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Dokumentenidentifikation DE3340373C2 16.02.1989
Titel Zeitschaltuhr
Anmelder Matsushita Electric Works, Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Matsumoto, Akio;
Yamada, Takao, Neyagawa, Osaka, JP
Vertreter Lewinsky, D., Dipl.-Ing. Dipl.oec.publ.; Prietsch, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 08.11.1983
DE-Aktenzeichen 3340373
Offenlegungstag 14.02.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.02.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.1989
IPC-Hauptklasse G04C 23/00
IPC-Nebenklasse H01H 43/10   H01H 43/10   
Zusammenfassung Ein Zeitschalter wird von einem elektrischen Uhrenmotor (40) angetrieben. Der Zeitschalter enthält eine Grundplatte (1). Auf ihrer Oberseite sind eine drehbare Zeitscheibe (20) mit Einschalt- und Ausschalt-Organen angeordnet. Auf der Unterseite der Grundplatte (1) sind andere Bauteile angeordnet, wie z. B. Eingangs- und Ausgangsklemmen, ein zwischen diesen Klemmen liegendes Schaltmittel, ein durch die Stellung der Organe beeinflußbares Betätigungsmittel (90) zum Öffnen und Schließen der Schaltmittel, ein zwischen dem Motor (40) und der Zeitscheibe (20) liegendes Getriebe. Der Motor (40) enthält einen Rotor (41) aus einem bipolarisierten Magnetmaterial und einen ringförmigen, durch einen Zwischenraum getrennten Elektromagneten (42). Der Rotor (41) wird in diesem Zwischenraum untergebracht. Die Grundplatte (1) hat eine ringförmige Ausnehmung (3) für die Aufnahme des Elektromagneten (42), so daß der Elektromagnet innerhalb der Dicke der Grundplatte liegt. Die für den Motor (40) verlangte Tiefe kann daher vermindert werden. Die genannten Bauteile werden unterhalb der Grundplatte (1) in einer parallel zur Grundplatte liegenden Ebene angeordnet. Dies verringert die Dicke. Diese raumsparenden Konstruktionen dienen zur Reduzierung der Tiefe oder Dicke der gesamten Zeitschalter-Anordnung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Uhr mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Uhr ist aus der DE-OS 32 00 617 bekannt und zeichnet sich durch eine geringe Bauhöhe aus. Kleinbauende, elektrisch angetriebene Uhren werden vor allem auch als Schaltuhren zum direkten Einbau in Schalttafeln oder dergleichen benötigt, jedoch ist die bekannte Uhr nicht als Schaltuhr ausgelegt.

Ein elektrischer Schaltmodul ist aus der DE-AS 21 28 859 bekannt. Als Antrieb dient ein Synchronkleinstmotor. Der Stundenzeiger wird über ein übliches Wechselgetriebe von der Minutenwelle aus angetrieben. Beide Merkmale tragen zu der verhältnismäßig großen Bauhöhe des Moduls bei, der überdies kein stillstehendes Ziffernblatt aufweist, sondern lediglich eine Zeitscheibe, auf deren Rand unterschiedlich ausgebildete Ein- und Ausschaltreiter aufsteckbar sind, die einen Schaltstern betätigen, der seinerseits einen unterhalb einer Grundplatte angeordneten Schalter schließen oder öffnen läßt.

Aus der CH-AS 13 475/69 ist eine Zeitschaltuhr mit einem Motor bekannt, der über ein unterhalb einer Grundplatte angeordnetes Getriebe eine Zeitscheibe antreibt, auf deren Rand unterschiedlich ausgebildete Ein- und Ausschaltreiter aufsteckbar sind, die über ein Betätigungsmittel mit einem Betätigungshebel der an der Grundplatte angelenkt ist, zusammenwirken, das einen Schalter betätigt, der unterhalb der Zeitscheibe und oberhalb der Grundplatte angeordnet ist. Auch hier bedingen die Bauformen des Motors und des Getriebes eine im Vergleich zum Durchmesser große Bautiefe.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Uhr der einleitend angegebenen Gattung unter Erhaltung ihrer geringen Bauhöhe zu einer Schaltuhr umzugestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Patentanspruch 2 bezieht sich auf eine vorteilhafte Weiterbildung, die es ermöglicht, die Schaltfunktion unabhängig von der Zeitscheibe von Hand auszulösen oder zu prüfen.

Ein Ausführungsbeispiel der Uhr nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine teils schematische Darstellung des Inneren der Zeitschaltuhr nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der auf der Grundplatte der Zeitschaltuhr angeordneten Bauteile,

Fig. 4 und 5 den Antrieb des Stunden- und des Minutenzeigers,

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der wesentlichen, unterhalb der Grundplatte angeordneten Bauteile,

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Zeitschaltuhr ohne Ziffernblatt,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9 eine vereinfachte Aufsicht auf die Rückseite der Zeitschaltuhr bei entferntem Gehäusedeckel,

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Getriebe zwischen dem Rotor und dem Ziffernblatt,

Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Explosionsdarstellung des Minutengetriebes und des Kupplungsrades,

Fig. 12 eine vergrößerte Explositionsdarstellung des Betätigungs- und des Sicherungshebels in Verbindung mit einem Einschaltreiter und einem Ausschaltreiter,

Fig. 13 eine Aufsicht auf einen Teil der Rückseite der Zeitschaltuhr zur Veranschaulichung der Handbetätigung,

Fig. 14 und 15 die Zeitschaltuhr vor und nach dem Einbau in eine Schalttafel,

Fig. 16 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform der Zeitschaltuhr.

Die in den Fig. 1, 2, 3 und 6 dargestellte Ausführungsform der Schaltuhr umfaßt eine quadratische Grundplatte 1 aus Isolierstoff. In der Mitte der Grundplatte 1 ist eine Zeitscheibe 20 drehbar gelagert, die über einen Motor 40 angetrieben wird. Die Oberseite der Grundplatte 1 ist nach Art einer Plattform 2 ausgebildet, die eine zentrale Vertiefung hat, innerhalb derer sich die Zeitscheibe 20 befindet. Die Grundplatte 1 wird von einer durchsichtigen Abdeckhaube 13 übergriffen. Die Zeitscheibe 20, die auf einer mit der Grundplatte 1 einstückigen Buchse 7 gelagert ist, hat an ihrem Umfang Ausnehmungen 21, in die Einschaltreiter 31 oder Ausschaltreiter 32 einsteckbar sind. Zu jeder Ausnehmung 21 gehört ein in der gleichen Radialebene liegender, am Umfang der Zeitscheibe vorgesehener, axial verlaufender Schlitz 22. Der Einschaltreiter 31 hat einen Betätigungssteg 33 und einen Führungssteg 34. Der Ausschaltreiter 32 hat einen Betätigungssteg 35 und einen Führungssteg 36. Die jweiligen Betätigungsstege durchgreifen die betreffenden Ausnehmungen 21, die jeweiligen Führungsstege greifen in die betreffenden Führungsschlitze 22 ein. Oberhalb der Zeitscheibe 20 sind ein Ziffernblatt 23, ein Minutenzeiger 24 und ein Stundenzeiger 25 angeordnet. Auf der Unterseite der Grundplatte 1 befinden sich folgende Bauteile: der Rotor 41 des Motors 40, ein Getriebe 50, elektrische Anschlüsse 46 und 47, ein Schalter 80, ein Betätigungsmittel 90 für diesen Schalter 80, sowie eine elektrische Schaltungsplatine 70 für den Motor 40. Die Unterseite der Grundplatte 1 und die vorgenannten Bauteile sind durch einen Deckel 14 abgedeckt. Der Motor 40 umfaßt den Rotor 41 aus einem bipolarisierten Permanentmagneten, sowie einen Stator in Form eines Elektromagneten 42 mit einer Wicklung 44 um einen Ringkern 43, der an einer Stelle für den Durchtritt des Rotors 41 unterbrochen ist und von einer Ringnut 3 der Grundplatte 1 aufgenommen wird. Gemäß den Fig. 2 und 6 liegt der Ringkern 43 zwischen den Seitenwänden 4 der ringförmigen Nut 3, die zu der Zeitscheibe 20 konzentrisch und innerhalb derselben ausgebildet ist. Radial außerhalb des Daches 5 der Nut 3 verbleibt damit Raum für die Unterteile der Einschaltreiter 31 und der Ausschaltreiter 32.

Wie die Fig. 7 und 9 zeigen, ist der eine Teil des Ringkernes 43 des Elektromagneten 42 derart radial nach innen gebogen, daß sich ein V-förmiger Bereich 45 ergibt, der mit dem anderen Ende des Ringkernes 43 einen Zwischenraum für den Rotor 41 bildet.

Die in Fig. 6 gezeigte Platine 70 umfaßt eine gedruckte Schaltung 71 mit einem Quarzoszillator 72, einem Widerstand 73, einem Kondensator 74, einem Gleichrichter 75 und einer Reservebatterie 76. Die normale Stromversorgung erfolgt über die Eingangsanschlüsse 46. Die Schaltung 71 liefert Steuerimpulse, die den Motor 40 schrittweise drehen. Die Leiterbahnseite der Platine 70 ist mit der in Fig. 2 dargestellten Isolierfolie 77 abgedeckt.

Fig. 10 zeigt das Getriebe. Der Rotor 41 des Motors 40 treibt über Zahnräder 51, 52, 53 ein Minutenzahnrad 54 mit einer Minutenwelle 55 sowie ein Zeitscheibenzahnrad 56 mit einer Zeitscheibenwelle 57 an. Die Minutenwelle 55, auf der der Minutenzeiger 24 sitzt, ist in der Mitte der Grundplatte 1 drehbar in einer Getriebeträgerplatte 59 gelagert und dreht sich zusammen mit dem Minutenzahnrad 54 nur in eine Richtung. Das obere Ende der Minutenwelle 55 ragt über die Buchse 7 hinaus und bildet die Drehachse der Zeitscheibe 20. Die Zeitscheibenwelle 57, die ebenfalls in der Getriebeträgerplatte 59 drehbar gelagert ist, dreht sich gemeinsam mit dem Zeitscheibenzahnrad 56, das die Zeitscheibe 20 in Drehung versetzt. Das Minutenzahnrad 54 ist mit der Minutenwelle 55 über eine Klinkenanordnung verbunden. Diese umfaßt gemäß Fig. 11 eine Innenverzahnung 58 des Minutenzahnrades 54, in die Klinken 61 eines Kupplungsrades 60 in der Weise eingreifen, daß die Minutenwelle 55 nur in einer Drehrichtung angetrieben wird. Das Kupplungsrad 60 hat ein integriertes Ritzel 62, das das Zeitscheibenzahnrad 56 antreibt. Das letztere ist einstückig mit einem Ritzel 63, das über einen Zahnkranz 64 die Zeitscheibe 20 in Drehung versetzt.

Die Fig. 3, 4, 5 und 10 zeigen die Einzelheiten des Zeiterantriebes. Der Minutenzeiger 24 hat einen nach unten vorspringenden, zu einer Bohrung 27 zur Aufnahme der Minutenwelle 55 exzentrischen Nocken, über den er in einer Bohrung 28 des Stundenzeigers 25 drehbar gelagert ist. Auf diese Weise ist der Stundenzeiger 25 reibschlüssig mit der Minutenwelle 55 verbunden. Der Stundenzeiger 25 hat eine Innenverzahnung 29 konzentrisch zu der Bohrung 28, also exzentrisch zu der Minutenwelle 55. Das Ziffernblatt 23 hat eine ringförmige Ausnehmung 10, die konzentrisch zur Minutenwelle 55 liegt und deren innere Seitenwand als ortsfester Zahnkranz 11 ausgebildet ist, welcher mit der Innenverzahnung 29 des Stundenzeigers 25 im Eingriff steht. Diese Art der Getriebeverbindung zwischen der Minutenwelle 55 und dem Stundenzeiger 25 wird als planozentrisches Getriebe bezeichnet. Gemäß Fig. 5 ist die Zähnezahl der Innenverzahnung 29 größer als die Zähnezahl des stationären Zahnkranzes 11. Die Innenverzahnung 29 verändert ihren Eingriff mit dem stationären Zahnkranz 11, während der Stundenzeiger 25 mittels der Minutenwelle 55 angetrieben wird. Hierdurch ergibt sich eine exzentrische Bewegung des Stundenzeigers 25, und zwar bedingt durch die Differenz der Zähnezahl der Innenverzahnung 29 und des stationären Zahnkranzes 11 um einen Schritt während eines vollständigen Umlaufes des Minutenzeigers 24. Dieses planozentrische Getriebe ist sehr platzsparend.

Der Schalter 80 umfaßt gemäß Fig. 13 einen Träger 81, einen beweglichen Arm 82 mit einem beweglichen Kontakt 83, ein feststehendes Glied 84 mit einem feststehenden Kontakt 85 und eine Blattfeder 86, die dem beweglichen Arm 82 eine solche Vorspannung veleiht, daß er von dem festen Kontakt 85 abgehoben bleibt. Die insgesamt mit 47 bezeichneten elektrischen Anschlüsse 87 sind an dem Träger 81 und an dem feststehenden Glied 84 vorgesehen. Der bewegliche Arm 82 und der Träger 81 sind über einen Hebel 88 verbunden, dessen beide Enden gelenkig an dem Träger und dem Arm anliegen. Die Blattfeder 86 ist zwischen dem beweglichen Arm 82 und dem Träger 81 angeordnet. Das Ende 88, an dem der bewegliche Arm 82 und der Hebel 88 miteinander verbunden sind, ist der Angriffspunkt für das Schalterbetätigungsmittel 90. Bei der Betätigung wird der bewegliche Arm 82 gegen die Vorspannung der Blattfeder 86 in Richtung des Trägers 81 verschoben, wodurch der bewegliche Kontakt 83 zur Auflage auf dem festen Kontakt 85 kommt.

Die Fig. 12 und 13 zeigen das Betätigungsmittel 90, das einen Betätigungshebel 91 und einen Sicherungshebel 92 umfaßt, die an unterschiedlichen Stellen an der Unterseite der Grundplatte 1 angelenkt sind. Der Betätigungshebel 91 ist im wesentlichen L-förmig und hat an seinem einen Ende eine Gelenkachse 93 zur Lagerung an der Grundplatte 1, an seinem anderen Ende eine Hinterkante 94 und ein Betätigungsstück 95 für das Endteil 89 des Schalters 80. Die Grundplatte 1 hat eine Öffnung 6 unterhalb des Umfanges der Zeitsheibe 20. Über diese Öffnung wirken die Einschaltreiter 31 bzw. die Ausschaltreiter 32 mit dem Betätigungsmittel 90 zusammen. Der Betätigungshebel 91 hat in seiner Mitte einen Teil 96 mit einer ersten Führungskante 97.

Das obere Ende des Teiles 96 ragt durch die Öffnung 6, so daß die Führungskante 97 sich oberhalb der Grundplatte 1 befindet. Der Betätigungshebel 91 schwenkt um seine Gelenkachse 93 zwischen einer EIN-Stellung, in welcher das Betätigungsende 95 an den Sicherungshebel 92 zum Schließen der Kontakte 83, 85 anstößt und einer AUS-Stellung, in welcher der bewegliche Arm 82, beaufschlagt mit der Rückstellkraft der Blattfeder 86, gegen das Betätigungsstück 95 anliegt und die Kontakte 83, 85 öffnet. Der Sicherungshebel 92 ist annähernd Y-förmig und mit seiner Drehachse 98 an der Grundplatte 1 angelenkt. Einer der beiden Arme befindet sich unterhalb der Grundplatte 1 und hat an seinem freien Ende eine Hinterkante 99. Der andere Arm hat an seinem Ende eine Führungskante 101, die durch die Öffnung 6 ragt und sich oberhalb der Grundplatte 1 befindet. Eine um die Gelenkachse 98 des Sicherungshebels 92 gewickelte Feder 103 belastet den Sicherungshebel 92 in einer Drehrichtung. Der Sicherungshebel 92 hat an seinem unterem Ende eine Klinke 102, die in den unteren Bereich des Teiles 96 des Betätigungshebels 91 eingreift, sobald sich dieser in der EIN-Stellung befindet, so daß er in dieser Stellung gesichert ist. Die Feder 103 sorgt dafür, daß dieser Eingriff solange erhalten bleibt, bis er durch den Ausschaltreiter 32 aufgehoben wird, der auf die Führungskante 101 des Sicherungshebels 92 einwirkt. Die Führungskante 97 des Betätigungshebels 91 liegt normalerweise in dem Weg des Betätigungssteges 33 des Einschaltreiters 31. Sobald infolge der Drehung der Zeitscheibe 20 eine Berührung stattfindet, wird der Betätigungshebel 91 in die EIN-Stellung gebracht und der Schalter 80 geschlossen. Die Führungskante 101 des Sicherungshebels 92 befindet sich in dem Weg des Betätigungssteges 35 des Ausschaltreiters 32. Sobald dieser Betätigungssteg 35 auf die Führungskante 101 aufläuft, schwenkt der Sicherungshebel 92 gegen die Kraft der Feder 103 und gibt den Betätigungshebel 91 frei, der durch die Rückstellkraft der Blattfeder 86 in seine AUS-Stellung zurückgeführt wird.

Die Grundplatte 1 hat gemäß Fig. 13 in einer Ecke einen Handgriff 110 zum manuellen Schalten. Dieser Handgriff ist in einem bogenförmigen Schlitz 111 untergebracht und hat eine an der Unterseite der Grundplatte 1 herausragende Führungsrippe 112. Das Ende des Handgriffes 102 trägt als Auslöser einen ersten Nocken 113 und einen zweiten Nocken 114, von denen der erstere mit der Hinterkante 94 des Betätigungshebels 91 und der letztere mit der Hinterkante 99 des Sicherungshebels 92 zusammenwirken. Das andere Ende des Handgriffes 110 trägt einen Knopf 115, der durch ein Fenster 116 in der Grundplatte 1 zugänglich ist. Wird der Handgriff 110 in Richtung des Pfeiles Q in Fig. 13 bewegt, berührt der erste Nocken 113 die Hinterkante 94 des Betätigungshebels 91, so daß dieser sich radial nach innen bewegt. Der Schalter 80 wird in gleicher Weise geschlossen wie durch einen Einschaltreiter 31. Der Handgriff 110 wird durch die Reibung an der Führungsrippe 112 in dieser Stellung gehalten. Der Betätigungshebel 91 ist durch den Sicherungshebel 92 in der EIN-Stellung arretiert. Bei Bewegung des Handgriffes 110 in die entgegengesetzte Richtung kommt der zweite Nocken 114 in Wirkverbindung mit der Hinterkante 99 des Sicherungshebels 92 und bewegt den letzteren radial nach innen. Durch diese Auslenkung wird der Betätigungshebel 91 frei, so daß er in seine AUS-Stellung zurückkehren kann. Hierdurch öffnen die Kontakte 83, 85. Da der Handgriff 110 auf das gleiche Betätigungsmittel 90 einwirkt wie die Schaltreiter, ist eine einfache und zuverlässige Funktionskontrolle des Betätigungsmittels möglich.

Der Deckel 14 in Fig. 6, der auf die Unterseite der Grundplatte 1 aufgesetzt wird, hat eine D-Form, wobei der gerade Schenkel 15 einen planen, tieferliegenden Flanschabschnitt 16 in Form eines Kreissegmentes begrenzt. Durch den Schenkel 15 treten die Anschlüsse 46 und 47 über Schlitze 17 nach außen. Die Anschlüsse stehen also in keiner Richtung über den Deckel 14 über. Meist wird der Zeitschalter in eine Steuer- oder Schalttafel 120 eingebaut, wie dies in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist. Der Deckel 14 kann mit seinem kreisförmigen Umriß bequem in die runde Bohrung 121 einer solchen Tafel 120 eingesetzt werden. Die Leitungen wie etwa 122 werden zweckmäßig über Steckverbindungen 123 mit den Anschlüssen 46 und 47 verbunden. Die Befestigung des Zeitschalters erfolgt über Schrauben 124.

Fig. 16 zeigt eine andere Ausführungsform. Sie unterscheidet sich dadurch, daß die ringförmige Nut 3 der Grundplatte 1 von zwei als Grundplatte 1 einstückigen, nach oben ragenden Rippen 4a gebildet und nach dem Einsetzen des Elektromagneten 42 durch eine Abdeckung 130 verschlossen wird, die an der Grundplatte 1 gesichert ist. Bei dieser Ausbildung entfällt die Isolierfolie 77 der Fig. 2, so daß die Dicke des Zeitschalters sich um den entsprechenden Betrag weiter verringert.


Anspruch[de]
  1. 1. Uhr mit einem Motor mit einem Rotor aus einem bipolaren Permanentmagneten und mit einem ringförmigen Elektromagneten als Stator, der in einer zur Zeitanzeige koaxiale Ausnehmung einer Grundplatte liegt, und mit einem in der Ebene des Ziffernblatts liegenden planozentrischen Getriebe zum Antrieb des Stundenzeigers von Minutenzeiger aus, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung als Schaltuhr zwischen Grundplatte (1) und Ziffernblatt (23) eine Zeitscheibe (20) angeordnet ist, die ebenso wie der Minutenzeiter (24) über das unterhalb der Grundplatte (1) befindliche Getriebe (51, 52, 53, 56) angetrieben wird, und daß auf den Rand der Zeitscheibe (20) unterschiedlich ausgebildete Ein- und Ausschaltreiter (31, 32) aufsteckbar sind, die über ein Betätigungsmittel (90) mit einem Betätigungs- und einem Sicherungshebel (91, 92), die beide an der Grundplatte (1) angelenkt sind, einen Schalter (80) so betätigen, daß der durch einen Einschaltreiter (31) gegen eine Federkraft ausgelenkte Betätigungshebel (91) durch den Sicherungshebel (92) arretiert und der Sicherungshebel (92) durch den Ausschaltreiter (32) zur Freigabe des Betätigungshebels (91) ausgelenkt wird, daß Schalter (80) und Betätigungsmittel (90) unterhalb der Grundplatte (1) angeordnet sind.
  2. 2. Zeitschaltuhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in einer bogenförmigen Ausnehmung (111) der Grundplatte (1) verschiebbaren Handgriff (110) mit einem ersten Nocken (113) und einem zweiten Nocken (114), von denen der erste Nocken (113) mit einer Hinterkante (94) des Betätigungshebels (91) zusammenwirkt und letzteren in die EIN-Stellung bringt, und der zweite Nocken (114) mit einer Hinterkante (99) des Sicherungshebels (92) zusammenwirkt, so daß der Sicherungshebel den Betätigungshebel in die AUS-Stellung gelangen läßt.






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