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Rotochron ist ein Uhrwerksantrieb nach einer Entwicklung des deutschen Uhrmachermeisters Alfred Kirsch.

Uhrwerk

Das Uhrwerk beruht aud einem Synchronmotor für eine elektronische Uhr mit Batteriebetrieb

Das Batterie-Uhr-System ROTOCHRON [1] wurde 1961 von dem Uhrmacher Alfred Kirsch erfolgreich zum Patent[2] angemeldet. Weitere Patente folgten für die Schweiz[3] und Frankreich[4].

Es handelt sich um einen Synchronmotor für den Antrieb der Zeiger oder des Räderwerks einer elektrischen, batteriebetriebenen Uhr. Besonderes Merkmal der Entwicklung war es, den Antrieb der Zeiger oder des Räderwerks einer batteriegespeisten Uhr zu schaffen, mit dem bei günstigem Wirkungsgrad ein geringer Stromverbrauch erzielt werden kann, um einen möglichst langen Betrieb des Uhrwerks zu gewährleisten, ohne die Batterie zu erneuern. Zwar gab es zur Zeit der Entwicklung bereits eine ganze Reihe von Batterieuhr-Systemen, die aber alle mit jeweiligen Nachteilen zu kämpfen hatten. Der jeweils angestrebte Ganggenauigkeit und geringe Störanfälligkeit standen technische Komplikatione[5] entgegen.

Das Uhrensystem ROTOCHRON zeigte innerhalb der vorhandenen technischen Möglichkeiten bereits Ende der fünfziger Jahre Lösungen, die sowohl in der Einfachheit der Konstruktion, Reduktion der mechanischen Umsetzung und der erzielten Ganggenauigkeit neue Maßstäbe setzte.

Die in Folge im Laufe der sechziger Jahre weitere Entwicklung von elektronischen Uhrwerken, in der vor allem Stimmgabelsysteme und Schwing-Quarzsteuerung in den Vordergrund gerieten, verdrängte das bereits auch in Frankreich und der Schweiz patentierte Rotochron-System aber aus dem Rennen um den Vorrang als zukünftigen Industriestandard.

Prinzip

Es handelt sich um einen Synchronmotor, dessen Grundprinzip bereits bekannt und auch Verwendung fand. Neu war die konkrete und vor allem wartungsfreundliche wie auch exakt steuerbare Ausführung dieses Prinzips für ein Uhrwerk. Ebenso die simple Herstellungsweise des Motors. Ein glockenförmiger Rotor mit stabförmigen, in axialer Richtung gleichnamig magnetisierten, parallel zueinander liegenden Dauermagneten ragt in ein sogenanntes Statorgehäuse, versehen mit je zwei um eine halbe Polteilung gegeneinander versetzt angeordneten Polschuhreihen.

Die Betriebsspannung einer 1,5 Volt Batterie erzeugt mit Hilfe einer Transistor-Oszillator-Schaltung mit LC-Schwingkreisen als zeitschaltendem Element, eine Wechselspannung, die mittels zweier Induktionsspulen innerhalb des topfförmigen Statorgehäuses ein magnetisches Wechselfeld induziert. Dabei lässt die prinzipielle Konstruktion des Motors auch in reduzierter Abmessungen einen gleichmässigen Betrieb bei hohem Drehmoment zu. Die Polzonen der Magnete sind derart ausgebildet, daß der Magnetfluß an den Seitenrändern wirkt und an den Stirnseiten der Dauermagnete unterdrückt ist.

Konstruktionszeichnung des Prototyps 1960, Zeichnung: Alfred Kirsch

Eine Konstruktionszeichnung zeigt mit Fig.1 einen Länsschnitt durch den Motor mit dem Schaltschema für die Betriebsspannungserzeugung, mit Fig. 2 eine Draufsicht auf den Synchronmotor in Richtung der Rotorachse, wobei der Rotor teilweise transparent dargestellt erscheint und mit Fig. 3 die schematische Darstellung der verwendeten Dauermagneten.

Der von einer handelsüblichen Batterie Monozelle (1) gelieferte Gleichstrom speist einen Sinusgenerator, der durch einen Transistor (2) gesteuert wird. Die Schwingkreisinduktivität ist zugleich Erregerspule (4) und (5) und Statorgehäuse (3, 3 a, 3b) eines Synchronmotors. Die Induktionsspulen 4 und 5 sind mit enger Kopplung innerhalb des topfförmigen Statorgehäuses auf dessen Achse 3 b angeordnet.

Der Steuerungsimpuls resultiert aus der Frequenz des LC-Schwingkreises dieses Sinusgenerators. Er wird bestimmt durch die Abmessungen der Induktionsspulen 4 und 5, des Stators 3, 3a, 3 b sowie durch die Kapazitäten der Kondensatoren 6 und 7. Die Induktionsspule 4 dient auch zur Ankopplung, d. h., der beim Einschalten der Batterie 1 auftretende Gleichstromimpuls läßt den Sinusgenerator anschwingen. Die sinusförmige Wechselspannung des Schwingkreises ist durch die Induktionsspulen 4 und 5 sowie die Kondensatoren 6 und 7 geteilt. Durch die Festlegung der Windungszahlen der Induktionsspulen 4 und 5 ist ein bestimmtes transformatorisches Verhältnis eingestellt. Durch die hohe Selbstinduktion des fast geschlossenen topfförmigen Eisenkerns des Statorgehäuses 3, 3a, 3b und die hohe Stromverstärkung des Transistors 2 entsteht in dem ringförmigen Luftspalt zwischen den Statorgehäuseteilen 3 und 3a ein starkes magnetisches Wechselfeld.

Die in diesen Spalt hineinragende Rotorglocke, mit ihren in axialer Richtung gleichnamig magnetisierten Stabmagneten wird bei Einsetzen des durch den Batteriestrom gespeisten Wechselfeldes in rotierende Bewegung versetzt. Hierbei fungieren die in das Statorgehäuse eingearbeiteten Statorpolringe als jeweils wechselnde Pole, die sowohl anziehende als auch abstossende Wirkungen auf die Dauermagnete des Rotors ausüben. Im ständigen Wechsel des Magntfeldes beginnt der Rotor langsam zu rotieren, wobei die Stärke des Magnetfeldes der einzelnen Dauermagneten den induzierten Magnetfeldern der Statorpolringe gleicht. Die Summe der Einzelwirkungen ergibt das Drehmoment des Rotors. Wobei seine Drehzahl pro Zeiteinheit von der Frequenz des Wechselfeldes bestimmt ist: Bei einem vollen Sinuswechsel bewegt sich der Rotor um eine Teilung weiter. Bei einer Frequenz des Sinusgenerators von 48 Hz und einer Anzahl von 24 Dauermagneten am Rotor ergeben sich zwei volle Umdrehungen pro Sekunde. Die genaue Regulierung kann durch einen regelbaren Widerstand erfolgen. Laut Patent bestimmen die Widerstände 9 und 10 den Arbeitspunkt des Transistors (Strom durch die Basis). Die Feineinstellung desselben mit dem Potentiometer 10. Die Grobeinstellung der Frequenz erfolgt durch die Werte der Kondensatoren 6 und 7 sowie der Spulen 4 und 5 unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Rückkopplungsspannung (unter anderem bestimmt durch Windungszahlenverhältnis der Spulen 4 und 5). Die Feinjustage erfolgt dann durch Widerstand 18.

Wahrnehmung der Entwicklung in der Fachwelt

Die „Neue Uhrmacher Zeitung“[6] erwähnt 1966 die Möglichkeit, den Synchronmotor mit seiner Antriebsschaltung durch einen Schwingquarz in wenig aufwendiger Weise zu synchronisieren. Das Magazin „Die Uhr“[7] erwähnt in einem Fachaufsatz von Prof. G.Glaser die besondere Ganggenauigkeit, die sich in ihrer tägliche Abweichung im Größenbereich von 1/100 Sekunde bewegt. Ebenfalls Magazin „Die Uhr“[8] bemerkt dann in einem Artikel von 1969 die nicht unerhebliche Tatsache, das das Werk absolut geräuschlos arbeitet, eine zu dieser Zeit durchaus außergewöhnliche Qualität.

Bilder

  • Rotochron Prototyp 1960

  • Rotochron im Gehäuse

  • Rotochron Prototyp 1960

  • Rotochron Prototyp 1960

Patente

  • 1961 Deutsches Patent Nr.:1212002, Deutsches Patentamt, 23.8.1961[2]
  • 1965 Schweizer Patent, Nr.: 448 905, Schweizerische Eidgenossenschaft, 8.11.1965[3]
  • 1966 Französisches Patent, Nr.: 1453614, Ministere De L'Industrie, 16.8.1966[4]
  • 1967 ROTOCHRON Warenzeichen, Deutsches Patentamt, 15.3.1967[9]

Veröffentlichung über ROTOCHRON in der Fachpresse (Auswahl)

  • Günther Glaser: Mechanische und elektrische Fortschaltvorrichtungen (III. Teil). In: Die Uhr. Nr. 14. Bielefelder Verlagsanstalt, 1966, ISSN 0041-5820, S. 11–13 (rotochron.de [PDF]).
  • Alfred Kirsch: Das ROTOCHRON-Batterieuhrensystem. In: Neue Uhrmacher-Zeitung. 20. Jahrgang, Nr. 12. Ulm 1966, S. 10–15 (rotochron.de [PDF]).
  • Neuartiger elektronischer Uhren- und Laufwerksantrieb. In: Die Uhr. Nr. 1. Bielefelder Verlagsanstalt, Bielefeld 1969, S. 35 (rotochron.de [PDF]).
  • Alfred Kirsch: Rotochron - Une horloge èlectronique nouvelle. In: Journal suisse d'horlogerie. Nr. 9/10. Lausanne 1966, S. 349–350 (französisch).

Weblinks

ROTOCHRON. In: rotochron.de.

Einzelnachweise

  1. ↑ ROTOCHRON. In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
  2. ↑ a b Deutsches Patent Nr.:1212002, 23.8.1961. (PDF) In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
  3. ↑ a b Schweizer Patent Nr.:448905, 8.11.1965. (PDF) In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
  4. ↑ a b Franösisches Patent Nr.:1453614, 16.8.1966. (PDF) In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
  5. ↑ ROTOCHRON. In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
  6. ↑ "Neue Uhrmacher-Zeitung, Ulm, Das ROTOCHRON-Batterieuhrensystem, 20. Jahrgang 1966, Ausgabe 12, Seite 10"
  7. ↑ DIE UHR, Bielefeld, Mechanische und elektrische Fortschaltvorrichtungen, Prof.Dr.G.Glaser, Ausgabe Nr. 14, 1966"
  8. ↑ DIE UHR, Bielefeld, Neuartiger elektronischer Uhren- und Laufwerksantrieb Ausgabe Nr. 1, 1969, Seite 35"
  9. ↑ warenzeichen.jpg (1100×1512). In: rotochron.de. Abgerufen am 20. März 2022.
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