DE1798185C - Antriebseinrichtung für Kleinuhren mit einem elektrisch betätigbaren Motoraggregat - Google Patents
Antriebseinrichtung für Kleinuhren mit einem elektrisch betätigbaren MotoraggregatInfo
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Description
drehbar angeordnete Haltearm über die Übertra- d. h. eine Art Geber oder Steuerung, für die Schal-
gungsvorrichtung drehbar ist, die vom Motoraggregat tung zu bewirken.
über ein Schrittschaltwerk antreibbar ist. Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbei-
Durch diese erfindungsgemäße Konstruktion ergibt spielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
sich eine minimale mechanische Einwirkung auf die 5 Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kleinuhr gemäß
freie Bewegung dieser Unruh. der Erfindung, wobei das Zifferblatt teilweise aufge-
Ferner hat die Uhr gemäß der Erfindung bestimm- brachen ist, um die Lage der darunterliegenden Teile
te Vorteile im Vergleich zu anderen elektronischen darzustellen,
Unruh-Uhren. Der mechanische Impuls wird der Spi- Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie A-A der
ralfeder so erteilt, daß es nicht notwendig ist, Ringe io Fig. 1 in größerem Maßstab als diese,
an die Unruhwelle für die Kontaktgabe, elektrische F i g. 3 eine schematische Darstellung des Schaltra-
Abnahmestifte usw. anzubringen. Aus diesem Grün- des und seines Antriebs,
de kann die Uhr sehr niedrig sein. Die Unruh kann Fig.4 eine Draufsicht auf die Unruh und die zugemäß
der Erfindung eine große Amplitude, bei- •gehörige Steueranordnung,
spielsweise über zwei Umdrehungen, aufweisen. Das 15 F i g. 5 eine schaubildliche Teilansicht der Unruh
Zusammenschlagen der Spiralfeder kann bei großer und der stationären Spule,
Amplitude dadurch vermieden werden, daß eine F i g. 6 eine graphische Darstellung der Spannung
Überspule oder eine schraubenartige Feder verwen- eines Schaltimpulses als Funktion der Zeit,
det wird. Ferner ist die Uhr gemäß der Erfindung F i g. 7 ein Blockdiagramm einer Schaltung zur
frei von allen beweglichen elektrischen Kontakten 20 Verwendung mit der Ausführungsform gemäß
und hat keine mechanischen Behinderungen der Un- F i g. 4,
ruh. F i g. 8 ein Schaltdiagramm der Blockschaltung ge-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- maß F i g. 7,
dung hat die Kleinuhr, beispielsweise die Armband- Fig. 9 eine schaubildliche Teilansicht einer zweiten
uhr, ein Gestell einschließlich einer Gestellplatine as Ausführungsform der Unruh mit der Steueranord-
und einer Brücke oder auch zwei Gestellplatinen, nung,
zwischen denen die Unruhwelle drehbar angeordnet Fig. 10 ein Schaltschema zur Verwendung mit der
ist. Ferner ist eine elektrische Energiequelle, bei- Ausführungsform nach F i g. 9.
spielsweisc eine elektrische Batterie oder eine Son- Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel
ncnzelle, und ferner eine elektronische Schaltung 30 zeigt eine Armbanduhr, die ein übliches Gehäuse I
vorgesehen. Die Unruh ist dabei mit dem inneren mit einem nicht dargestellten Boden und einem ein-
Ende der Spiralfeder verbunden. Das äußere Ende stückigen Außenring 2 hat. Ein Uhrglas 3 ist am Ge-
dcr Spiralfeder ist an einem Haltearm befestigt. Die- häuse 1 angeordnet und schützt die Innenteile der
scr ist entweder unmittelbar oder über ein Getriebe Uhr. Ein unterhalb des Uhrglases angebrachtes
mit einem Schaltrad verbunden. Der Haltearm ist in 35 Zifferblatt 4 hat auf seiner Vorderseite eine Vielzahl
einem Lager so gelagert, daß er durch das Schaltrad von Ziffern, die zur Zeitangabe dienen. Der Sekun-
um volle 360° gedreht werden kann. Das Schaltrad denzeiger6, der Minutenzeiger? und der Stundenzei-
selbst wird entweder mittelbar oder unmittelbar ger 8 sind mit den zugehörigen Wellen oder Rohren
durch ein elektrisches Motoraggregat, beispielsweise verbunden, die in der Mitte des Zifferblattes 4 an-
cinen Elektromagneten, angetrieben. Das Motorag- 40 geordnet und angetrieben sind. Der Antrieb der Zei-
gregat wird mit elektrischen Impulsen über eine ger erfolgt über ein Getriebe 9, das eine Reihe von
Schaltung versorgt, die elektrisch an die Stromquelle miteinander kämmenden Zahnrädern und Trieben
angeschlossen ist. aufweist. Ein erstes Zahnrad 10 des Getriebes ist mit
Durch die Drehung des Schaltrades wird über den einem Schaltrad 11 fest verbunden. Die Antriebsmit
dem Schaltrad verbundenen Haltearm ein Dreh- 45 energie liefert eine kleine elektrische Trockenbatterie
moment auf das äußere Ende der Spiralfeder ausge- 12, die einen äußeren oberen Kontakt 13 aufweist,
übt. Hierdurch wird die Spiralfeder mehr aufgewun- Gegebenenfalls können auch eine Sonnenzelle, ein
den, als dies in der gleichen Richtung infolge der aufladbarer Akkumulator oder andere Energiequel-Schwingung
der Unruh der Fall wäre. Das Drehmo- len verwendet werden. Am Kontakt 13 liegt eine
ment ist entgegengesetzt zur Spannung der Spiralfc- 5° Kontaktfeder 14 an, die an einer Leitung 15 befestigt
der infolge des Aufwindens durch die Unruh. Durch ist, die zu einer elektronischen Schaltung 16 führt,
eine Übertragung eines Drehmoments auf das äußere Die Schaltung 16 hat eine Ausgangsleitung 17, die
Ende der Spiralfeder wird der Unruh Energie züge- zum Motoraggregat 18 führt, das vorzugsweise eine
führt und die Schwingung der Unruh aufrechterhal- Spule mit einem hin- und hergehenden Anker 19 auften.
Vorzugsweise wird ein solches Drehmoment ein- 55 weist. Der Anker 19 endigt in Antriebskiinke 20, die das
mal bei jeder vollen Schwingung der Unruh in dem Schaltrad 11 antreibt. Eine Sperrklinke 21 dient dazu,
Augenblick zugeführt, wenn der Unruhkörper am das Schaltrad 11 in seiner richtigen Lage zu halten,
einen Ende seiner Schwingung ist, d. h., wenn die In dem Teilschnitt nach F i g. 2 sind der Unruh-Unruh die Schwingungsrichtung ändert und die gan- körper 22 und die zugehörigen Teile zu sehen. Der ze kinetische Energie der Unruh nunmehr in der Spi- 60 Unruhkörper 22 ist mit einer Unruhwelle 26 fest verralfeder die Form von potentieller Energie aufgespei- bunden, die in einem oberen Lager 23 und in einem chert ist. Bodenlager 24 gelagert ist. Der Unruhkörper hat die
einen Ende seiner Schwingung ist, d. h., wenn die In dem Teilschnitt nach F i g. 2 sind der Unruh-Unruh die Schwingungsrichtung ändert und die gan- körper 22 und die zugehörigen Teile zu sehen. Der ze kinetische Energie der Unruh nunmehr in der Spi- 60 Unruhkörper 22 ist mit einer Unruhwelle 26 fest verralfeder die Form von potentieller Energie aufgespei- bunden, die in einem oberen Lager 23 und in einem chert ist. Bodenlager 24 gelagert ist. Der Unruhkörper hat die
Die Schaltung wird dabei durch eine Zeitsteuer- Form einer flachen Stange. Doch können auch ohne
vorrichtung gesteuert, die mit der Unruh zusammen- weiteres andere Formen verwendet werden. Das Bo-
wirkt. Beispielsweise kann die Unruh ein oder meh- 65 denlager 24 ist vorzugsweise ein Steinlager, das in
rere Magnete tragen, die mit einer stationären Spule der Bodenplatine 25 befestigt ist. Das innere Ende
im Gestell zusammenwirken, um so durch ihr Zu- einer Spiralfeder 28 ist mit der Unruhwelle über eine
sammenarbeiten eine Steuerung bzw. eine Aufnahme, Nabe 29 fest verbunden. Das andere Ende der Spi-
ralfeder 28 ist an einem Flansch 30 eines Haltearmes sein. Das Zusammenwirken der Permanentmagnete
31 befestigt. Das innere Ende des Haltearmes 31 ist 34 und 35 mit der Spule 36 ergibt eine Spannung, die
einstückig mit einer Buchse 32 oder mit dieser fest zur Verwendung als Steuerspannung erheblich ververbunden.
Die Buchse ist mit dem Schaltrad 11 ein- stärkt werden kann, da sie nicht zur Erzeugung des
stückig oder fest mit ihm verbunden und ist drehbar 5 Antriebsstromes zur Drehung der Unruh benutzt
in einer Brücke 27 angeordnet. Das obere Lager 23, wird. Die Spule hat die Form eines vollständigen lovorzugsweise
ein stoßgesichertes Steinlager, ist in der roidalen Kreises, d. h. eines Ringes, und kann da-Buchse
32 angeordnet. Die Uhr weist ferner eine durch gebildet sein, daß ein feiner Draht auf eine
nicht dargestellte Stellvorrichtung zum Handverstel- Form aufgewickelt wird oder indem Kupfer oder SiI-len
der Zeiger auf. Vorzugsweise ist die Anordnung io ber oder andere leitende Metalle aufgedruckt oder
dabei so, daß die Stellvorrichtung beim Stellen der sonstwie abgelagert werden.
Zeiger den Stromkreis zur Batterie unterbricht und Wie aus F i g. 6 hervorgeht, wird Spannung durch
der Unruhkörper von seiner Mittel- oder Ruhelage die Steueranordnung ständig erzeugt, wenn die Ungehalten
wird, so daß sich ein Wiederanlaufen der ruh in Bewegung ist. Wenn die Unruh anhält, so ist
Uhr ergibt. »5 die Spannung an den Punkten b gleich Null. In der
F i g. 3 zeigt die Funktion des Motoraggregats. Das einen Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn,
Motoraggregat 18, vorzugsweise in Art einer Spule, wird dabei eine positive Spannung (Vorwärts-Spanträgt
den hin- und hergehenden Anker 19, der an sei- nung) und bei Drehung in entgegengesetzter Richnem
Ende die Antriebsklinke 20 hat. Bei Eingang tung entgegen dem Uhrzeigersinn eine negative Spaneines
von der Schaltung 16 kommenden Stromimpul- ao nung (Rückwärts-Spannung) erzeugt,
ses wird der Anker 19 vorbewegt. Hierdurch ergibt Vorzugsweise ist der Impuls für das Motoraggregat sich über die Antriebsklinke 20 eine Bewegung des Null (Null-Spannung) am Ende der Unruhschwin-Schaltrades 11 um einen Zahn im Uhrzeigersinn. gung in einer Richtung. Beispielsweise dreht das Mo-Nach Aufhören des Stromes kehrt der Anker durch toraggregat den Arm im Uhrzeigersinn um 6° in dem eine nicht dargestellte Feder in seine Ausgangslage 25 Moment, in dem der Unruhkörper seine Schwenkung zurück. Das Motoraggregat kann gegebenenfalls bei im Uhrzeigersinn beendet hat, beispielsweise nach Auftreten eines Impulses während der Rückwärtsbe- dem Vorbeischwingen um 130 bis 150° aus der Ruwegung einen Antrieb ausüben. Als Motoraggregat hestcllung 104 (s. Fig. 9). Die Mittelstellung der Unkann auch ein Schrittmotor verwendet werden, der ruhschwingung ist um 6° versetzt und bildet einen bei jedem Stromimpuls eine Schrittbewegung erzeugt. 30 vollständigen Kreis im Verlauf von 60 Schwingun-Der Anker des Schrittmotors wäre dann mit dem er- gen. Durch Drehen des Armes wird die Spiralfeder sten Zahnrad 10 und mit der Buchse entweder un- um jeweils 6" in der gleichen Wickelrichtung mehr mittelbar oder über Zwischenräder verbunden. Die aufgewickelt, als die Spiralfeder durch die Schwin-Sperrklinke 21 wird verwendet, um ein Drehen des gung der Unruh aufgewickelt wird.
Schaltrades durch Stoß oder andere Ursachen zu ver- 35 Die Steueranordnung erzeugt eine steigende und hindern und um das Schaltrad in der richtigen Stel- fallende Spannung, d. h. eine positive und eine negalung zu halten. Die richtige Größe und Anzahl der tive, die in ihrer Form mehr oder weniger regelmäßig Zähne des Schaltrades 11 hängt von der Beziehung in Abhängigkeit von der Regelmäßigkeit der Amplides Schaltrades zur Unruh ab. Vorzugsweise wird tude der Unruh ist. Eine typische Spannungsausdas Schaltrad 11 um einen Zahn bei jeder vollständi- 40 gangskurve als Funktion der Zeit ist in Fig. 6 dargegen Schwingung der Unruh weitergeschaltet. Wenn stellt. Eine vollständige Schwingung ist während die Unruh eine Frequenz aufweist, bei der beispiels- einer Halbschwingung positiv und während der anweise pro Sekunde sechs Schwingungen auftreten, so deren Halbschwingung negativ, wobei eine volle kann das Schaltrad sechzig Zähne haben und sich Schwingung von S—F reicht. Es ist erwünscht, daß pro Minute sechsmal drehen. 45 das Motoraggregat lediglich aktiviert wird, wenn die
ses wird der Anker 19 vorbewegt. Hierdurch ergibt Vorzugsweise ist der Impuls für das Motoraggregat sich über die Antriebsklinke 20 eine Bewegung des Null (Null-Spannung) am Ende der Unruhschwin-Schaltrades 11 um einen Zahn im Uhrzeigersinn. gung in einer Richtung. Beispielsweise dreht das Mo-Nach Aufhören des Stromes kehrt der Anker durch toraggregat den Arm im Uhrzeigersinn um 6° in dem eine nicht dargestellte Feder in seine Ausgangslage 25 Moment, in dem der Unruhkörper seine Schwenkung zurück. Das Motoraggregat kann gegebenenfalls bei im Uhrzeigersinn beendet hat, beispielsweise nach Auftreten eines Impulses während der Rückwärtsbe- dem Vorbeischwingen um 130 bis 150° aus der Ruwegung einen Antrieb ausüben. Als Motoraggregat hestcllung 104 (s. Fig. 9). Die Mittelstellung der Unkann auch ein Schrittmotor verwendet werden, der ruhschwingung ist um 6° versetzt und bildet einen bei jedem Stromimpuls eine Schrittbewegung erzeugt. 30 vollständigen Kreis im Verlauf von 60 Schwingun-Der Anker des Schrittmotors wäre dann mit dem er- gen. Durch Drehen des Armes wird die Spiralfeder sten Zahnrad 10 und mit der Buchse entweder un- um jeweils 6" in der gleichen Wickelrichtung mehr mittelbar oder über Zwischenräder verbunden. Die aufgewickelt, als die Spiralfeder durch die Schwin-Sperrklinke 21 wird verwendet, um ein Drehen des gung der Unruh aufgewickelt wird.
Schaltrades durch Stoß oder andere Ursachen zu ver- 35 Die Steueranordnung erzeugt eine steigende und hindern und um das Schaltrad in der richtigen Stel- fallende Spannung, d. h. eine positive und eine negalung zu halten. Die richtige Größe und Anzahl der tive, die in ihrer Form mehr oder weniger regelmäßig Zähne des Schaltrades 11 hängt von der Beziehung in Abhängigkeit von der Regelmäßigkeit der Amplides Schaltrades zur Unruh ab. Vorzugsweise wird tude der Unruh ist. Eine typische Spannungsausdas Schaltrad 11 um einen Zahn bei jeder vollständi- 40 gangskurve als Funktion der Zeit ist in Fig. 6 dargegen Schwingung der Unruh weitergeschaltet. Wenn stellt. Eine vollständige Schwingung ist während die Unruh eine Frequenz aufweist, bei der beispiels- einer Halbschwingung positiv und während der anweise pro Sekunde sechs Schwingungen auftreten, so deren Halbschwingung negativ, wobei eine volle kann das Schaltrad sechzig Zähne haben und sich Schwingung von S—F reicht. Es ist erwünscht, daß pro Minute sechsmal drehen. 45 das Motoraggregat lediglich aktiviert wird, wenn die
Da jedoch der Zahnabstand die auf die Unruh Unruh in ihre momentane Null- oder Ruhestellung
übertragene Energiemenge bestimmt, über die die an einem Schwingungsende, d. h. an einem der beiDrehbewegung
des Haltearmes 31 bestimmt wird, den Endpunkte der Schwingung, angekommen ist. Zu
hängt der Zahnabstand mit der Amplitudenabnahme diesem Zweck kann angenommen werden, daß die
infolge Reibung usw. der Unruh und der gewünsch- 50 Polarität des Magneten derart ist, daß das gewünschten
Arbeitsamplitude der Unruh zusammen. te Schwingungsende, an dem der Impuls erteilt wer-
Verschicdene Steueranordnungen und Schaltungen den soll, in bezug auf die Spannung von Negativ zu
können vorgesehen werden, damit die dem Motorag- Positiv geht. Gemäß F i g. 6 wäre dies der Fall, wenr
gregat 18 zugeführten Stromimpulse richtig zeitge- die Spannung in einer Richtung von α nach b und
< steuert werden. Eine geeignete Steueranordnung ist 55 zunimmt, während kein Impuls auftritt, wenn die
in F i g. 4 und 5 dargestellt und eine bevorzugte Spannung in der Richtung von d nach e und / ab-Schaltung
im Zusammenhang mit dieser in den nimmt. Der dem Motoraggregat aufgedrückte Span-F
i g. 7 und 8. Wie aus F i g. 4 und 5 hervorgeht, nungsausgangsimpuls sollte vorzugsweise am Überträgt
der Unruhkörper an einem oder beiden Enden gangspunkt auftreten, d. h. bei Null-Spannung dei
ein Permanentmagnetsystem 34 bzw. 35. Wenn nur 60 Steueranordnung, was also dem Punkt b entspricht,
ein Magnet verwendet wird, so trägt der Unruhkör- Der Fortgang der Spannungen von Negativ zu Popcr an seinem entgegengesetzten Ende ein Gegcnge- sitiv wird mit Vorteil beim Aufbau einer geeigneter wicht. Die Permanentmagnete 34 und 35 sind so an- Steuerschaltung ausgenutzt. In F i g. 7 ist die Block geordnet, daß sie sich dicht an der Spule 36 vorbei- darstellung einer solchen Schaltung gezeigt, die in bewegen. Der Spule zugerichtet sind der Nordpol des 65 einzelnen in Fig. 8 dargestellt ist. Aus Fig. 6 ergib Permanentmagnets 35 und der Südpol des Pcrma- sich, daß beim Verlauf der Spannung von α zu b zu < ncnlmagncts 34. Die Pcrmanentnuijjncle können diese vom negativen zum positiven Wert ansteigt. Di« klein und aus sehr billigem keramischem Material Steueranordnung 50 der Fi g. 7 ergibt an ihrem Aus
ein Magnet verwendet wird, so trägt der Unruhkör- Der Fortgang der Spannungen von Negativ zu Popcr an seinem entgegengesetzten Ende ein Gegcnge- sitiv wird mit Vorteil beim Aufbau einer geeigneter wicht. Die Permanentmagnete 34 und 35 sind so an- Steuerschaltung ausgenutzt. In F i g. 7 ist die Block geordnet, daß sie sich dicht an der Spule 36 vorbei- darstellung einer solchen Schaltung gezeigt, die in bewegen. Der Spule zugerichtet sind der Nordpol des 65 einzelnen in Fig. 8 dargestellt ist. Aus Fig. 6 ergib Permanentmagnets 35 und der Südpol des Pcrma- sich, daß beim Verlauf der Spannung von α zu b zu < ncnlmagncts 34. Die Pcrmanentnuijjncle können diese vom negativen zum positiven Wert ansteigt. Di« klein und aus sehr billigem keramischem Material Steueranordnung 50 der Fi g. 7 ergibt an ihrem Aus
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gang 51 sowohl eine negative als auch eine positive Ausführungsbeispiel der verschiedenen Schaltkreis-Spannung.
Diese Spannung wird dadurch aufgeteilt, teile der F i g. 7 handelt und daß auch andere bedaß
ein positiver Zweig 52 parallel zu einem negati- kannte Schaltungen anstatt dieser Schaltkreisteile
ven Zweig 53 angeschlossen wird. Der positive Zweig verwendet werden können. Vorzugsweise wird eine
ist in einfacher Weise eine Leitung. Der negative 5 ganze Schaltung durch Mikrostromkreisverfahren,
Zweig 53 liegt in Reihe mit einem Umkehrkreis 54, beispielsweise in einem einzigen Siliziumplättchen,
der die negativen Impulse in positive Impulse um- gebildet. Die Schaltung, obgleich sie kompliziert erkehrt.
Der Umkehrkreis 54 spricht auf positive Im- scheinen mag, kann bei Verwendung von Mikropnlse
nicht an. Der Ausgang des Umkehrkreises 54 stromkreisverfahren sehr klein gehalten werden, da
liegt in Reihe mit einem Zeitverzögerungskreis 55. io nur die letzte Stufe erhebliche Stromwerte führt. Die
Der Zeitverzögerungskreis 55 verzögert den positi- Steueranordnung 50 ist an die Eingangsseite 70 eines
ven, vom Umkehrkreis 54 kommenden Impuls ein Impulsumformers 71 angeschlossen. Die Ausgangswenig.
Sowohl der positive Zweig 52 als auch der seite des Impulsumformers 71 besteht aus zwei Teil-Ausgang
des Zeitverzögerungskreises 55 sind mit wicklungen 72 und 73. Die Teilwicklung 72 ist an die
einem digitalen »Und«-Gatter 56 verbunden. Das i5 Leitung 74 angeschlossen, die den positiven Zweig 52
»Und«-Gatter 56 ergibt lediglich dann einen, Ausgang, gemäß Fig. 7 darstellt. Die andere Teilwicklung 73
wenn eine gleichzeitige Eingangsgröße an den beiden des Impulsumformers 71 ist mit ihrem einen Ende an
Eingängen 57 und 58 auftritt. Der positive, am Ein- die Basis eines PNP-Transistors 75 angeschlossen,
gang 57 auftretende Impuls kommt von dem positi- Der PNP-Transistor 75 und seine zugehörigen Vorven
Zweig 52. Der postive Impuls am Eingang 58 ao Spannungserzeuger bilden den Umkehrkreis 54, der
wird über den Zeitverzögerungskreis zugeführt. die negativen Spannungsimpulse an der Teilwicklung
Wenn die Spannung von Punkt α zu Punkt b 73 in positive Impulse umwandelt. Die Vorspanweiterläuft,
so ergibt sich ein Impuls (eine Eingangs- nungserzeuger weisen zwei Spannungsquellen 76 und
spannung), auf die der Umkehrkreis 54 anspricht. 77 auf. Der Ausgang des Transistors 75, d. h. sein
Der Umkehrkreis 54 kehrt diesen Eingangswert in 25 Kollektor 78, führt zum Zeitverzögerungskreis 55.
einen positiven Impuls um. Der Zeitverzögerungskreis Der Zeitverzögerungskreis hat eine Kapazität 80 und
55 verzögert die Weitergabe dieses positiven Impul- einen Entladewiderstand 81. Die Größe der Kapazises.
Wenn die Spannung weiter von Punkt b nach tat 80 hängt von der Verzögerung ab, die erwünscht
Punkt c ansteigt, so ergibt sie einen positiven Impuls, oder notwendig ist, um das »Und«-Gatter 56 zu trigder
durch den positiven Zweig 52 zu dem Eingang 57 30 gern. Der Ausgang des Zeitverzögerungskreises 55 ist
des »Und«-Gatters weitergeleitet wird. Das »Und«t- mit einem Eingang 82 des »Und«-Gatters 56 verbun-Gatter
56 erkennt daher positive Eingangswerte, die den. Der andere Eingang 83 des »Und«-Gatters ist
an beiden Eingängen 57 und 58 gleichzeitig auftre- unmittelbar an die Leitung 74 angeschlossen. Die
ten. Der Eingangswert am Eingang 57 ergibt sich aus Eingänge 82 und 83 bestehen jeweils aus NPN-Trander
positiven Spannung von b nach c. Der Eingangs- 35 sistoren, nämlich den Transistoren 84 und 85. Der
wert am Eingang 58 wird von der negativen Span- Ausgang des Transistors 84 ist mit der Basis 86 eines
nung von α nach b erzeugt, die so verzögert wurde, NPN-Transistors 87 verbunden. Der Emitter des
daß sie gleichzeitig mit dem positiven Spannungswert Transistors 87 ist an einen Kollektor eines NPN-von
b nach c über den Zeitverzögerungskreis 55 ein- Transistors 88 angeschlossen. Die Transistoren 87
trifft. 40 und 88 liegen in Reihe, um so die »Und«-Funktion
Das »Und«-Gatter 56 ergibt infolge der gleichzei- des Gatters 56 zu erzeugen. Der Ausgang des
tigen Eingangswerte an seinen Eingängen 57 und 58 »Und«-Gatters56, welches durch die Leitung89 geeine
Ausgangsspannung an seinem Ausgang 59. Die- bildet wird, führt vom Kollektor des Transistors 87
se Ausgangsspannung wird zu einem in Reihe an- weg. Eine Ausgangsspannung an der Leitung 89 tritt
geordneten monostabilen Multivibrator 60 weiterge- 45 nur auf. wenn gleichzeitig eine positive Spannung an
leitet. Dieser Multivibrator 60 erzeugt einen Aus- den Eingängen 82 und 83 des »Und«-Gatters 56 vorgangsimpuls
an seinem Ausgang 61, der mit dem handen ist. In der dargestellten Schaltung ist die
Motoraggregal 18 verbunden ist. Das Motoraggregat Schaltvorrichtung für die Eingänge durch die Transi-18,
beispielsweise eine Spule, erteilt dem Schaltrad stören 84 und 85 gebildet, doch können auch andere
einen mechanischen Impuls. Die Dauer des auf das 50 Schaltvorrichtungen verwendet werden, beispielswei-Motoraggregat
18 über den Multivibrator 60 einwir- se empfindliche Zungenrelais oder andere Arten von
kenden Impulses ist unabhängig von der Dauer des Halbleitervorrichtungen. Der Ausgang des »Und«-
vom »Und«-Gatter 56 kommenden Eingangswertes Gatters 56 ist mit einer Kapazität 90 verbunden, die
am Multivibrator 60. Die gleichzeitige Überlappung den Eingang des Multivibrators 60 darstellt. Der
der negativen Spannung a-b und d«*r positiven Span- 55 Multivibrator 60 hat einen ersten NPN-Transistor 91
nung b-c kann sehr kurz — von der Größenordnung und einen zweiten NPN-Transistor 92. Dieser Kreis
von Mikrosekunden — sein. Der dem Motoraggregat weist ferner eine Kapazität 93, eine Induktanz
-18 aufgedrückte Ausgangsimpuls kann jedoch ir- und ferner Vorspann-und Stabilisierungswiderstände
gendeine gewünschte Dauer entsprechend den Wer- auf. Der Ausgangswert des Multivibrators 60 wird
ten der im Multivibrator 60 verwendeten Komponen- 60 vom Kollektor des Transistors 92 über eine Austen
haben. Anstatt einen derartigen monostabilen gangsleitung 95 abgenommen, die mit der Spule des
Multivibrator zu verwenden, können auch andere Motoraggregats 18 verbunden ist, die beispielsweise
Impulsvorrichtungen benutzt werden, deren Aus- die Spule eines Elektromagneten sein kann,
gangsimpuls unabhängig von der Dauer der Eingangs- Es können jedoch auch andere Steueranordnungen
triggerspannung ist, beispielsweise ein Schmitl-Trig- 65 und andere Stromkreise und Schaltungen bei der vorgcr
oder ein stark gedämpfter Oszillator. liegenden Erfindung verwendet werden.
F i g. S zeigt ein Schallschema. Es sei jedoch dar- Die in F i g. 9 dargestellte Steueranordnung weist
auf hingewiesen, daß es sich hier lediglich um ein einen einzigen kleinen Magnet 100 auf, der an einem
Ende des Unruhkörpers 101 angeordnet ist. Am anderen entgegengesetzten Ende des Unruhkörpers ist
ein nicht dargestelltes Gegengewicht angebracht. An der Gestellplatine 103 ist eine kleine Spule 102 von
wenigen Windungen, beispielsweise fünfzig, eines feinen Drahtes befestigt. Gegebenenfalls kann die Spule
auch an dem Haltearm 31 befestigt sein, oder es kann der Magnet stillstehen und die Spule an der
Ur«ruh angebracht sein. Die Spule ist in F i g. 9 im Uhrzeigersinn aus der Ruhestellung 104 um 20 bis
30° versetzt dargestellt. Diese Mittelstellung 104 ändert sich bei jeder Bewegung des Armes. Die Unruh
hat eine große Amplitude von ungefähr 270° in bei-
10
den Richtungen, d. h. eine Gesamtschwingung von 540°, so daß der Magnet an der Spule ohne Rücksicht
auf die Mittelstellung der Unruh vorbeigeht.
Ein bevorzugter Stromkreis in Verwendung mit der Steueranordnung gemäß Fig. 9 ist in Fig. 10 dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 10 ergibt eine kleine Spannung an der Spule 102, die ausreicht, um einen großen Strom im Motoraggregat, hier in der Antriebsspule 18', zu erzeugen. Die Schaltung verwendet ein komplementäres Paar von Transistoren, nämlich einen PNP-Transistor 105 und einen NPN-Transistor 106, und hat ferner einen Widerstand 107, eine Stromquelle 108 und eine Kapazität 109.
Ein bevorzugter Stromkreis in Verwendung mit der Steueranordnung gemäß Fig. 9 ist in Fig. 10 dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 10 ergibt eine kleine Spannung an der Spule 102, die ausreicht, um einen großen Strom im Motoraggregat, hier in der Antriebsspule 18', zu erzeugen. Die Schaltung verwendet ein komplementäres Paar von Transistoren, nämlich einen PNP-Transistor 105 und einen NPN-Transistor 106, und hat ferner einen Widerstand 107, eine Stromquelle 108 und eine Kapazität 109.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Uhrenantriebseinrichtung für Kleinuhren, zeichnet, daß die primäre Energiequelle mindeinsbesondere
Armbanduhren, zum Antrieb von stens eine Trockenbatterie (12) ist.
Zeitanzeigevorrichtungen über eine Übertra- 5
Zeitanzeigevorrichtungen über eine Übertra- 5
gungsvorrichtung mit einer Unruh, deren Unruh-.
körper auf einer Unruhwelle befestigt ist, die in _^___
einem Gestell drehbar gelagert ist, mit einem
Haltearm, an dessen freiem Ende das äußere
Ende einer mit dem inneren Ende an der Unruh- io
Haltearm, an dessen freiem Ende das äußere
Ende einer mit dem inneren Ende an der Unruh- io
welle befestigten Spiralfeder fest angebracht ist, Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhrenantriebs-
und mit einem elektrisch betätigbaren, zum An- einrichtung für Kleinuhren, insbesondere Armbandtrieb
dienenden Motoraggregat, das am Gestell uhren, zum Antrieb von Zeitanzeigevorrichtungen
befestigt ist und seine elektrische Energie über über eine Übertragungsvorrichtung mit einer Unruh,
eine vorzugsweise elektronische Schaltung erhält, 15 deren Unruhkorper auf einer Unruhwelle befestigt
die über einen mit der Unruh zusammenwirken- ist, die in einem Gestell drehbar gelagert ist, mit
den Aufnehmer zeitsteuerbar ist, dadurch ge- einem Haltearm, an dessen freiem Ende das äußere
kennzeichnet, daß der im Gestell (25, 27) Ende einer mit dem inneren Ende an der Unruhwelle
drehbar angeordnete Haltearm (31) über die befestigten Spiralfeder fest angebracht ist, und mit
Übertragungsvorrichtung (9) drehbar ist, die vom 20 einem elektrisch betätigbaren, zum Antrieb dienen-Motoraggregat
(18) über ein Schrittschaltwerk den Mctoraggregat, das am Gestell befestigt ist und
(11,20) antreibbar ist. seine elektrische Energie über eine vorzugsweise
2. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 1, elektronische Schaltung erhält, die über einen mit der
dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (31) Unruh zusammenwirkenden Aufnehmer zeitsteuermit
einer im Gestell (25, 27) drehbaren Buchse 25 bar ist.
(32) verbunden ist, die durch das Schrittschalt- Die Wissenschaft über zeithaltende Geräte gehört
werk (11, 20) um vollständige Umdrehungen zu den ältesten Bereichen der Industrie. Uhrmacher
drehbar ist. haben jahrelang versucht, zeithaltende Geräte mit
3. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 2, größerer Genauigkeit zu schaffen, die bei mäßigen
dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschalt- 30 Kosten und in kleiner Größe so hergestellt werden
werk (11, 20) ein Schaltrad (11) hat, das mit der können, daß sie ohne weiteres tragbar sind. So ist
Buchse (32) in Wirkverbindung ist. z. B. längst bekannt, das eine Ende einer Spiralfeder
4. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 3, (Unruh) auf einem drehbaren Hebel zu befestigen
dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (11) (deutsche Auslegeschrift I 049 788).
und die Buchse (32) koaxial zueinander angeord- 35 Eines der größten Probleme bei der Erhöhung der
net und fest miteinander verbunden sind. Genauigkeit besteht in der Beseitigung des Lagefeh-
5. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der lers. Dieses Problem tritt bei stationären Uhren nicht
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- auf, die so konstruiert sind, daß sie in einer bestimmzeichnet,
daß die Steueranordnung ein Pcrma- ten Lage, beispielsweise der senkrechten Lage, bencntmagnetsystem
(34, 35, 36) aufweist, das min- 40 trieben werden. Anders ist es bei tragbaren Kleinuhdestcns
einen Magneten (34, 35) hat, der relativ ren, insbesondere Taschen- oder Armbanduhren, die
zu mindestens einer die Steuerspannung erzeu- ihre Lage während des Tages oft in sehr erratischer
genden Spule (36) bewegbar ist. Art ändern. Besonders bei Armbanduhren kann das
6. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch *>, Zifferblatt zum Teil nach unten oder nach oben oder
dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (34, 35) 45 auch schräg gerichtet sein. Die senkrechte Schweran
der Unruh (22, 26) und die Stcuerspule (36) kraft verursacht dann in gewissen Stellungen einen
am Gestell (25, 27) angebracht ist. langsameren Lauf der Uhr.
7. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 6, Um nun das Problem des Stellungsfehlers zu beseidadurch
gekennzeichnet, daß die Stcuerspule als tigen, wurden schon viele Lösungen vorgeschlagen,
vollständiger Leiterring (36) ausgebildet ist. 50 Beispielsweise ist es bekannt, eine Stimmgabel mit
8. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der hoher Frequenz, beispielsweise 300 Schwingungen
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- pro Sekunde, über eine Batterie anzutreiben, um so
zeichnet, daß die Schaltung oin »Und«-Gattcr diesen Stellungsfehler auszuschalten. Ferner sind
(56) aufweist, das dem Motoraggregat (18) ledig- auch verschiedene komplexe Arten von Resonatoren
lieh dann Strom zuführt, wenn die Unruh (22, 55 bekannt, doch bestehen bei diesen Schwierigkeiten in
26) am Ende ihrer Schwingung in einer bestimm- bezug auf Größe, Kosten, Energiebedarf und Herten
Richtung ist. stellung. Es ist auch bekannt, federangetriebene Klein-
9. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der uhren mit einer Vielzahl von Unruhrädern oder
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- sonstigen komplizierten Kompensierungsvorrichtunzeichnet,
daß das Motoraggregat ein Elektroma- 60 gen auszustatten, doch haben sich auch diese Kongnet
mit einer Antriebsspule (96) und einem hin- struktionen infolge ihrer hohen Kosten, ihrer kom-
und herbeweglichen Anker (19) ist, der an seinem plexen Bauart und der Schwierigkeit der Einstellung
Ende einen Teil, beispielsweise die Klinke (20), nicht bewährt.
des Schrittschaltwerkes (II, 20) trägt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
10. Uhrenantriebseinrichtung nach An- 65 eine Unruh-Kleinuhr zu schaffen, die in der Herstelspruch
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt- lung verhältnismäßig einfach und billig und die frei
rad (11) mit dem ersten Zahnrad (10) der Über- von Stellungsfehlern ist.
Diese Aufgabe wird gemäß
tragungsvorrichtung (9) verbunden ist. der Erfindung dadurch gelöst, daß der im Gestell
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