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Schaltmechanismus für Laufwerke Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen elektromechanischen Schaltmechanismus mit Sprungwerksprinzip für
einen batteriegespeisten Motoraufzug eines Federkraftspeichers.
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Die bisherige konstruktive Gestaltung solcher Schaltmechanismen erfordert
einen erheblichen Umfang an Mitteln, wie Hebeln, Gelenken, Gliedern und sonstigen,
oft um einige Ecken auf- und abwärtsgeführten, kinematisch miteinander verkoppelten
Hilfsmitteln zur Erreichung eines an sich einfachen Schaltablaufs. Diese Teile füllen
den Werksumriß und -raum restlos aus und verdecken vielfach das Uhrwerk. Oft hat
der Fachmann Mühe, die Funktionen des Schaltmechanismus zu erkennen, um einen Kundendienst
ausführen zu können. Aufgabe der Erfindung ist es, den Raum zwischen dem Antriebsmotor
und der Triebfeder eines batteriegespeisten elektrischen Federaufzuges zur Unterbringung
eines einfachen aus wenig Einzelteilen bestehenden Ein- und Ausschalters auszunutzen
und dadurch eine wesentliche Einsparung an Raum zu erzielen.
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Eine bekannte vom Netz betriebene elektrische Aufziehvorrichtung für
Federtriebuhren benützt einen durch eine Wandermutter gesteuerten Kippschalter,
der die Unsicherheit der Ein- und Ausschaltung des Stromkreises mit Hilfe von zusätzlichen
Mitteln beseitigt. Die Konstruktion ist umfangreich und kostenaufwendig, indem sie
einen auf einer Platte befindlichen gesondert auszuführenden Anbau verwendet. Antriebsmotor,
Triebfeder und Schalter sind hier nicht eng beieinander angeordnet.
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Eine weitere bekannte Anordnun- mit einem dauernd umlaufenden Motor
verwendet einen mechanischen »Schalter«, der in der Aufzugsperiode den ständig umlaufenden
netzbetriebenen Wechselstrommotor über ein Sonnenradgetriebe einkuppelt. Diese Konstruktion
stellt mit ihrem Differentialgetriebe, der Wandermutter und dem Umschaltmechanismus
eine komplizierte und kostspielige Einrichtung dar, sie ist, wegen des auch in den
Pausen zwischen den Aufzügen benötigten Energiebedarfs, auf batteriegespeiste Motoraufzüge
nicht übertragbar. %
Bei einem anderen durch einen Wechselstrommotor angetriebenen
Federaufzug wird über ein umständliches Sternrad ein Kippschalter umgelegt, der
den Motorstromkreis schließt. Die Aufgabe dieser Schalterkonstruktion besteht darin,
die durch Verunreinigungen und Oxydation eintretenden Kontaktschwierigkeiten zu
beseitigen. Hierzu ist die Schalterkonstruktion so ausgeführt, daß sich beide Kontakthälften
während der Kontaktgabe relativ zueinander verschieben und so eine selbstreinigende
Wirkung erreicht wird. Antriebsmotor und Kontaktvorrichtung sind räumlich voneinander
getrennt, und es werden zwei isolierte Leitungen benötigt. Eine raumsparende den
Totraum zwischen dem Antriebsmotor und dem Feder-An- und Abtriebsrad ausnutzende
Konstruktion ist nicht vorhanden.
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Eine weitere von einer Batterie gespeiste »Elektrische Selbstaufzugsuhr«
mit Federwerksantrieb behandelt in der Hauptsache einen eisenlosen Kleinelektromotor.
Nur nebenher wird ein Schaltinechanismus beschrieben, der zu den längst überholten
gewöhnlichen Schaltern ohne Schaltersprungwerk gehört. Bei Absinken der Batteriespannung
um nur 10% beginnen derartige Typen zu versagen, während heute gefordert wird, daß
eine Uhr noch bei einem etwa 50%igen Absinken der Batteriespannung betriebsfähig
sein muß. Bei diesem Federaufzug ist der Motor weitab vom Schaltmechanismus räumlich
durch ein Winkelkettengetriebe getrennt. Der Schaltmechanismus besteht aus einem
einseitig gelagerten Klinkenhebel, der mit seinem Kontaktende mit einem an einem
gesonderten Stützpunkt befindlichen Gegenkontakt zusammenwirkt. Auch bei dieser
Aufzugsvorrichtung wird der Totraum zwischen dem Aufzugsmotor und dem Federwerk
nicht zur Unterbringung des Schaltmechanismus ausgenutzt, sondern beansprucht zusätzlichen
Raum. Ferner sind gesonderte Anschlußleitungen vorhanden, und es werden nicht die
Schalterteile zur Stromleitung mitbenutzt.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem unter Federkraft momentan mindestens
öffnenden Schalter für periodischen Motoraufzug der Triebfeder eines Laufwerkes,
vorzugsweise einer Uhr, bei welchem durch ein geschlossenes Schaltteil ün Zusammenwirken
mit dem Aufzugsrad und dem Abtriebsrad des Kraftspeichersystems nach bestimmtem
Federablauf die-Einschaltung bewirkt wird und nach einem gewissen Betrag des Aufziehens
der Motor wieder abgeschaltet wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einerseits
der Form des Motors und des Untersetzungsgetriebes
zum Aufzugsrad,
andererseits dem vom Aufzugsrad der Triebfeder und dem Abtriebsrad bedingten zylindrischen
Raumbedarf der als Kippsprungschalter ausgebildete Schalter in seiner Form so angepaßt
wird, daß er den entstehenden Totraum zwischen dem Motorsystem und dem Triebfedersystem
einnimmt und sich in seinen Einzelteilen einerseits dem Motorraum, andererseits
dem Triebfederraum anschmiegt, und daß andererseits das Schaltersystem ganz oder
auch in Teilen außer zur mechanischen Arbeitsleistung auch zur Stromleitung mit
herangezogen wird.
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Sämtliche, zur Ausführung eines periodischen Ein-und Ausschaltens
notwendigen Betätigungsorgane und Sicherheitsmittel für die Aufrechterhaltung des
Betriebszustandes bei Batteriewechsel sind in einem Schalthebelsystem zusammengefaßt,
auf einer Zapfenwelle gelagert und zwischen Vorder- und Rückplatine des Werkes angeordnet.
Dieses ist wie ein Kippschalter in einem begrenzten Winkel beweglich und im Zusammenwirken
mit einer Feder kippbar.
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In der als Beispiel dargestellten F i g. 1 besitzt dieses Schalthebelsystem
einen dreiarmigen Hebel mit den Hebelarmen 1, 2 und 3, der in 4 auf
einer Zapfenwelle drehbar gelagert ist. An den Enden der Hebelarme befinden sich
die Betätigungsorgane, die teilweise von den Enden selbst gebildet und/oder auf
den Enden angebracht sind. Hebelarm 1 trägt eine Kontaktfeder 5 mit
einer eventuellen Stützfeder 6,
wobei ein angewinkelter Lappen 7 zur
Befestigung dient.
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Dicht über dem Drehpunkt 4 des Hebelarms 1
befindet sich ein
Stanzloch 8, dessen Kreiskante zur Begrenzung des Kippweges dient. Aus der
Vorderplatine ragt ein Drahtstift 9 in das Loch 8 hinein, der mit
einem geräuschdämpfenden Schlauch überzogen ist. Am Ende des Hebelarms
1 befindet sich eine kleine Bohrung 10 zur Aufnahme des einen Endes
der Drahtfeder 11 für das Kippen des Schalthebelsystems. Das andere Ende
der Feder 11 ist unter geringer Vorspannung in eine entsprechende Bohrung
in einem Platinenpfeiler 12 eingelegt. Außer für .den erwähnten Kippvorgang dient
die Feder 11 einem verlustlosen Strornübergang zwischen dem Kipphebel und der Masse
des Werksgestells.
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Der Hebelarm 2 besitzt am Ende in einem Drehpunkt 13 gelagert
einen kleinen Blechformwinkel 14, der durch eine weiche Drahtfeder 15 gegen
den Lapp en 19 gedrückt wird. Der Blechformwinkel 14 soll ,einem am Zwischenrad
16 befindlichen Auslösestift 17, dessen Funktion weiter unten erklärt
ist, die Bewegung auf seiner kreisförmigen Bahn 18 möglichst wenig behindern,
was im ausgeschalteten Zustand für ,ein starres Ende des Hebelarms 2 der
Fall wäre.
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Der Hebelarm 2 besitzt im letzten Drittel vor seinem Ende einen
im rechten Winkel abgebogenen Lappen 19, der zwischen die beiden inneren
Schenkelkanten des Blechformwinkels 14 zu liegen kommt und somit als Anschlag zur
Begrenzung der Schwenkbewegung desselben dient, wobei der eine Schenkel des Winkels
14 während der Antriebsperiode am Lappen 19 ruht. Der Lappen 19 ist
an seinem nochmals abgewinkelten Ende mit einer Aussparung 20 versehen, durch die
hindurch der Auslösestift 17
nach erfolgtem Federaufzug und nach dem Abschalten
sich ungehindert weiterbewegen kann.
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Der Hebelaim 3 dient der Ausschaltung des Motorstromkreises
vermittels seines Hebelarmendes 22 (F i g. 3), das nach innen ein wenig eingebogen
ist, damit es in die gestrictelt gezeichnete Bahnlinie 23
des Auslösestiftes
24 hineinragt, der auf dem Aufzugsrad 25 befestigt ist. Letzteres wird vom
Batteriemotor 26 über eine Schnecke 27 beim Aufzug angetrieben. Ist
der Motorstromkreis geschlossen, so dreht der Motor das Aufzugsrad so lange, bis
der Auslösestift 24 das Hebelarmende 22 erfaßt und damit das Schalthebelsystem in
die Stellung »Aus« kippt; dabei macht der Motor noch einige Auslaufumdrehungen,
so daß durch die für diesen Zweck konstruktiv angepaßte Schwungenergie des Rotors
der Auslösestift 24 weit und sicher über das Hebelarmende 22 hinausgetragen wird.
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In bekannter Weise sind das Zwischenrad 16 und das Aufzugsrad
25 (F i g. 4) auf einer gemeinsamen Welle angeordnet; das Zwischenrad
ist mit dieser nahe dem einen Ende fest verbunden, das Aufzugsrad dagegen auf ihr
in der Nähe des anderen Endes der Welle beweglich gelagert. Zwischen ihnen befindet
sich ein Kraftspeicher, zum Beispiel eine Spiralblattfeder oder eine von Spielzeuglaufwerken
usw. her bekannte Wendelfeder aus Stahldraht. In bekannter Weise ist der Kraftspeicher
entsprechend dem Kraftbedarf vorgespannt.
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Daß die beiden Räder 16 und 25 je ein Auslöseorgan tragen,
ist an sich bekannt. Jedoch ist bei den bisher bekannten Anordnungen der technische
Aufwand größer, als bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Je ein einfacher Drahtstift
bewirkt das Ein-und Ausschalten, indem das Schalthebelsystem direkt ohne weitere
Zwischenglieder betätigt wird.
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Faßt man die im Einzelnen beschriebenen Betätigungsorgane des Schalthebelsystems
und deren Funktionen zusammen, so ergibt sich folgender Ablauf der Vorgänge
des Ein- und Ausschaltens für den erfindungsgemäßen Schaltmechanismus: Angetrieben
durch den Kraftspeicher bewegt sich kurz vor dem Ende einer Antriebsperiode das
Zwischenrad 16 mit dem Auslösestift 17 in Pfeilrichtung auf der gestrichelt
gezeichneten Bahnlinie 18 (F i g. 2) auf das Hebelarmende 2 zu. Der
Blechformwinkel 14, der in der Bahnlinie 18 liegt, wird vom Auslösestift
17 auf seinen anderen Schenkelanschlag umgelegt, wobei anschließend über
den Hebelarm 2 das ganze Schalthebelsystem in die Einschaltstellung kippt. Der Blechformwinkel
14 wird durch die Feder 15 wieder in seine alte Lage gebracht. Der Auslösestift
17 befindet,sich in diesem Augenblick in dem Raum zwischen Blechformwinkel
14 und dem Lappen 19, der sich nach dem Herüberkippen des Schalthebelsysteins
sperrend in den Weg des Auslösestiftes 17 legt. Während dieses Vorganges
wird auch der Motorstromkreis über die Kontaktfeder 5 geschlossen. Ist nicht
genügend Strom vorhanden, was bei zu schwacher Stromquelle der Fall sein kann, so
läuft der Auslösestift 17 gegpn den Lappen 19 und hemint den Antrieb
derart, daß das Werk stehen und &e, Vorspannung der Antriebsfeder erhalten bleibt.
Ist genügend Strom vorhanden, so dreht sich der Motor und bewegt über die Schnecke
27 das Aufzugsrad 25 in Pfeilrichtung (F i g. 3) so, daß durch
dessen Auslösestift 24 das Hebelarmende 22, das in die Bahnlinie 23 hineinragt,
das Schalthebelsystem erfaßt und zum Zurückkippen bringt, wobei sich der Motorstromkreis
öffnet. Nun kann'der Auslösestift 17 durch die Aussparung 20 frei hindurchwandern,
wodurch der Antrieb des Räderwerkes ungehindert abläuft.
Das beschriebene
Schalthebelsystem ermöglicht erfindungsgemäß durch seine räumliche Anordnung des
Hebels 1 zum Antriebsmotor und die besondere dem An- und Abtriebsrad des
Federwerkes angepaßte Form der Hebel 2 und 3 eine besonders günstige raumsparende,
den Totraum zwischen dem Antriebsmotor und dem Federwerk ausnutzende Ein-und Ausschaltvorrichtung
für einen periodisch durch einen batteriegespeisten Motor aufziehbaren Federkraftspeicher.
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Durch die besondere Anordnung der Kontakthälften 5 und
28 kommen ein üblicherweise erforderlicher gesonderter Kippschalter-Gegenkontakt
und eine Verbindungsleitung in Fortfall, wodurch sich wiederum eine erleichterte
Montage des Motors im Werksgestell ergibt.