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Elektrische Schaltuhr mit periodisch wirkendem Selbstaufzug Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektrische Uhr mit periodisch wirkendem Selbstaufzug durch
einen an eine Gleichstromquelle niedriger Spannung, vorzugsweise eine Batterie,
angeschlossenen Elektromagneten, bei der zur Durchführung einer Zeitschaltung ein
mit der Stundenzeigerwelle umlaufender Federkontakt über zwei in seiner Bewegungsbahn
liegende, gegeneinander verstellbare Kontaktstücke stromschließend hinweggleitet,
von denen das eine im Stromkreis eines Einschaltrelais und das andere im Stromkreis
eines Ausschaltrelais liegt.
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Eine Zeitschaltuhr dieser Art ist bekannt. Bei ihr geschieht das Einschalten
der Stromkreise der Schaltrelais während der Kontaktberührung der Federkontakte
des Stundenzeigers mit den einstellbaren Kontaktstücken dadurch, daß ein Federkontakt
des Minutenzeigers über einen am Zifferblatt festen Kontakt hinweggleitet. Das hat
den Vorteil, daß die Einschaltdauer der Erregerspulen des Einschaltrelais und des
Ausschaltrelais sich nur etwa über eine Minute, erstreckt, obwohl die Kontaktberührung
der mit dem Stundenzeiger umlaufenden Federkontakte mindestens eine halbe Stunde
dauert, Nachteilig ist aber, daß man nur Schaltzeiten in Abstufungen von etwa einer
halben Stunde erzielen kann, Auch die verhältnismäßig kleine Einschaltdauer der
Erregerspulen der Schaltrelais von etwa einer Minute bedeutet für eine Stromquelle
in Gestalt einer Batterie schon eine erhebliche Belastung, Die Batterie wäre bei
ihrer kleinen Kapazität bald erschöpft. Hier setzt die Erfindung ein, die darin
besteht, daß ein von den beiden Relais beeinflußtes Schaltglied für den Betriebsstromschalter
durch das Einschaltrelais gegen eine Rückstellkraft in seine Einschaltstellung bewegbar
ist und das Ausschaltrelais eine das Schaltglied in seiner Einschaltstellung festhaltende
.federnde Sperrklinke aus ihrer Wirkstellung ausrücken kann, so daß das Schaltglied
zum Zurückkehren in die Ausschaltstellung frei wird, und daß die Stromrückführung
von den Erregerspulen der Schaltrelais zur Gleichstromquelle bei dem Einschaltrelais
über die Sperrklinke sowie einen diese nur in ihrer Ausrückstellung, also nur bei
der Ausschaltstellung des Schaltgliedes berührenden Federkontakt und bei dem Ausschaltrelais
über einen nur bei der Einselialtstellung des Schaltgliedes Kontaktberührung erhaltenden
Federkontakt erfolgt.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei jeder Schaltung nur ein kurzer Stromimpuls
vom Bruchteil einer Sekunde auftritt, wie beim Spannen der Aufzugfeder des Uhrwerks.
Bei Verwendung ein und derselben Batterie für das Spannen der Aufzugfeder und die
Betätigung des Zeitschaltwerkes ist die zusätzliche Belastung der Batterie durch
das Zeitschaltwerk kaum fühlbar. Sie besteht lediglich darin, daß zu den etwa minutlich
auftretenden Stromimpulsen für das Spannen der Aufzugfeder gelegentliche Stromimpulse
etwa gleicher Größe für die Betätigung des Zeitschaltwerkes hinzukommen. Eine einfache
Taschenlampenbatterie, die für den Betrieb des Uhrwerks etwa 1 Jahr ausreicht, erfährt
also durch das Hinzutreten des Zeitschaltwerkes praktisch keine Herabsetzung ihrer
Lebensdauer. Da die Erregerspulen der Schaltrelais jeweils nur kurze Stromstöße
erhalten, können sie bei großer Schaltleistung kleine Abmessungen haben, weil die
Gefahr einer Erwärmung ausscheidet. Außerdem ist die Schaltzeit stufenlos einstellbar.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale ergeben
werden. Es zeigt Fig. 1 einen Achsschnitt durch die Zeiteinstellvorrichtung der
Uhr sowie eine schaubildliche Darstellung der Zeitschaltvorrichtung in der Ausschaltstellung
und das elektrische Leitungsschema, Fig. 2 eine teilweise Vorderansicht der Uhr,
Fig. 3 die Zeitschaltvorrichtung in der Einschaltstellung, In Fig, 1 ist 1 die Uhr,
2 die hohle Stundenzeigerwelle, 3 der Stundenzeiger, 4 die Minutenzeigerwelle,
5 der Minutenzeiger, 6 die Zeigerwellennabe des Uhrwerkes und 7 das Zifferblatt.
Auf der Zeigerwellennabe 6 ist hinter dem Zifferblatt 7 eine aus Isoliermaterial
bestehende Scheibe 8 frei drehbar gelagert. Dieselbe trägt an ihrem Umfang auf ihrer
Rückseite einen mit ihr fest verbundenen Metallkranz 9. Ein zweiter gleicher Metallkranz
10 ist auf der Isoher-
Stoffscheibe 8 an deren Vorderseite
drehbar gelagert. Zwischen die beiden Metallkränze 9 und 10 greift eine Reibrolle
11, die auf einer in Richtung ihrer Achse verschiebbar gelagerten Stellwelle
12 sitzt, die vor einer Frontplatte 13 einen Drehknopf 14 trägt. Durch Verschieben
des Drehknopfes 14 in Pfeilrichtung 15 kann die Reibrolle 11 wahlweise an den einen
oder den anderen der beiden Metallkränze 9 und 10 angelegt werden, so daß durch
Drehen des Drehknopfes dieser Metallkranz mitgenommen wird. Es kann also jeder der
beiden Metallkränze 9 und 10 für sich in beliebige Winkelstellungen eingestellt
werden. An Stelle der Reibrolle 11 könnte als Mitnehmer für die Einstellkränze 9
und 10 auch eine beiderseits gezahnte Rolle treten, die mit Zahnungen und Einstellkränzen
zusammenwirkt.
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An der Vorderseite der Isolierscheibe 8 ist ein Kontaktstück 16 angebracht,
das mit dem an der Rückseite der Isolierscheibe befestigten Einstellkranz 9 leitend
verbunden ist. Auf der gleichen Seite ist ein zweites Kontaktstück 17 mit dem auf
der Isolierscheibe 8 drehbaren Einstellkranz 10 verbunden. Jedes der
beiden Kontaktstücke 16 und 17 greift durch eine zentrale Öffnung 18 des
Zifferblattes 7 nach vorn hindurch und ist mit einer Einstellmarke
19 bzw. 20
verbunden, die an der Vorderseite des Zifferblattes 7 übergreift
und über den Umfang einer auf der Stundenzeigerwelle 2 befestigten metallischen
Scheibe 21,
welche den Durchbruch 18 des Zifferblattes 7 abdeckt, vorsteht,
so daß die Stellungen der beiden Einstellkränze von außen sichtbar sind. Auf der
Rückseite der mit der Stundenzeigerwelle 2 verbundenen Deckscheibe
21 ist ein Federkontakt 22 angebracht, der nacheinander die in seinem
Bewegungsbereich liegenden Kontaktstücke 16 und 17 der beiden Einstellkränze
9 und 10 gleitend berührt.
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Die Stundenzeigerwelle 2 ist über mit ihr stromleitend verbundene
Teile des Uhrwerkes durch eine Leitung 23 an den einen Pol 25 einer
Batterie 24 angeschlossen, deren anderer Pol mit 26 bezeichnet ist.
Hierdurch ist der Federkontakt 22 ständig an den einen Batteriepol 25 angeschlossen.
Es erhält also jeweils derjenige Einstellkranz 9 bzw. 10 Spannung, dessen Kontaktstück
16 bzw. 17 mit dem Federkontakt 22 in Berührung gelangt ist.
An den beiden Einstellkränzen 9 und 10 liegen Schleifkontakte 27 und
28 an, an die Leitungen 29 und 30 angeschlossen sind, die zu
den Erregerspulen 33 und 34 von zwei Elektromagneten 31 und
32 führen.
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Die Stromrückführung von den Erregerspulen 33 und 34 zum zweiten
Pol 26 der Batterie 24 erfolgt durch Leitungen 35 und 36 in noch zu
beschreibender Weise.
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Die Elektromagneten 31 und 32 haben Anzugklappen 37
und 38, die beim Einschalten ihrer Erregerspulen 33 und 34 den Schalthebel
39 des als Schnappschalter ausgebildeten Betriebsstromschalters 40 beeinflussen.
Geeignete Schnappschalter mit erheblicher Schaltleistung und kleinen Abmessungen
sind sogenannte Mikroschalter, die im Handel erhältlich sind. Das Schaltglied 39
ist in Gestalt eines Hebels an das Gehäuse des Betriebsstromschalters 40 bei 41
angelenkt und wirkt über einen Stößel 42 auf die Schaltfeder 43 des Schnappschalters.
In Fig. I ist die Ausschaltstellung gezeigt. Das Schwenken des Schalthebels 39 in
seine Einschaltstellung geschieht gegen eine in dem Schnappschalter 40 liegende
Rückstellkraft. Die Anzugklappe 37 des Magneten 31 wirkt auf den Schalthebel
39 im Einschaltsinn. Der Magnet 31 ist also der Einschaltmagnet. Für den Anschlag
der Klappe 37 ist an dem Schalthebel 39 ein Isolierstück 44 angebracht. In
seiner Einschaltstellung ist der Schalthebel 39 durch eine unter der Wirkung
einer Feder 45 mit ihm in Kraftschluß stehende Sperrklinke 46 verriegelbar,
die an einem Isolierstück 47 gelagert ist und mit einer Sperrnase
48 über den Schalthebel 39 einrastet, sobald dieser durch die Klappe 37 des
Einschaltmagneten 31 in die Einschaltstellung geschwenkt worden ist (Fig.
3). Die Stromrückführungsleitung 35 des Schaltmagneten 31 ist an einen an einem
Isolierstück 50 befestigten Federkontakt 49 angeschlossen, der mit
der Sperrklinke 46 Berührung hat, solange diese bei sich in der Ausschaltstellung
befindendem Schalthebel 39 aus ihrer Sperrstellung ausgerückt ist. Ist die
Sperrklinke 46 bei in die Einschaltstellung bewegtem Schalthebel 39 in ihre Sperrstellung
eingerastet, so ist sie von dem Federkontakt 49 abgeschwenkt. Die Sperrklinke 46
ist ihrerseits an den zweiten Pol 26 der Batterie 24 angeschlossen, wobei
beim Ausführungsbeispiel der Schalthebel 39 als stromleitende Brücke benutzt
ist. In der Verbindungsleitung 51 zwischen dem Batteriepol 26 und dem Schalthebel
39 ist ein Trennschalter 52 vorgesehen. Ein zweiter Federkontakt 53,
der an einem Isolierstück 54 angeordnet und an die Stromrückführungsleitung
36 des Magneten 32 angeschlossen ist, erhält mit dem Schalthebel 39
Kontaktberührung, wenn dieser durch die Klappe 37 des Einschaltmagneten 31 in seine
Einschaltstellung gebracht worden ist. Bei der Ausschaltstellung des Schalthebels
39 ist diese Kontaktberührung aufgehoben. Die Anzugklappe 38 des Ausschaltmagneten
32 kann die Sperrklinke 46 durch Drücken eines Anschlages 55 derselben
in ihre Ausrückstellung bewegen, so daß der Schalthebel 39 selbsttätig in seine
Ausschaltstellung zurückschwenken kann.
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Hiernach ergibt sich folgende Wirkungsweise. Mit Hilfe des eingedrückten
Drehknopfes 14 wird zuerst der Einstellkranz 9 so eingestellt, daß seine
Einstellmarke 19 am Zifferblatt 7 die Uhrzeit für das Einschalten des Betriebsstromkreises
angibt. Alsdann wird mit Hilfe des zurückgezogenen Drehknopfes 14
der Einstellkranz
10 verdreht, bis seine Einstellmarke 20 auf dem Zifferblatt
7 die Uhrzeit für das Ausschalten des Betriebsstromkreises angibt. Damit
ist die Einstellung vorgenommen.
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Sobald der mit dem Stundenzeiger 3 umlaufende Federkontakt
22 das Kontaktstück 16 des Einstellkranzes 9 berührt, wird ein Stromkreis
25, 23, 2, 21, 22, 16, 9, 27, 29, 33, 35, 49, 46, 39, 51, 52, 26 geschlossen, wodurch
der Einschaltmagnet 31 eingeschaltet wird und seine Anzugklappe 37 den Schalthebel
39 in die Einschaltstellung schwenkt. Beim Erreichen der Einschaltstellung rastet
die Sperrklinke 46 mit ihrer Nase 48 über den Schalthebel
39 ein und hält diesen in seiner Einschaltstellung fest. Gleichzeitig hat
sich die Schaltklinke 46 von dem Federkontakt 49 abgehoben, so daß der vorerwähnte
Stromkreis unterbrochen und dadurch der Magnet 31 ausgeschaltet worden ist. Der
Magnet 31 erhält also beim Erreichen der Einschaltzeit nur einen kurzzeitigen
Stromstoß, obwohl der Federkontakt 22 mit dem Einschaltkontakt 16 noch längere
Zeit in Kontaktberührung bleibt. Gleichzeitig mit dem Einschalten hat der Schalthebel
39 mit dem Federkontakt 53 Kontaktschluß erhalten, der aber zunächst wirkungslos
bleibt.
Ist die eingestellte Ausschaltzeit erreicht, so berührt
der inzwischen unter dem Kontaktstück 16 hinweggelaufene Federkontakt
22 das Kontaktstück 17 des Einstellkranzes 10. Hierdurch wird ein
Stromkreis 25, 23, 2, 21, 22, 17, 10, 28, 30, 34, 36, 53, 39, 51, 52, 26
geschlossen. Nunmehr ist der Ausschaltmagnet 32 eingeschaltet, und seine
Anzugklappe 38 rückt durch Auftreffen auf den Anschlag 55 die Sperrklinke
46 aus ihrer Sperrstellung zum Schalthebel 39 aus, so daß der letztere frei ist
und durch die Rückstellkraft in die Ausschaltstellung zurückbewegt werden kann.
Bei der Bewegung des Schalthebels 39 in die Ausschaltstellung wird die Kontaktberührung
zwischen ihm und dem Federkontakt 53 aufgehoben. Das hat zur Folge, daß der
Stromkreis des Ausschaltmagneten 32 unterbrochen wird und das weitere Bestehen
der Kontaktverbindung zwischen dem Federkontakt 22 und dem Kontaktstück
17 wirkungslos bleibt. Es erhält also auch der Ausschaltmagnet
32 immer nur einen kurzzeitigen Stromstoß.
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Die Batterie 24 kann in an sich bekannter Weise auch zur Speisung
des Aufzugmagneten der Uhr verwendet werden. Es könnte aber auch für diesen Zweck
eine besondere Batterie vorgesehen sein. Die beiden zum Ein- und Ausschalten des
Betriebsstromkreises dienenden Elektromagneten 31 und 32 können mit
den gleichen elektrischen Daten ausgeführt sein wie der Aufzugmagnet des Uhrwerkes.