DE2744891C2 - Elektrische Uhr mit Synchronmotorantrieb und Planeten-Untersetzungsgetriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Uhr mit Syr.chronmotorantrieb und Planeten-Untersetzungsgetriebe der im Anspruch I genannten Gattung.

Solche Uhren sind bereits bekannt (DE-AS 16 15 627) und werden als selbständige zeitanzeigende Uhr mit eigenem Gehäuse oder als Teil eines Apparates, einer Anzeigetafel oder eines Zeitschalters, welches in ein größeres, noch anderweitig verwendetes Gehäuse eingebaut ist, verwendet,

Jm Interesse einer möglichst wirtschaftlichen Herstellung einer solchen Uhr ist einerseits dem Antrieb und andererseits dem Gehäuse besondere Sorgfalt anzugedeihen. Auf der Antriebsseite sollen möglichst wenig' Teile verwendet werden. Bei der bereits bekannten, als Zeitschalter dienenden Uhr ist ein erstes Planetengetriebe in Form eines ebenen Epizykloidengetriebes ausgebildet, dessen Umlaufräderträger einen Zahnkranz aufweisen, der von dem Synchronmotor angetrieben ist und wenigstens zwei gleichlaufende Umlaufräder trägt Das erste Umlaufrad steht mit einem ersten Sonnenrad und das zweite Umlaufrad mit einem zweiten Sonnenrad in Eingriff, das drehfest mit einer Abtriebswelle des Planetengetriebes verbunden ist Dabei handelt es sich um ein anzugs- oder abfallverzögertes Zeitrelais, bei dem ein gebremster Motor verwendet ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Uhr der vorstehend genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie einfach in der Bauart, in der Herstellung und im Unterhalt ist, einen geringen Platzbedarf aufweist und einfach an unterschiedliche Einbaubesonderheiten und Verwendungszwecke anpaßbar ist

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchjn sind weitere Ausbildungen beansprucht

Der Synchronmotor wird ungebremst angetrieben, wodurch das Getriebe infolge des stetigen Laufes geschont wird, da die elektrische Uhr praktisch ununterbrochen umläuft, selbst wenn ein immer zu gleichen Zeiten schaltender Zeitschalter verwendet wird, um sich wiederholende Schalthandlungen auszuführen. Unnötiger Lagerabrieb und störende Geräusche sind daher vermeidbar.

Die Herstellung der Uhr ist sowohl vom Arbeitsaufwand, wie vom Aufwand an Einzelteilen her besehen wirtschaftlich. Es werden keine nicht direkt an der Untersetzung der Bewegung beteiligten Werkstücke, wie Platinen und Distanzstücke benötigt. Auch die Zahl der Zahnräder ist für die benötigte Untersetzung auf ein Minimum beschränkt und das Uhrengehäuse wird ebenfalls für eine Zahnradfunktion herangezogen. Schließlich ist auch die Zahl der Lager und der Platzbedarf gering. Die Uhr kann für den Einbau in größere Uhrengehäuse, in Schalt- und Anzeigetafeln, in Zentralen der Stromversorgung und der thermischen Energieversorgung, für Schaltuhren in solchen Anlagen und in Klima- und Konditionieranlagen der Textilindustrie und für Prüfräume vorgesehen werden. Zu den letztgenannten Zwecken eignet sie sich besonders wegen der letzten Anzeigestufe mit ihrer Unterteilung in 24 Stunden. Schließlich kann sie noch zusätzlich mit einer weiteren Anzeige für Wochentage versehen werden, was ihre Verwendbarkeit noch steigert.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beschrieben/Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer elektrischen Uhr und Fig. 2 ihren Antrieb.

Gemäß F i g. 1 weist die elektrische Uhr ein Gehäuse auf, das mit einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2 versehen ist, welche fest miteinander verbunden werden können. Im Unterteil 1 ist eine Achse 3 fest angebracht. Auf dieser ist ein erstes als Epizykloidengetriebe ausgebildetes Planetengetriebe angeordnet. Ein Umlaufräderträger 4 mit Außenverzahnung ist drehbar auf der

Achse 3 befestigt, der eine Achse 5 for zwei gleichartige Umiaufrader 6 und 7 trägt. Der Zahnkranz des Umlaufrads 6 greift in einen Zahnkranz eines Sonnenrades 8 ein, das fest auf der Achse 3 befestigt ist Der Zahnkranz des Umlaufrads 7 steht mit einem Zahnkranz eines weiteren Sonnenrads 9 in Eingriff, das drehbar auf der Achse 3 sitzt Dieses Sonnenrad 9 besitzt als Teil eines zweiten Planetengetriebes ein Ritzel 10, in welchem eine Achse 11 festgemacht ist Der Zahnkranz des Ritzels 10 greift in den Zahnkranz eines Zahnrades 12 ein, das mit einem mit Zähnung versehenen Umlaufrad 13 drehfest verbunden ist dessen Achse 14 in einer Buchse 15 eines weiteren Umlaufräderträgers 16 drehbar befestigt ist Der Zahnkranz des Umlaufrads 13 greift seinerseits in die Inner.zahnung 17 des Oberteils 2 des Gehäuses ein. Das zweite Planetengetriebe 10, 12, 13, 16, 17 ist somit ein Hypozykloidengetriebe. Die Zähnung des Umlaufräderträgers 16 steht in Eingriff mit einem frei drehbaren Zahnrad 18, dessen Achse 19 fest im Oberteil 2 befestigt ist. Ein drehfest mit dem Zahnrad 18 verbundenes Ritzel 20 greift mit seiner Zähnung in die Zähnung 21 einer Scheibe 22 ein. welche frei auf einer fest mit dem Umlaufräderträger 16 verbu'. denen, frei auf der Achse 11 drehbaren Achse 23 drehbar ist.

Auf der Achse 11 kann ein Minutenzeiger, auf der Achse 23 ein Stundenzeiger für die gewohnte Anzeige von 12 Stunden in einem Umlauf und auf der Scheibe 22 ein weiterer Zeiger oder eine entsprechende Markierung für die Anzeige von 24 Stunden während eines Umlaufs fest angebracht sein.

Die Umlaufräder 6 und 7 des ersten Planetengetriebes können entweder drehfest miteinander verbunden oder, wie in der Zeichnung dargestellt, gleichartig aber voneinander getrennt ausgebildet sein, wobei sie durch eine aus einer Blattfeder 28 und einer Druckplatte 29 bestehende Rutschkupplung aufeinandergepreßt werden.

In der Fig.2 ist ein Teil des Oberteils 2 des Uhrengehäuses dargestellt, welches an der gezeichneten Stelle eine öffnung 24 aufweist, durch welche ein Teil des Umlaufräderträgers 4 freigegeben wird. Mit der Außenzähnung dieses Umlaufräderträgers 4 steht eine als Schneckenrad ausgebildete eingängige Schraubenfeder 25 in Eingriff, welche als Verlängerung der Achse 26 eines Synchronmotors 27 ausgebildet ist. Dieser ist zudem vorzugsweise an vorgespannten Federn aufgehängt, damit die vom Synchronmotor 27 entwickelten Geräusche möglichst gedämpft werden, wie dies in der Anmeldung in der Schweiz 6 246/75 vom 15.5.1975 beschrieben ist.

Die elektrische Uhr nach den F i g. 1 und 2 wirkt auf folgende Weise:

Der Antrieb erfolgt durch den Synchronmotor 27 der Fig.2. Auf dessen Achse 26 oder einer mit ihr verbundenen Verlängerung ist am freien Ende die eingängige Schraubenfeder 25 starr befestigt, welche in die Zähnung des Umlaufräderträgers 4 eingreift und diesen dadurch antreibt. Die Umdrehungszahl der Achse 26 kann beispielsweise 250 pro Minute betragen. Bei einer Zahl der Zähne des Umlaufrädertl ägers 4 von 250 kann dieser eine Umdrehung pro Minute machen. Er wirkt deshalb als Sekundenseheibe.

Der Umlaufräderträger 4 kann sich frei um die Achse 3 drehen. Dadurch rollt das auf der in einer Kreisbahn bewegten Achse 5 bei laufendem Synchronmotor 27 frei f>5 drehbare Umlaufrad 6 auf der Zähnung des feststehenden Sonnenrads 8 mit einer bei gegebener Umlaufdrehzahl des Umlaufräderträgers 4 durch die Zahl der Zähne des feststehenden Sonnenrads 8 und des UmJaufrads 6 bestimmten Drehzahl um. Diese wird im normalen Betrieb mit Hilfe der aus der Blattfeder 28 und der Druckplatte 29 bestehenden Rutschkupplung durch Reibung der zusammenstoßenden Radflächen von dem Umlaufrad 6 auf das Umlaufrad 7 übertragen, wodurch das damit in Eingriff stehende Sonnenrad 9 gedreht wird. Wenn das Sonnenrad 8 eine Zähnezahl von 59 aufweist, das Umlaufrad 6 und 7 je 12 Zähne und das Sonnenrad 9 eine Anzahl von 60 Zähnen hat, so kommt zwischen dem Umlaufräderträger4und dem Sonnenrad 9 eine Untersetzung von 60 zustande.

Das Sennenrad 9 wirkt also unter den vorgenannten Umständen als Minutenscheibe. Das vom Sonnenrad 9 angetriebene Ritzel 10 treibt das Zahnrad 12 an, wodurch sich das drehfest damit verbundene Umlaufrad 13 auf der Innenverzahnung 17 des Oberteils 2 des Gehäuses abwälzt und damit den Umlaufräderträger 16 antreibt Die Zahl der Zähne für die miteinander zusammenwirkenden Zahnräder, Ritzel usw. wird so gewählt daß der Umlaufräderträger 16 gegenüber dem Sonnenrad 9 um das 12fache untersetzt wird. Somit wirkt der Umlaufräderträger 16 als Stundenscheibe für die Periode von 12 Stunden. Der Umlaufräderträger 16 treibt seinerseits das Zahnrad 18, dessen drehfest verbundenes Ritzel 20 die Scheibe 22 antreibt. Es erfolgt zwischen der Scheibe 22 und dem Umlaufräderträger 16 vorzugsweise eine Untersetzung um den Faktor 2, damit diese Scheibe 22 als Stundenscheibe für die Periode von 24 Stunden wirken kann, was für viele Anwendungen vorteilhaft ist

Da die Achse 11 fest mit dem Ritzel 10 verbunden ist, kann auf sie ein Minutenzeiger aufgesetzt werden. In gleicher Weise kann auf die fest mit dem Umlaufräderträger 16 verbundene Achse 23 ein Stundenzeiger für einen Umlauf innerhalb von 12 Stunden aufgesetzt werden. Anstelle eines Zeigers kann eine Schaltscheibe auf die einzelnen Achsen 11 und 23 aufgesetzt und die Scheibe 22 direkt als Schaltscheibe für einen Umlauf innerhalb einer Periode von 24 Stunden ausgebifdet werden. Damit ist die Möglichkeit einer umfassenden Verwendung für die Uhr gegeben, insbesondere, weil sie in einem eigenen Gehäuse eingebaut ist. Dieses kann in ' die verschiedensten Gehäuse und Apparate eingebaut und zum Zwecke von Revisionen aus diesen ohne langwierige Demontagearbeiten entfernt verden.

Die aus der Blattfeder 28 und der Druckplatte 29 bestehende Rutschkupplung ermöglicht eine Rückstellung des Sonnenrads 9 mit Hilfe der drehfest damit verbundenen Achse 11 und des daran befestigten, nichtgezeichneten Minutenzeigers bzw. der entsprechenden Minutenscheibe. Bei diesem Vorgang kann das Umlaufrad 6 gegenüber dem Umlaufrad 7 sich verschieben, wird aber nach der Korrektur durch die Rutschkupplung infolge der Reibung der zusammenstoßenden Radflächen in eine beinahe drehfeste Verbindung gebracht. Die Rutschkupplung kann auch in vergleichbarer Weise zwischen dem Sonnenrad 9 und dem Ritzel 10 wirKen, wobei diese aber voneinander getrennt sein müssen und nur durch die Reibungskräfte an den zusammenstoßenden Radflächen miteinander bewegt werden sollen. In diesem Fall müssen dann die Umlaufräder 6 und 7 drehfest miteinander verbunden sein. Der letztgenannte Standort für die Rutschkupplung ist günstiger, da dort eine höhere Toleranz angewendet und ein höheres Drehmoment entwickelt werden kann.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Uhr kann mit

Ausnahme der Achsen, der Blattfeder und der Druckplatte und gegebenenfalls von Achsbuchsen ausschlieQlich aus einem thermoplastischen Kunststoff mit geringer temperaturbedingter Dimensionsänderung und guten Gleiteigenschaften, insbesondere aus einem Polyazetal und/oder Acrylnitril/Styrol-Copolymer hergestellt werden, wobei für sämtliche Teile das Spritzgußverfahren angewendet werden kann. Durch die Wahl dieses Werkstoffes erreicht man geringe Herstellungs- und Unterhaltskosten und ein einfaches Auswechseln von Bestandteilen. Die Verbindung der Gehäuseteile kann ebenfalls auf einfache Weise durch wenige Schrauben oder durch bekannte Schnappverbindungen erfolgen.

Die Herstellung der Uhr ist sowohl vom Arbeitsaufwand, wie vom Aufwand an Einzelteilen her besehen wirtschaftlich. Es werden keine nicht direkt an der Untersetzung der Bewegung beteiligten Werkstücke, wie Platinen und Distanzstücke benötigt. Auch die Zahl der Zahnräder ist für die benötigte Untersetzung auf ein Minimum beschränkt und das Uhrengehäuse wird ebenfalls für eine Zahnradfunktion herangezogen. Schließlich ist auch die Zahl der Lager und der Platzbedarf gering.

Die Uhr kann für den Einbau in größere Uhrengehäuse, in Schalt- und Anzeigetafeln, in Zentralen der Stromversorgung und der thermischen Energieversorgung, für Schaltuhren in solchen Anlagen und in Klima- und Konditionieranlagen der Textilindustrie und für Prüfräume vorgesehen werden. Zu den letztgenannten Zwecken eignet ν sich besonders wegen der letzten Anzeigestufe mit ihrer Unterteilung in 24 Stunden. Schließlich kann sie noch zusätzlich mit einer weiteren Anzeige für Wochentage versehen werden, was ihre Verwendbarkeit noch steigert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Eleknische Uhr mit einem durch einen Synchronmotor angetriebenen und als ein ebenes Epizykloidengetriebe ausgebildeten Planeten-Untersetzungsgetriebe, dessen Umlaufräderträger als ein von dem Synchronmotor angetriebener Zahnkranz ausgebildet ist und wenigstens zwei gleichlaufende Umlaufräder trägt, von denen das erste Umlaufrad mit einem ersten Zahnrad und von denen das zweite Umlaufrad mit einem zweiten Sonnenrad im Eingriff steht, das drehfest mit einer Abtriebswelle des Planetengetriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe (4, 6, 7, 8,9) von einem ungebremsten Synchronmotor '5 (27) angetrieben und in ein mit einer Innenverzahnung (17) versehenes Gehäuse (1,2) eingebaut ist, an welchem das erste Sonnenrad (8) fest angeordnet ist, und daß für die Bereitstellung einer weiteren Untersetzungsstufe des Getriebes zum Antrieb mindestens eines weiteren Zeigers ein weiteres, als Hypozykioidengetriebe ausgebildetes Planetengetriebe (10, 12, 13,16, 17) vorgesehen ist, das ein als Außenzahnrad (12) mit Ritzel ausgebildetes Umlaufrad (13) aufweist, bei dem das Ritzel in die Innenverzahnung (17) des Gehäuses (1, 2) eingreift

2. Uhr nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Sonnenrad (9) des ersten Planetengetriebes (4, 6, 7, 8, 9) drehfest mit einem Ritzel (10) verbunden ist, das ein erstes Sonnenrad für das zweite Planetengetriebe (10, 12, 13, 16, 17) darstellt.

3. Uhr nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dein zweiten Umlaufräderträger (16) des zweiten Planetengetriebes (10,12,13, 16, 17) ein Zahnrad (18) in Eingriff steht, dessen drehfest damit verbundenes Ritzel (20) mit einer gezähnten Scheibe (22) in Eingriff steht.

4. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder (6, 7) des ersten Planetengetriebes (4,6, 7,8,9) oder das Sonnenrad (9) und das Ritzel (10) unter axialer Druckwirkung einer aus einer Blattfeder (28) und einer Druckplatte (29) bestehenden Rutschkupplung stehen.

5. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Ausnahme der Achsen, Achsbuchsen, Blattfeder (28) und Druckplatte (29) ausschließlich aus einem im Spritzgußverfahren formbaren thermoplastischen so Kunststoff der Klasse der Polyazetale und/oder der Acrylnitril/Styrol-Copolymeren besteht.

6. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronmotor (27) an vorgespannten Federn befestigt ist und der Antrieb des ersten Umlaufräderträgers (4) durch eine eingängige Schraubenfeder (25) erfolgt.