Ersatz für Quecksilberbatterien

Zuerst ist die Frage warum überhaupt soll ich die Uhr mit 1,35 Volt laufen lassen, funktioniert sie doch auch mit 1,55 Volt. Es soll nur einige Fälle von 214 Kaliber-Uhren geben, die mit den heutigen Knopfzellen zu schnell laufen. Das soll daher kommen, weil die Stimmgabel sich wegen Fertigungstoleranzen dann übermäßig aufschwingt. In der Regel läuft eine Stimmgabeluhr auch mit den heutigen Knopfzellen, eben nur mit größerer Amplitude. Auf der Seite Amplitudenvergleich sieht man wie viel die Amplitude zunimmt, wenn die Spannung auf 1,55 Volt erhöht wird.

Deshalb bevorzuge ich die Modifikation, bei der die Stimmgabelamplitude wieder wie früher beim Betrieb mit den Quecksilberoxidzellen ist, also ein Betrieb der Uhr mit annähernd 1,35 Volt.

Der einfachste Vorschlag ist ein Vorwiderstand. Für den Betriebsstrom der Uhr von etwa 10 Mikroampere bräuchte man einen 180k Widerstand. Mit dem würde die Uhr wegen dem höheren Anlaufstrom aber garnicht anlaufen.

Zink-Luft Knopfzellen für Hörgeräte haben etwa die richtige Spannung, sind aber für Uhren wegen austretender Gase und dem abgedichtetem Uhrengehäuse ungeeignet.

Das dazwischenschalten einer kleinen SMD-Diode ist da schon wesentlich besser, man muß sich allerdings ein wenig mit Elektronik auskennnen. An der Uhr wird selbstverständlich nichts gelötet, es lässt sich alles wieder abnehmen., bzw abschrauben.

Für diejenigen die nicht basteln wollen gibt es auch eine spezielle Knopfzelle die solch eine Spannungsreduzierung schon eingebaut hat, der Platz dafür vermindert aber die Kapazität.

Möchte man flexibel für praktisch alle Kaliber sein, dann ist die externe Lösung mit einer Diode im Uhrengehäuse die beste Lösung, außerdem kann man die volle Kapazität der Knopfzelle ausnutzen.

Dioden-Testschaltung

Dioden haben keinen konstanten Spannungsabfall, sondern dieser hängt von dem durchfließendem Strom und der Temperatur ab. Höherer Strom vergrößert den Spannungsabfall, höhere Temperatur verkleinert ihn. Durch ausprobieren habe ich geeignete Dioden gefunden.

Ausprobieren heißt, die sich einstellende Spannung vom Uhrwerk nach dem linken oberen Verdrahtungsschema ermitteln. Um die winzigen SMD-Dioden zu Testzwecken anzuschließen, sind Subminiatur-Abgreifklemmen am besten geeignet.

Diese Tabelle zeigt die Ergebnisse von drei verschiedenen Dioden, getestet am Kaliber 214 und 218. Das Ergebnis der Messungen zeigte, das die SMD-Schottky Dioden BAS 70 06 und BAR 43 geeignet sind.

Links unten sind die Anschlüsse der drei getesteten Dioden zu sehen. Schließt man die Diode versehentlich falsch herum an, passiert nichts und das Uhrwerk läuft nicht an, es wird auch keine Spannung angezeigt.

Material

Bevor man eine solche Diode verwenden kann, muß ein lötbares Kontaktblech vorhanden sein. Ich habe es in sogenannten Miniatur- Impulstastern gefunden. Nimmt man diese in verschiedenen Größen erhältlichen Taster auseinander, so finden sich darin dünne Plättchen, wie sie links im Bild zu sehen sind. Man kann sie mit der Schere zurechtschneiden. Auf Doppelklebeband auf der Mikroskopplatte plaziert und fixiert, zusammen mit der Diode, können sie ganz leicht verlötet werden. Als Werkzeug braucht man lediglich eine einfache Lötnadel ( bei Conrad für ca. 5€ erhältlich), 0,5mm Lötdraht, Pinzette und das Mikroskop. Die manchmal nötige Litze für den Einzelanschluß findet man zB. in einem billigen Klein-Ohrhörer. Beim Löten der SMD-Bauteile braucht man keine Angst vor Überhitzung zu haben, die Bauteile halten einiges aus.

SMD-Diode für Kaliber 214

Für dieses Kaliber ist die Modifikation am wichtigsten, da es vereinzelt frühere Spaceview Uhren gibt, bei denen die Stimmgabel bei 1,55 Volt eine so hohe Amplitude erreicht das sich das Klinkenrad doppelt so schnell dreht. (Siehe oben) Nur mit dieser etwas aufwendigeren Methode erreicht man das die Diode sicher im Batteriedeckel befestigt ist.

Es wird hier die Diode BAS 70 06 in den Batteriedeckel eingesetzt. Dazu wird zuerst die Feder vom Batteriedeckel entfernt. Links im Bild sind die Einzelteile aufgeführt, die man für diese Modifikation braucht. Neben dem Batteriedeckel und der Diode sind dies ein Kreisabschnitt von einem Kontaktblech, eine Gummizwischenscheibe (hier in grün), ein kleines Kontaktblech und ein gebogenes Stück Silberstahldraht.

Darunter sieht man im Bild wie der erste Bauabschnitt aussieht. Das Kreisabschnitt-Kontaktblech muß genau in die Nut vom Batteriedeckel passen. Die Breite vom Blech ist 1,9mm. Die Rundung die der Kreisabschnitt haben soll entspricht einem Durchmesser von 10,9mm. Die beiden Enden von dem gebogenen Silberstahldraht werden an das Blech angelötet. Schnappt man das gebogene Ende vom Draht in die Nut vom Batteriedeckel ist eine feste und sichere Verbindung vom Kontaktblech mit dem Batteriedeckel erreicht. An das Kontaktblech wird der Einzelanschluß der Diode mittig angelötet. Bei der Diode müssen vorher alle drei Anschlüsse waagerecht abgebogen werden. Beim Löten ergibt sich allerdings die Schwierigkeit das der Batteriedeckel die Wärme von der Lötnadel abführt, was das Löten erschwert. Zumindestens die Diode sollte man außerhalb anlöten wenn das Kreisabschnitt- Kontaktblech beispielsweise auf einem Stück Doppelklebeband fixiert ist.

Die 0,6mm dicke Gummizwischenlage ist mit einem Locheisen ausgestanzt und wird mit Sekundenkleber mittig auf den Batteriedeckel aufgeklebt. Dabei müssen die beiden Diodenanschlüsse über der Gummiplatte liegen. Der eigentlichen Kontakt zur Batterie geschieht durch ein kleines Kontaktblech welches an die beiden Anschlüsse von der Diode angelötet werden. Dieses Kontaktblech muß eine Vertiefung bekommen, damit es später auf jeden Fall höher als die Diode zu liegen kommt. Man legt dazu das Kontaktblech auf ein mittelhartes Stück Holz und schlägt mit einem abgerundeten Nagel eine Vertiefung in,s Blech. Dabei wird sich das Blech etwas knittern, was aber nur ein Schönheitsfehler ist.

Die unteren beiden Bilder zeigen den fertigen Batteriedeckel von oben und von der Seite. Man sieht jetzt die isolierende Gummizwischenlage auf der das kleine Kontaktblech ebenfalls mit Sekundenkleber aufgeklebt ist.

Ganz wichtig ist es jetzt beim Einschrauben vom Deckel in die Uhr, diesen nicht zu fest zuzudrehen, denn der Federweg beträgt jetzt insgesamt nur noch ein Zehntel Millimeter ! Das entspricht einer halben Umdrehung des Deckels. Dreht man den Deckel zu fest, kann das grüne Kunststoff-Uhrengehäuse in der Uhr brechen. Sobald die Uhr anläuft, ist also nur noch maximal eine halbe Umdrehung zum Zudrehen vom Deckel erlaubt ! Damit die Uhr anläuft ist manchmal ein leichtes seitliches Klopfen nötig.
Wichtig ist auch das das kleine Kontaktblech mittig aufgeklebt wird, damit es beim Zudrehen des Deckels keine seitlichen Verschiebungen gibt.

Da die Abstände von der Batterie und dem Kontaktblech je nach Batterie und Uhr durchaus etwas verschieden sein können, ist es auch möglich eine etwas dickere Gummizwischenlage zu nehmen, auch ein etwa 1mm dickes feinporiges Moosgummi ist möglich. Letztlich sollte es so dick sein, das beim Zudrehen des Deckels der Gummidichtring vom Deckel schon etwas zusammengedrückt wird.

SMD-Diode für Kaliber 218

Die SMD-Diode BAR43 ist hier an einem kleinen Kontaktblech angelötet. Das Blech bekommt mit einer Feile oder einer Schere eine kleine Einkerbung, damit es an der Schraube vom Batteriebügel gegenüber der Spule eingeklemmt werden kann. Der Einzelanschluß wird zwischen Batteriebügel und Batterie geschoben. Das rote Klebeband zeigt deutlich wie das Blech isoliert werden muß. Kein Teil der Einheit darf den Uhrendeckel berühren

Im Bild links unten sieht man die Einheit von unten,also der Seite die zur Batterie hin zeigt. Da die Diode im Gegensatz zur vorhergehenden anders gepolt ist, führt hier der Einzelanschluß der Diode zum Minuspol der Knopfzelle

Es gibt auch Lösungen die Diode woanders einzubauen, zB. zwischen den Verbindungsstegen der Spulen, was mir aber zu aufwendig war.

SMD-Diode für Kaliber 230

Sogar in so einem kleinen Damenkaliber ist noch Platz. Ähnlich wie zuvor ist hier ein noch kleineres Blech am Batteriehaltebügel eingeklemmt. Man achte darauf das das Blech an der Diode nicht zum Uhrendeckel übersteht und nicht die Elektronik-Leiterbahnen der Uhr berührt. Der Batteriebügel darf nicht den Deckel der Uhr berühren. In dem Bild links unten sieht man die Einheit mit der Diode BAR43 von der Draufsicht

Fazit

Die beschriebene Methode ergibt zusammen mit der damals vom Werk vorgesehenen Einstellung vom Klinkensystem, wohl die beste Möglichkeit die Uhr laufen zu lassen. Sowohl das Klinkensystem und die Elektronik laufen jetzt mit ihren von der Entwicklung vorgesehenen Parametern.

Bei der Beschäftigung mit diesem Thema ist sozusagen als Abfallprodukt dieser Miniatur-Spannungsregler entstanden, der sich zwar für Armbanduhren nicht eignet, sich aber vielleicht für andere Zwecke einsetzen läßt.

Impressum Datenschutzerklärung