Elektrisches Uhrwerk mit Magnetunruh und Synchronmotor
Dieses Uhrwerk stellt eine
Kuriosität unter den batteriebetriebenen elektrischen Uhrwerken
dar.
Die ersten Batteriebetriebenen Uhrwerke funktionierten, wie ein
Uhrwerk mit Federantrieb. Es wurde nur mit Hilfe eines
Elektromagneten oder Motors eine Antriebsfeder aufgezogen, wenn
diese entspannt war. Ein Kontakt wurde benutzt, um den
entspannten (nicht aufgezogen) Zustand festzustellen.
Danach folgten Uhrwerke, wo die
Antriebskraft nicht von einer Feder über Räder auf das
Drehpendel (Unruh) übertragen wurde, sondern umgekehrt.
Auf der Unruh waren zwei Dauermagneten befestigt, die eine Spule
passieren, wenn die Unruh schwingt. Anfangs wurde mit Hilfe eines
Kontaktes ein Stromkreis geschlossen, wenn die Magneten die Spule
passierten. Dadurch wird die Unruh erneut angestoßen und es
entsteht eine ungedämpfte Schwingung.
Auf der Unruhachse waren verschiedene Mechanismen angebracht (Hebel,
Schnecken), die ein Rad weiterbewegten. Über weitere
Radübersetzungen werden dann die Zeiger angetrieben. Später
wurde der Kontakt durch eine zweite Wicklung auf der Spule
ersetzt. Passieren die Magneten diese, wird eine Spannung
induziert und ein Transistor wird durchgeschaltet, der den
Stromkreis für die Spule schließt.
Bei diesem Uhrwerk allerdings wird
das Uhrwerk nicht von der Unruh mechanisch angetrieben. Dadurch
kann diese nahezu frei schwingen.
Die Impuse des Transistors, welcher die Unruh in Bewegung hält,
treiben einen Synchronmotor an. Dieser bewegt die Räder des
Uhrwerks.
Auf dem Schaltplan kann man sehen wie die Impulse, mittels einer
dritten Wicklung auf der Motorspule, den Motorantrieb
synchronisieren.
Auf dem linken Schaltplan werden die Impulse der
Antriebswicklungen mittels spannungsabhängiger Widerstände (VDR),
die zwischen Basis
der Transistoren und der positiven Betriebsspannungsleitung
geschaltet sind, konstant gehalten. So werden Unruh und Motor
über einen
Betriebsspannungsbereich von 1,1 bis 1,7 Volt immer mit
konstanten Impulsen angestoßen.
Auf dem rechten Schaltplan, eine Weiterentwicklung der Elektronik,
sind die VDR's durch Dioden ersetzt worden. Zwei Kondensatoren
sollen
Eigenschwingungsneigung der Antriebsschaltungen unterdrücken.
Der Motor läuft auch ohne Synchronimpulse der Unruh, mit Hilfe der beiden anderen Wicklungen und des zweiten Transistors. Wenn aber die Unruh nicht bewegt wird, also die "Zeitbasis" fehlt, geht die Uhr natürlich falsch.
Dieser außergewöhnliche Antrieb hat wohl den Sinn, die Genauigkeit des Uhrwerks zu erhöhen. Die Unruh wird nur durch die Reibung der Halterung (Lager oben und unten) beeinflußt. Dennoch ist auch hier der Temperatureinfluß auf die Ganggenauigkeit gegeben, da die Spiralfeder der Unruh ihre Länge mit den Temperaturschwankungen ändert.
Weitere Bilder des Uhrwerks kann man hier sehen.