehindert zu werden, weiter ausführen, während
der Schalter geschlossen bleibt, um bei Rückkehr des Stromes das Aufziehen zu bewirken.
Diese Bewegung des Sternrades im Uhrzeigersinn kann weitergehen, bis der Stift die
mit einem punktierten Kreis gezeigte Stellung, d. h. die Ausgangsstellung, eingenommen
hat.
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Die Gabel 36. wirkt auf beide Kontakte des erfindungsgemäßen
chalters, wobei der eine dieser Kontakte an die Platte 13, der andere an den Ring
15 elektrisch angeschlossen ist.
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Dieser Ririg 15 ist auf dem Isolierkörper 17 mittels durch Bohrungen
39 des Ringes 15 gehende Schrauben 38 befestigt, welche in entsprechenden mit Gewinden
versehenen Bohrungen des genannten Isolierkörpers 17 eingeschraubt sind. Der Kontakt,
welcher sich mit dem Ring 15 in elektrischem Anschluß befindet und mit 40 bezeichnet
ist, besteht - wie aus Fig. 5 besser ersichtlich - aus einem rechtwinklig abgebogenen
Teil eines metallischen Armes 41, welcher um einen von dem Ring 15 getragenen Zapfen
42 schwenken kann; der metallische Arm 41 befindet sich in Kontakt mit dem metallischen
Ring 15. Dieser Arm 41 trägt einen Stift 43, gegen welchen sich das eine Ende einer
um den Zapfen 42 abgebogenen und an einem an den Ring 15 befestigten Stift 45 verankerten
Blattfeder 44 stützt, wobei der Stift 45 durch eine in dem Arm 41 vorgesehene Bohrung
46 geht. Der Stift 45 begrenzt die Bewegungsfreiheit des Armes 41. Die Feder 44
ist also bestrebt, den Arm 41 in die vom Pfeil von Fig.5 gezeigte Richtung in Umdrehung
zu setzen, aber die Endstellung des Armes in dieser Richtung ist von dem Anschlag
des Stiftes 45 mit dem rechten Rand der Bohrung 46 (Fig. 2 und 5) bestimmt.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, geht der Stift 43 ebenfalls durch das
in einer kleinen Isolierstange 47 vorgesehene Langloch 49, wobei die Isolierstange
um den von der Gabel 36 getragenen Zapfen 48 schwenkbar angeordnet ist. In der Stellung
des Schalters gemäß Fig. 2 befindet sich der Stift 43 etwa in der Mitte des Langloches
49. Wenn aber die Gabel von der Stellung gemäß Fig. 2 in die Stellung gemäß Fig.
3 übergeht, dann dreht sich der Zapfen 48 der kleinen Stange 47 zusammen mit der
Gabel 36 um den Zapfen 37 dieser Gabel, d. h., er nähert sich der Linie, welche
die Achsen der Zapfen 37 und 43 verbindet, und schiebt somit die kleine Stange 47
nach rechts. Bei der Bewegung der Stange 47 ist die erste Strecke auf den Stift
43 wirkungslos. Wenn aber das Ende des Langloches den Stift 43 berührt, dann -zwingt
die Stange 47 den Arm 41, sich gegen die Wirkung seiner Feder 44 zu bewegen, und
zwar im entgegengesetzten Sinn des Pfeiles in Fig. 5. Das ist deshalb sehr wichtig,
weil es dazu dient, den Kontakt 40 gegen die Stellung zu führen, die er bei geschlossenem
Schalter einnimmt (s. Fig. 4), wenn er vom anderen Kontakt 50 nach dorthin geschoben
wird. Man muß dabei bedenken, daß, wenn der Kontakt 40 einen völlig festen Sitz
hätte, der Kontakt 50, der bei der Einschaltbewegung
gegen ihn stößt,
aufprallen, Schwingungen ausführen und Funken verursachen könnte, was unbedingt
zu vermeiden ist, besonders wenn man einen an den Netzstrom angeschlossenen Elektromotor
ohne Spannungstransformator verwenden will.
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Wenn der Kontakt 40 den Stoß des Kontaktes 50 in seiner in Fig. 2
gezeigten Stellung abwarten würde, dann würde dieser Stoß dann erfolgen, wenn der
genannte Kontakt 50 sich noch mit geringer Geschwindigkeit bewegt, so daß es zu
schlechten Kontakten und Funkenbildung kommen könnte.
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Wenn der Arm 41 nur zur Schwenkung zwischen die Stellung von Fig.
4 und von Fig. 3 angebaut wäre, dann würde sich die Trennung der Kontakte 40 und
50 beim Öffnen des Schalters dann ergeben, sobald letzterer sich mit kleiner Geschwindigkeit
bewegt, so daß die Ausschaltung nicht augenblicklich stattfinden würde, wie es notwendig
ist, um die Funken zu vermeiden, welche auf den Öffnungsextrastrom zurückzuführen
sind.
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Wenn beim Aufziehen die Gabel 36 von der Stellung gemäß Fig.
4 gegen die Stellung gemäß Fig. 2 zurückkehrt, dann hat sie dank der vom Stift 43
und vom Langloch 49 mit Leergang versehenen Kupplung keine Wirkung auf den Arm 41,
welcher trotz seiner Feder 44 deshalb stehenbleibt, weil der auf ihn drückende Kontakt
50 von einer Federsperre festgehalten wird, wie dies nachstehend näher erläutert
sein soll.
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Der erwähnte Kontakt 50 besteht aus einem Stück, welches an einen
rechtwinklig abgebogenen Teil 51 des einen Arms eines zweiarmigen Hebels 52- befestigt
ist, der bei 53 schwenkbar gelagert ist. Es sei erwähnt, daß der Zapfen 53 des Hebels
52 mit der Platte 13 in elektrischer Verbindung steht.
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Das Ende 54 des zweiarmigen Hebels 52, das entgegengesetzt zu dem
den Kontakt 50 tragenden Arm steht, ist derart mit einem kreisförmigen Rand ausgebildet,
daß der Zapfen 37, auf dem die Gabel 36 gelagert ist, die Schwenkungsmöglichkeit
des zweiarmigen Hebels 52 um seinen Zapfen 53 begrenzt.
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Außerdem ist der zweiarmige Hebel 52 mit einer Bohrung 55 versehen,
durch welche ein auf der Gabel 36 befestigter Stift 56 geht: Dies ist deshalb sehr
wichtig, da in dem Fall, daß der Hebel 52 bei Schwenkung der Gabel 36 nicht unter
der Wirkung anderer federnder Mittel, die nachstehend erläutert werden, schwenkt,
derselbe Hebel durch den Stoß des Stiftes 56 gegen die eine oder die andere Seite
(je nach der Schwenkungsrichtung der Gabel) des Bohrungsrandes 55 zum Schwenken
gezwungen wird. Der zweiarmige Hebel 52 weist außerdem eine Bohrung 57 zur Aufnahme
einer kleinen Kugel 58 auf, für welche zwei Sitze vorgesehen sind, von denen aber
nur einer, -mit 59 bezeichnet, in Fig.6 ersichtlich ist; beide Sitze sind in dem
metallischen Träger 60 des Zapfens 53 vorgesehen, wobei dieser mit der Platte 13
in elektrisch leitender Verbindung steht. Der andere Sitz für die Kugel 58 ist vom
Hebel 52 verdeckt. Die Kugel 58 steht unter Wirkung einer Feder, welche bestrebt
ist, sie in den einen oder in dem anderen Sitz zu drücken und sie dort zu halten.
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Es ist-zu bemerken, daß zufolge .einer .entsprechenden Höhe des Trägers
60 der zweiarmige- Hebel 52 im wesentlichen in der Ebene des den.Kontakt 40 tragenden
Armes 41 liegt: Der Hebel 52 weist einen anderen, rechtwinklig abgebogenen Teil
61 auf, in dem eine in Fig. 1 ersichtliche -Bohrung vorgesehen.ist, durch die -ein
Stift 62 geht, um die, eine unter Druck.stehende -Schraubfeder 63 angeordnet ist.
Das über den Teil 61 hinausragende gegenüberliegende Ende des Stiftes 62 ist an
einer kleinen Platte 64 befestigt, deren eine Ausnehmung aufweisender Rand 65 sich
gegen den auf der Gabel 36 befestigten Stift 56 abstützt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Feder 63 fast in Kontakt mit der
Kugel 58, wenn diese sich in einem ihrer Sitze befindet. Wenn die Kugel 58 aus ihrem
Sitz herausgeht, verursacht sie eine Verformung der Feder 63, und diese drückt auf
die Kugel 58, um sie gegen den Träger 60 hinzuschieben, damit sie im richtigen Augenblick
in den anderen Sitz hineingeht. Dabei ist es erforderlich, daß der Innendurchmesser
der Feder 63 zweckmäßigerweise größer als die Stärke des Stiftes 62 ist, damit der
Austritt der Kugel 58 aus ihrem Sitz nicht verhindert wird. Versuche haben gezeigt,
daß eine sichere Arbeitsweise dann erreicht wird, wenn die Tiefe der Ausnehmungen
für die Kugel 58 maximal gleich dem Radius der Kugel ist.
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Im folgenden wird erläutert; wie die Schwenkung der Gabel 36 die Bewegung
des zweiarmigen Hebels 52 und somit des Kontaktes 50 bewirkt.
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Sowohl in der Stellung gemäß Fig. 2 wie auch in der Stellung gemäß
Fig. 3 befindet sich die Achse des Stiftes 56 rechts von der Linie, die die Achse
der Zapfen 37 und 53 verbindet, so daß die Kraft der Feder 63 eine Komponente aufweist,
die bestrebt ist, den Hebel 52 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen (s. Fig. 2 bis
6). Der Hebel 52 kann sich nicht bewegen, weil er festgehalten wird durch den Zusammenstoß
des Randes 54 mit dem Zapfen 37. Wenn aber die Gabel 36 sich aus der Stellung gemäß
Fig. 3 nach der Stellung gemäß Fig. 4 bewegt, sobald der Stift 56 die Linie übergeht,
welche die Achsen der Zapfen 37 und 53 verbindet, weist die Kraft der Feder 63 eine
Komponente auf, die bestrebt ist, den zweiarmigen Hebel im Uhrzeigersinn zu schwenken;
die Größe der Kraftkomponente erhöht sich dementsprechend, je mehr die Gabel sich
der Stellung gemäß Fig. 4 nähert. Aber wegen der Sperrkugel 58 kann der Hebel 52
nur schwenken, wenn die Kraftkomponente eine höhere Größe erreicht hat, d. h. die
Gabel 36 in der Nähe der Stellung gemäß Fig. 4 ist, oder wenn sie dieselbe er-.
reicht hat. Deshalb erfolgt die Verschwenkung des Hebels 52 mittels einer erhöhten
Kraft, also schlagartig. Die Verschwenkung ist durch das Einfallen der Kugel 58
in den anderen ihrer beiden Sitze begrenzt sowie auch durch den Zusammenstoß des
Randes 54 des Hebels 52 mit dem Zapfen 37. Wenn die Größe der genannten Kraftkomponente
in dem obengenannten-Vorgang nicht ausreicht, um die Sperrwirkung der' Kugel 58
zu überwinden., dann zwingt der Stift 56 beim Stoßen gegen den linken Rand der Bohrung
55 den Hebel 52, sich, wie oben gezeigt, zu bewegen.
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Beim Aufziehen ist der Vorgang ähnlich. In der Stellung gemäß Fig.
4 weist die Kraft der Feder 63 eine Komponente auf, die bestrebt ist, den zweiarmigen
Hebel im Uhrzeigersinn zu schwenken, aber der Hebel ist in ähnlicher Weise, wie
vorher angegeben, festgehalten. Wenn die Gabel sich nach der Stellung gemäß Fig.2
bewegt, verringert sich die Größe der Kraftkomponente bis auf Null, wenn die Achsen
des Stiftes 56 und der Zapfen 53 und 57 in gerader Linie sind. In der darauffolgenden
Bewegung-der Gabel 36 weist die Kraft der Feder 63 eine Komponente auf; die bestrebt
ist, den zweiarmigen Hebel 52 entgegen dem Uhrzeigersinn zu schwenken: Die Größe
der Kraftkomponente erhöht sich dementsprechend, je mehr die Gabel sich der Stellung
gemäß Fig. 2 nähert. Aber der Hebel 52 kann nur schwenken, wenn die Größe-der-Kraftkomponente
die
Sperrwirkung der Kugel 58 überwindet oder wenn der Stift 56 gegen den rechten Rand
der Bohrung 55 stößt. Auch in diesem Falle erfolgt die Verschwenkung des Hebels
52 praktisch schlagartig. Wegen der Tatsache, daß die Kupplung zwischen der Stange
47 und dem Arm 41 von dem Stift 43 und dem Langloch 49 durchgeführt wird, bewegt
der Arm 41 den zweiarmigen Hebel während eines Teils seiner Schwenkung mit, und
die Kontakte öffnen sich nur, wenn der Hebel 52 eine erhöhte Geschwindigkeit hat.
Der Schalter öffnet sich also momentan zwecks Vermeidung von Funkenbildung.
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Der zweiarmige Hebel 52 steht mit dem Träger 60
nicht nur über
den Zapfen 53 in elektrisch leitender Verbindung, sondern auch dadurch, daß seine
untere Fläche auf dem Träger 60 liegt, der seinerseits mit der Platte 13 in elektrisch
leitender Verbindung steht.
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Aus den Fig. 3 und 4 ist unter Berücksichtigung der Tatsache, daß
der Abstand des Kontaktes 50 zum Zapfen 53 wesentlich kürzer ist als der Abstand
des Kontaktes 40 zum Zapfen 42, ersichtlich, daß die korrespondierenden Oberflächen
der Kontakte 20 und 50 zwischen den Zeitpunkten der Berührung und geschlossenen
Endstellung eine gegenseitige Gleitbewegung ausführen, um so die Oberflächen sauber
zu halten. Eine gegenseitige Gleitbewegung der Oberflächen der Kontakte
40 und 50 tritt auch bei der Ausschaltung auf.
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Fig.7 zeigt eine bevorzugte Befestigungsart des Schalters auf dem
Deckel des Federgehäuses. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß auf beiden Seiten
dieses Deckels ringförmige Ausnehmungen 71 und 72 vorgesehen sind, die zur Achse
des Federgehäuses konzentrisch angeordnet sind und über Bohrungen 73 in Verbindung
stehen. Auf dem Deckel wird ein geeigneter Isolierstoff aufgebracht, so daß die
Ausnehmungen 71 und 72 sowie die Bohrungen 73 mit einem Teil der Isoliermasse 74
gefüllt werden und auf der Außenseite des Deckels 11 ein zylindrischer Vorsprung
75 ausgebildet wird. Dieser Vorsprung weist in seiner Mitte zum Durchtritt der Aufziehwelle
eine Bohrung auf. Außerdem weist dieser Vorsprung ein Gewinde 76 auf. Die Zentralbohrung
der Platte 13 ist mit einem entsprechenden Gewinde versehen, so daß die Befestigung
des Schalters auf dem Deckel 11 durch Aufschrauben unter Zwischenschaltung der Isolierscheibe
12 bewirkt wird. Es ist dabei zweckmäßig, daß das Gewinde 76 einen der Drehbewegungsrichtung
des Federgehäuses entgegengesetzten Sinn hat, stellt aber kein unbedingtes Erfordernis
dar, da die einzige unbeabsichtigte Kraftwirkung, welche bestrebt sein könnte, den
Schalter auszuschrauben, die des Fingers 23 gegen die Spitzen des Sternrades
29 ist, wobei das Ausmaß dieser Wirkung im Vergleich zu der Reibung der Isolierscheibe
12 gegen den Deckel 11 und gegen die Platte 13 vollkommen vernachlässigt werden
kann.
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Um das erste Aufziehen zu bewirken, wird der Schalter in die Schließstellung
gebracht mit dem Stift 35 des Sternrades 29 in der vom punktierten Kreis in Fig.
4 gezeigten Lage, und- dann läßt man den Strom fließen.
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Es ist empfehlenswert, die Drehzahl für das volle Aufziehen der Feder
des Uhrwerkes mindestens gleich, vorzugsweise aber höher als die Zahl der Spitzen
des Sternrades 29 zu wählen.