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Elektrische Uhr Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Uhr
mit einer elektronischen, eine Impulsfolge konstanter Frequenz erzeugenden Baugruppe,
einem mit dieser Impulsfolge gespeisten Einphasenschrittmotõr, der einen Stator
mit einer Erregerwicklung und n in einer Ebene angeordneten Polen sowie einen m-poligen
Dauermagnetanker umfaßt, und einem Zeigerwerk, dessen Elemente zumindest teilweise,
vorzugsweise vollständig zwischen zwei Platinen angeordnet sind.
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Es sind bereits elektrische Uhren bekannt, bei denen die Räder des
Zeigerwerks in drei übereinander angeordneten Platinen gelagert sind und auf der
Rückseite der hinteren Zeigerwerksplatine ein Synchronmotor befestigt ist, der mit
einer Impulsfolge mit einer konstanten Frequenz von 50 Hz gespeist wird. Die die
Impulsfolge erzeugende elektronische Baugruppe enthält einen Quarzoszillator und
einen Teiler, die auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplatte ihrerseits
sitzt über Abstandshalter, deren Höhe von der Bauhöhe des Synchronmotors abhängt,
an der Rückseite der hinteren Zeigerwerksplatine. An der Vorderseite der vorderen
Zeigerwerkaplatine ist das Zifferblatt mittels zweier Schrauben, die in entsprechende
Gewindebohrungen in der Platine eingeschraubt sind, befestigt Bei einer anderen
bekannten elektrischen Uhr, die einen entsprechenden Aufbau besitzt, sind zur Lagerung
der Räder des Zeigerwerks lediglich zwei übereinander angeordnete Platinen vorgesehen.
Schließlich sind auch Uhren bekannt, die bei ansonsten gleichem Aufbau anstelle
eines Synchronmotors einen Einphasenschrittmotor mit einem lamellierten Stator mit
in einer Ebene angeordneten Polen und einem Dauermagnetanker enthalten. In allen
Fällen
erfolgt die Montage so, daß nach dem kompletten Zusammenbau
des Zeigerwerks der Synchronmotor bzw. Einphasenschrittmotor mittels zweier Schrauben
an der ihm zugeordneten Platine befestigt und danach die Leiterplatte angebracht
wird.
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Diese bekannten elektrischen Uhren haben den Nachteil, daß sie bauteilaufwendig
sind und ein relativ großes Bauvolumen besitzen. Hinzu kommt, daß ihre Montage umständlich
und zeitraubend ist und von geschultem Personal durchgeführt werden muß.
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Durch die Erfindung sollen diese Nachteile überwunden werden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Uhr zu schaffen,
die möglichst wenig Bauteile enthält, ein geringes Bauvolumen aufweist und einfach
und schnell zu montieren ist.
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Insbesondere soll die Uhr so konzipiert sein, daß eine teil-oder vollautomatische
Montage von Zeigerwerk, Motor, elektronischer Baugruppe und Zifferblatt möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs beschriebenen Uhr erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Stator des Einphasenschrittmotors aus zwei in einer Kastenspule
gefügten Teilen besteht, von denen jedes mindestens eine Zentrierbohrung und eine
Befestigungsbohrung besitzt, daß beide Platinen aus Kunststoff bestehen und neben
den Lagern für die Räder mindestens eine Platine eine Ausnehmung für die .Kastenspule
und beide ein Lager für die Ankerwelle sowie eine der Zahl der Befestigungsbohrungen
in den Statorteilen entsprechende Anzahl von Befestigungslöchern aufweisen, daß
an mindestens eine Platine in die Zentrierbohrungen eingreifende Zentrierzapfen
und an mindestens eine Platine sich.auf den Statorteilen abstützende Abstandszapfen
angeformt sind, und daß beide Platinen und die Statorteile durch in die Befestigungsbohrungen
und -löcher eingesetzte Niete,. Schrauben oder
andere Befestigungsmittel
zusammengehalten sind.
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Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird im Vergleich zu den bekannten
Uhren nicht nur eine wesentliche Verkleinerung des Bauvolumens sondern auch eine
Verringerung der Zahl der Bauteile, wie Befestigungsschrauben, Platinenabstandshalter,
gesonderte Lager sowie Befestigungs- und Halterungsmittel für den Motor, erreicht.
Dadurch und durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird die Montage erheblich vereinfacht.
Sie kann bei der erfindungsgemäßen Uhr folgendermaßen durchgeführt werden: nach
dem Einlegen einer der beiden Platinen in eine Montagehalterung werden die beiden
in der Kastenspule gefügten Statorteile auf die Platine gelegt, die Ankerwelle und
danach die einzelnen, mit den Rädern versehenen Wellen in die ihnen zugeordneten
Lager gesteckt; dann wird die andere Platine aufgelegt und anschließend werden beide
Platinen und die Statorteile beispielsweise mittels Nieten miteinander verbunden.
Diese Montage läßt sich ohne technische Schwierigkeiten auf einem Automaten ausführen.
Die Befestigung der elektronischen Baugruppe, d.h. der Leiterplatte, sowie die Befestigung
des Zifferblattes an-der Zeigerwerk-Motor-Einheit läßt sich, falls gewünscht, ohne
weiteres auf dem gleichen oder einem anderen Automaten vornehmen. Es braucht wohl
nicht darauf hingewiesen zu werden, daß eine derartige Uhr, insbesondere bei einer
Massenfertigung, bei der sich also der Einsatz von Automaten lohnt, erheblich kostengünstiger
ist als die bekannten Uhrenkonstruktionen.
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Eine weitere Verbilligung der Uhr kann darüber hinaus dadurch erreicht
werden, daß die Statorteile aus Vollmaterial hergestellt werden oder aus einem Sinterwerkstoff
bestehen, wobei gesinterten Statorteilen im allgemeinen der Vorzug gegeben wird,
da bei der Herstellung der Statorteile die Zentrier- und Befestigungsbohrungen ohne
zusätzlichen Arbeitsgang mit eingeformt werden können.
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Durch die Verwendung von Platinen aus Kunststoff kann bei einer Uhr
mit einer eine Leiterplatte enthaltenden Baugruppe mit Vorteil die Leiterplatte
über an die hintere Platine angeformte. dünne Abstandsscheiben an dieser befestigt
werden. Dadurch wird nicht nur die Montage weiter vereinfacht sondern auch erreicht,
daß auf zusätzliche Abstandshalter zwischen Leiterplatte und Platine verzichtet
werden kann. Aus den gleichen Gründen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Zifferblatt
unmittelbar auf der vorderen Platine zu befestigen. Die eigentliche Befestigung
des Zifferblatts und; der Leiterplatte kann in üblicher Weise erfolgen oder, was
im Hinblick auf die Herstellung der Platinen besonders vorteilhaft ist, mittels
selbstschneidender Schrauben.
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Eine weitere Montageerleichterung kann nach einem weiteren Gedanken
der Erfindung dadurch erreicht werden, daß an die Außenseite jedes Flansches der
Kastenspule in der Statorebene jeweils ein Ansatz angeformt ist, in dem ein Anschlußelement
für die elektrischen Zuleitungen sitzt, das mit beiden Enden aus dem Ansatz ragt.
Jedes Anschlußelement ist am zweckmäßigsten stiftförmig ausgebildet und ragt mit
einem Ende über die Flanschkontur hinaus. Die Enden der Erregerwicklung werden hierbei
an die kurzen Enden der Anschlußelemente angelötet, während die langen, über die
Flanschkontur hinausragenden Enden zur Verbindung mit der Leiterplatte dienen, die
bei entsprechender Wahl ihrer Länge bei der Befestigung der Leiterplatte an der
Platine in die ihnen zugeordneten Bohrungen in der Leiterplatte eindringen und nach
der Befestigung der Leiterplatte nur noch mit den Leiterbahnen verlötet zu werden
brauchen.
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Die Lage des Einphasenschrittmotors auf der Platine ist an und für
sich frei wählbar. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, den Einphasenschrittmotor
mit den Statorteilen,
der Kasten spule und dem Dauermagnetanker
die Sekundenwelle umschließend auf der bzw. den Platinen anzuordnen. Dadurch läßt
sich ein besonders kompakter, raumsparender Aufbau erzielen.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer
Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine
teilgeschnittene Aufsicht auf die Vorderseite der Uhr, Fig.2 einen Schnitt durch
die Uhr nach Fig.1 entlang der Linie II-II und zig.3 eine teilgeschnittene Aufsicht
auf die Rückseite der Uhr nach Fig.1.
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Wie aus den Figuren 1 bis 3 hervorgeht, umfaßt die Uhr eine auf einer
Leiterplatte 1 befindliche elektronische Baugruppe, -die eine Impulsfolge mit einer
Frequenz von 1 Hz erzeugt, einen Einphasenschrittmotor 2, der mit der Impulsfolge
gespeist wird und ein Zeigerwerk 3, dessen Räder in zwei mit Abstand übereinander
angeordneten, kreisförmigen Kunststoffplatinen 4 und 5 gelagert sind. Auf der Vorderseite
der Platine 5 ist ein Zifferblatt 6 befestigt, vor dem ein Sekundenzeiger 7, ein
Minutenzeiger 8 und ein Stundenzeiger 9 umlaufen.
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Der Einphasenschrittmotor 2 besteht aus zwei im wesentlichen gleichen
Statorteilen 10 und 11, die in der die Erregerwicklung 12 tragenden Kastenspule
13 gefügt sind. An ihren der Kastenspule 13 abgewandten Enden gehen die Statorteile
10 und 11 jeweils in -einen ein- oder mehrpoligen Polschuh 14 über. Zwischen den
beiden Polschuhen 14 befindet sich der zwei- oder mehrpolige
DauermagnBtanker
15, dessen Welle 16 in den beiden Platinen 4 und 5 gelagert ist. Der Motor 2 ruht
mit seinen Statorteilen unmittelbar auf der Platine 4, wobei die überstehenden Teile
der Kastenspule 13 eine Ausnehmung 17 in der Platine 4 durchsetzen. Zur Lagefixierung
der Statorteile 10 und 11 sind diese jeweils mit zwei Zentrierbohrungen 18 Und 19
versehen.
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Zudem besitzt Sedes.Statorteil 10 bzw. 11 eine Befestigungsbohrung
20.
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Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, sind an die Platine 4 vier
Zentrierzapfen 21 angeformt, die in die ihnen zugeordneten Zentrierbohrungen 18
und 19 der beiden Statorteile eingreifen.
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Die Höhe der Zentrierzapfen 21 ist geringer als die Dicke der aus
Vollmaterial bestehenden Statorteile 10 und 11. Des weiteren ist die Platine 5 mit
vier Abstandszapfen 22 versehen, die an ihren freien Enden jeweils in einen Zentrierdorn
23 übergehen. Die Zentrierdorne. 23 greifen jeweils von der anderen Statorseite
in die ihnen zugeordneten Zentrierbohrungen 18 und 19. Beide Platinen 4 und 5 weisen
Jeweils zwei -Befestigungslöcher auf, die mit den Befestigungsbohrungen 20 fluchten
und durch die jeweils ein Hohlniet 24 ragt. Durch die beiden Hohlniete 24 sind die
Statorteile 10 und 11 und die beiden Platinen 4 und 5 unverrückbar zueinander zusammengehalten.
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An der Rückseite der Platine 4 ist die Leiterplatte 1 t auf der sich
die elektronischen Teile der Uhr befinden, mittels zweier selbstschneidender Schrauben
25 befestigt. Die Leiterplatte 1 liegt auf zwei dünnen, an die Platine 4 angeformte
Abstandsscheiben 26 auf. An der Vorderseite der Platine 5 ist das Zifferblatt 6
angeordnet. Das Zifferblatt kann auf die Platine 5 aufgeklebt oder mittels selbstschneidenden
Schrauben 27 befestigt werden.
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Die elektrische Verbindung von Leiterplatte 1 und Erlegerwicklung
12 auf der Kastenspule 13 erfolgt mit zwei stiftförmigen Anschlußelementen 28. Jedes
Anschlußelement 28 sitzt in einem Ansatz 29, der andere Außenseite des Spulenflansches
in der Statorebene angeformt ist, und ist mit seinem einen Ende mit einem Wicklungsende
verbunden. Das andere Ende jedes Anschlußelementes 28 ragt über die Flanschkontur
hinaus und endet in einer entsprechenden Bohrung in der Leiterplatte 1, wo es mit
einem Leitungszug verlötet ist.
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Wie ersichtlich, ist die Anordnung des Einphasenschrittmotors 2 zwischen
den beiden Platinen 4 und 5- zur Erzielung eines besonders raumsparenden Aufbaus
so gewählt, daß die Statorteile 10 und 11, die Kastenspule 13 und der Dauermagnetanker
15 die SeBundenwelle 30 umschließen.
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Die Sekundenwelle 30 wird über einen Wechseltrieb - Zahnrad 31, Ritzel
32 - von dem Dauermagnetanker 15 angetrieben.
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Zum Antrieb des Minutenrades 33 auf dem Minutenrohr 34, das sich auf
dem Zahnrad 31 abstützt, und des Stundenrohres 35, das auf dem Minutenrohr 34 und
in der Platine 5 gelagert ist, sind weitere, nicht näher dargestellte Zahnräder
und Ritzel vorhanden, deren Wellen in den Punkten 36 in den Platinen 4 und 5 gelagert
sind.