DE2838709A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine uhr - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 63 D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

EBAUCHES S.A.

MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 1. September 1978

Antriebsvorrichtung für eine Uhr

(Prioritäten: Schweiz, Nr. 10*768/77 vom 2. September 1977 Schweiz, Nr, 6,672/78-6 vom 20«, Juni 1978)

31 Seiten Beschreibung mit 13 Patentansprüchen 10 Blatt Zeichnungen

MP - 27 400

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BERLIN) TELEFON (030) 8 312O88 MÜNCHEN: TELEFON (OSS) 22BS8B

KABEL: PROPINDUS · TELEX 01 84O57 KABEL: PROPlNDUS · TELEX 05 24 244 Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Uhr/ bestehend einerseits aus einem Schrittmotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator eine Spule mit nur einer Wicklung enthält, die auf einem Kern angeordnet ist, der einen magnetischen Kreis mit Polschuhen bildet, welche eine Aussparung umschließen, die an die Form eines drehbaren Zylinders angepaßt ist,! und der Rotor als Permanentmagnet mit mindestens einem diametral einander gegenüberliegenden Polpaar ausgebildet und drehbar in der Aussparung angeordnet ist, und zum anderen aus Steuermitteln, welche an die Spule Stromimpulse liefern können.

Derartige Antriebsvorrichtungen dienen grundsätzlich dazu, über ein Getriebe die Zeiger einer elektronischen Uhr mit Analoganzeige anzutreiben.

Bei den meisten bekannten elektromechanischen Uhren erhält der Schrittmotor Antriebs impulse in fester und genauer Folge, welche aus einer Steuerschaltung stammen, die durch einen Quarzoszillator, gefolgt von Frequenzteilern, geführt wird. Der Motor wird so angesteuert, daß er sich nur in einer Richtung, die der üblichen Zeigerumdrehungsrichtung entspricht, drehen kann.

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Es existieren jedoch Anwendungsfälle,, bei denen es wünschenswert ist, daß der Antriebsmotor sich in zwei Richtungen drehen kann, insbesondere wenn eine Uhr mit einem = gegebenenfalls automatischen - Korrektursystem versehen sein soll oder wenn es das System zulassen soll, beim Passieren verschiedener Zeitzonen jeweils die Ortszeit einzustellen.

Es sind bereits verschiedene Antriebsvorrichtungen für zwei Drehrichtungen sowie entsprechende Steuerschaltungen entwickelt worden.

Einige Motoren sind dazu mit zwei Wicklungen versehen, denen durch Steuerschaltungen alternierend Stromimpulse in einer die Drehrichtung festlegenden Reihenfolge zugeführt werden.

Bei anderen Lösungen ist der Motor nur mit einer Wicklung versehen, wobei die Steuerschaltung ebenfalls alternierende Impulse liefert: wenn sich der Motor in einer von zwei Gleichgewichtspositionen befindet, die beispielsweise durch die Form des Stators bestimmt werden, erzeugt ein Impuls in einer - als positiv angenommenen Richtung - eine Drehung des Rotors um eine halbe Umdrehung im Uhrzeigersinn; der Motor nimmt dann seine andere Gleichgewichtsposition ein, in der zum Erzeugen einer weiteren halben Umdrehung im Uhrzeigersinn ein entgegengesetzt gerichteter - negativer - Impuls zugeführt werden muß. In der ersten Gleichgewichtsposition bewirkt ein negativer Impuls eine halbe Umdrehung des Rotors entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, die aus der zweiten Gleichgewichtsposition heraus durch einen positiven Impuls fortgesetzt wird.

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Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, daß beispielsweise auf eine Stoßbeanspruchung hin, der Rotor des Motors eine ungewollte halbe Umdrehung ausführen kann, bzw. es geschehen kann, daß er auf einen Antriebs impuls nicht reagiert. Damit wird die Umdrehungsrichtung unerwünschterweise umgekehrt, wenn die Impulse in der vorbestimmten Weise weiter erscheinen, und die Stellung des Rotors ändert sich ebenfalls.

Die Gleichgewichtspositionen des Rotors werden im allgemeinen durch eine asymmetrische Form des Stators des Motors bestimmt. Diese Asymmetrie erzeugt eine von der Umdrehungsrichtung abhängige Änderung des Antriebsmoments, wodurch der Wirkungsgrad des Motors herabgesetzt wird. Das ist besonders deswegen von Nachteil, da in elektronischen Uhren der Verbrauch so klein wie möglich sein soll.

Andererseits ist es bei den meisten elektronischen Uhren mit Analoganzeige bekannt, einen Schrittmotor zu benutzen, dem Stromimpulspaare in fest liegender genauer Folge zugeführt werden. Nach jedem Impulspaar oder, wenn der Motor sich in Ruhe befindet, wird die Statorwicklung durch die Steuerschaltung des Motors kurzgeschlossen, um eine Bremswirkung des Rotors in der Weise zu erzielen, daß letzterer am Ende des Schrittes schnell abgebremst wird. Diese Bremswirkung wird durch die Wirkung des in der Wicklung unmittelbar nach Ende des Stromimpulses induzierten Stromes bewirkt.
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Es sind weiterhin Steuermittel für einen Schrittmotor aus der DE-OS 26 58 326 bekannt, wobei der Richtungssinn pro 180*-Schritt wechselt. Diese Steuervorrichtung ist eben-

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falls derartig ausgebildet, daß die Motorwicklung bei Abwesenheit von Stromimpulsen kurzgeschlossen ist.

Diese Vorrichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß ein nicht vernachlässigbarer Teil der dem Motor zugeführten elektrischen Energie ohne Nutzen für die Dämpfung des Rotors verbraucht wird, wenn keine Stromimpulse anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der obengenannten Gattung anzugeben, die von den genannten Nachteilen frei ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mittel gelöst. Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zur Anwendung bei einer Armbanduhr,

Fig. 2 eine Darstellung der dem Motor zugeführten Impulse, wobei die Darstellung a) dem positiven und die Darstellung b) dem negativen Umdrehungssinn des Motors zugeordnet ist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des magnetischen Feldes, das durch positive Antriebsimpulse im Anker des Motors erzeugt wird,
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Fig. 4 eine schematische Darstellung der vom Rotor während der Antriebsimpulse durchlaufenen Drehwinkel,

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Pig. 5 einen Motor mit drei Polaren,

Fign. 6 bis 10 Details verschiedener Varianten des erfindungsgemäßen Schrittmotors,
5

Fig. 11 ein Diagramm, in der die Funktion einer bekannten Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 12 ein Diagramm, in dem die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemiß Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 13 ein weiteres Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung unter Verwendung eines Motors, wie er aus der genannten DE-OS 26 58 326 bekannt ist,

Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung für einen Motor gemäß Fig. I₇

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Fig. 15 Diagramme, in denen verschiedene Impulsverläufe in der in Fig. 14 dargestellten Schaltung beim Erzeugen der in Fig. 2 dargestellten, dem Schrittmotor zugeführten Impulse dargestellt sind, wobei die Darstellung a) dem positiven Umdrehungssinn und die Darstellung b) dem negativen Umdrehungssinn zugeordnet ist,

Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung für den in Fig. 1 dargestellten Motor, 30

Fig. 17 Diagramme der verschiedenen logischen Zustände der in Fig. 16 dargestellten Schaltung, wobei die Teile a) und b) wiederum dem positiven bzw. negativen Umdrehungssinn des Motors entsprechen, sowie

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Fign. 18, 19 und 20 drei Varianten von Schaltungen

elektronischer Uhren, in denen der in Fig. 1 dargestellte Motor Verwendung findet.

Der in Fig. 1 dargestellte Antrieb einer Armbanduhr umfaßt eine Zeitbasis 1, die beispielsweise aus einem Quarzoszillator besteht, der ein Signal mit einer Frequenz von 32 kHz an einen Frequenzteiler 2 liefert, der in bekannter Weise durch eine Teilerkaskade gebildet wird. Die von mindestens einer Frequenzteilerstufe gelieferten Signale werden einer Treiberschaltung 3 zugeführt, deren Ausgänge 3a und 3b mit Anschlüssen 4a und 4b eines Motors 4 verbunden sind. Letzterer weist eine Wicklung 5 mit den Anschlüssen 4a und 4b auf, welche auf einem einen Stator 7 bildenden Kern aus weichem magnetischen Material angebracht ist, der durch ebenfalls aus weichmagnetischem Material bestehende Polschuhe verlängert wird, die aus zwei relativ dicken Teilen 7a und 7b zusammengesetzt und unter sich über zwei dünnere Teile 7c und 7d verbunden sind. Dadurch wird ein eine zentrale öffnung bildender Raum 8 für einen rotierenden Zylinder geschaffen.

Ein aus einem Permanentmagneten mit diametraler Magnetisierung gebildeter Rotor 9 ist in dem Raum 8 auf einer Welle 10 drehbar gelagert, deren Achse mit derjenigen des Raums 8 zusammenfällt.

Ein zweiter Permanentmagnet wird durch einen aus einem magnetisieren Stab bestehenden Magneten 11 gebildet, der den dünneren Bereichen 7d des Stators benachbart ist, in der Weise, daß die Nord-Süd-Magnetisierungsebene die Achse des Rotors 9 schneidet. Die Dimensionen und magnetischen Charakteristiken des Stators 7 und insbesondere der dün-

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neren Teile 7c und 7d, sowie des Magneten 11 sind so gewählt, daß die Felder der Magneten 9 und 11 in Abwesenheit eines Stromes durch die Wicklung 5 in der Weise zusammenwirken, daß sie den Rotor in Richtung einer Geraden X positionieren, welche durch seine beiden Pole und die beiden Pole des Magneten 11 definiert ist.

Der Rotor 9 trägt ein Ritzel 12, welches das erste Element in einem Getriebe bildet, das weiterhin Untersetzungselemente 13, 14 und ein Rad 15 auf einer Welle enthält, auf der außerdem ein Zeiger 17 befestigt ist, der schematisch die Anzeigeelemente der Armbanduhr darstellen soll. Letztere enthält eine Steuervorrichtung für die Drehrichtung des Motors, für die Ausführungsbeispiele weiter unten näher beschrieben sind.

Die von der Treiberschaltung 3 an den Motor 4 gelieferten Impulse sind in Fig. 2 dargestellt, wobei diejenigen Impulse willkürlich als positiv angenommen wurden, welche im Stator 7 ein Feld hervorrufen, das im Teil 7a als magnetischer Nord- und im Teil 7b als magnetischer Südpol wirkt. Das Feld, welches eine viel größere Intensität aufweist als jenes, welches vom Positionsmagneten 11 herrührt, ist in Fig. 3 dargestellt, wo die strichpunktierten Linien schematisch die Verteilung der Kraftlinien in dem freien Raum 8 bei abwesendem Rotor 9 und Positionsmagneten 11 angeben. Diese Kraftlinien haben eine Hauptrichtung, die durch den Pfeil Y gekennzeichnet ist. Bei einem negativen Impuls kehrt sich die Richtung der Kraftlinien um.

Das durch positive Impulse erzeugte Magnetfeld (Fig. 2a) hat daher die Tendenz, den Rotor aus seiner Gleichgewichtsposition um eine viertel Umdrehung in der Richtung,

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die in Fig. 1 durch den Pfeil 19 angedeutet ist (positive Richtung im Uhrzeigersinn), zu bewegen. Dieser Impuls wird nach einer Zeitdauer ti, wenn der Rotor sich um einen Winkel Ψ1 (Fig. 4) gedreht hat, unterbrochen. Während des Zeitraums t2 setzt der Rotor aufgrund seiner kinetischen Energie seine Umdrehung fort und durchläuft den Winkel <P2. Am Ende des Zeitraums t2 dreht sich der Motor um weitere 90", so daß durch das Feld, welches durch den negativen Antriebs impuls erzeugt wird, der in diesem Moment beginnt, die Tendenz einer Drehbewegung im selben Sinn erzeugt wird. Dieser Impuls dauert für eine Zeit t3 an, und wenn er beendet ist, hat der Motor eine Drehung um den Winkel φ3 ausgeführt. Die Summe dieser Winkel <P1, v?2 und <p3 ist größer als 180° und der Rotor gelangt aufgrund seiner kinetischen Energie und des durch die Einwirkung des Magneten 11 auf den Rotor 9 ausgeübten· Positionierungsmoments wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Damit hat er unter dem Einfluß eines Impulspaares, bestehend aus einem von einem negativen Impuls gefolgten positiven Impuls, eine vollständige Umdrehung ausgeführt.

Um eine Drehbewegung des Rotors im umgekehrten Sinn zu bewirken, ist es ausreichend, einen von einem positiven Impuls gefolgten negativen Impuls abzugeben, wie es in Fig. 2b dargestellt ist. Die durch diese Impulse erzeugten Magnetfelder bewirken eine Umdrehung des Rotors entgegen dem Uhrzeigersinn in negativer Richtung.

Die Zeitdauern ti, t2 und t3, die Impulse und die sie trennenden Pausen hängen von der Charakteristik des Motors und dem zu liefernden Moment ab. Die Zeiten ti und t2 können gleich oder unterschiedlich sein. Es ist jedoch von gewisser Bedeutung, t3 größer als ti zu machen, um eine

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Vergrößerung des entgegengerichtet'en Momentes durch die abstoßende Wirkung der Nordpole der Magnete 9 und 11 zu erhalten, wenn der Motor seine erste halbe Umdrehung beendet.
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In entsprechender Weise ist es in Abhängigkeit vom Anwendungsfall möglich, die Zeitdauer der Pause t2 zwischen den beiden antreibenden Impulsen bis auf null zu verringern.

Es ist weiterhin möglich, den Rotor mit mehr als einem Paar von Magnetpolen zu versehen, unter der Bedingung, daß ihre Zahl ungerade ist. In Fig. 5 ist ein Motor dargestellt, dessen Rotor 9', der in einem Stator ähnlich demjenigen in Fig. 1 montiert ist, drei Polpaare aufweist, die mit Nl-Sl, N2-S2 und N3-S3 bezeichnet sind. Jedes Paar von Impulsen, das demjenigen gemäß Fig. 2a entspricht, bewirkt dabei eine Umdrehung des Rotors um eine drittel Umdrehung im negativen Sinn, während jedes Impulspaar gemäß Fig. 2 eine drittel Umdrehung im positiven Sinn hervorruft. Ein Rotor mit fünf Polpaaren dreht sich im Gegensatz dazu im selben Sinn wie die Anordnung gemäß Fig. 1. Es ist ersichtlich, daß die Dauer der Antriebs impulse an die Anzahl der verwendeten Polpaare des Rotors angepaßt sein muß.

In den Fign. 6 bis 10 sind verschiedene Ausführungsvarianten des Motors darstellt:

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform werden die allein dargestellten Teile 7a und 7b des Stators 7 durch einen nutförmigen Spalt 20 getrennt, in dem ein Positionierungsmagnet angeordnet ist.

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In Fig. 7 ist der Positionierungsmagnet 11 in einer Ausnehmung 21 im dünneren Bereich 7d des Stators gegenüber dem freien Raum 8 angeordnet.

In Fig. 8 sind, wie in Fig. 5, die starken Teile 7a und 7b des Stators 7 durch einen Spalt 20 getrennt, wobei der Positionierungsmagnet in Form eines Kreissegments 22 unterhalb des Bogens 23 des Stators angeordnet ist.

In Fig. 9 ist ein Positionierungsmagnet 11 in einer Spalte 20 wie bei der Variante gemäß Fig. 6 angeordnet, wobei seine Wirkung durch einen zweiten Positionierungsmagnet II¹, der in einer Spalte 20' gegenüber dem Rotor 9 angeordnet ist, verstärkt wird.

. Die Spalten 20 bzw. 20', die bei den Ausführungsformen gemäß den Fign. 5, 7 und 8 in den Bereichen 7d bzw. 7c des Stators 7 angeordnet sind, erzeugen ein zusätzliches Positionierungsmoment des Rotors, das sinusförmig periodisch pro halber Umdrehung des Rotors verläuft und eine Glättung des umdrehungsabhängigen Moments bewirkt.

Ein ähnlicher Effekt kann durch eine exzentrische Anordnung des Rotors erreicht werden, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, wobei sich in diesem Fall die Wirkung mit derjenigen des Spalts 20 überlagert.

Der Positionierungsmagnet kann auch in anderer Weise angeordnet sein und es können weitere Mittel vorgesehen sein, um die Abhängigkeit des Motormoments und des Positionierungsmoments in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Rotors zu beeinflussen.

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In Fig. 11 sind in Diagrammen Motormomente, die Spannung VM an den Klemmen der Wicklung 5 und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 9 des Motors in Abhängigkeit. von der Winkelstellung dargestellt. Dabei zeigt sich, daß ein positiver Impuls der Spannung VM ein Moment hervorruft, welches den Rotor 9 (in Richtung des Pfeiles 19) aus der Ruheposition in die Position b) treibt. Nach einer Pause, in der die Wicklung 5 des Motors nicht mit Spannung versorgt wird, in der aber der Rotor seine Drehbewegung fortsetzt und in die Position 10 gelangt, erhält die Wicklung an ihren Anschlüssen einen negativen Impuls -VM, welcher den Rotor aus der Position C in die Position D gelangen läßt. Von der Position D ab ist die Wicklung 5 des Motors kurzgeschlossen (cc), um die Bewegung des Rotors, dessen Geschwindigkeit zunimmt bis zu einem Winkel von ungefähr 300° abzubremsen. Die Geschwindigkeit nimmt daraufhin gegen Ende des Schrittes (360°) rapide ab. Das in Fig. 12 dargestellte Diagramm stellt die Funktion einer Antriebsvorrichtung dar, welche von der erfindungsgemäßen Lehre Gebrauch macht. Dieses Diagramm zeigt Motormomente, die Spannung an den Anschlüssen der Wicklung 5 und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 9 in Abhängigkeit vom Drehwinkel.

Bis zu einer Position C des Rotors ähnelt das Diagramm dem in Fig. 11 dargestellten. Im Punkt C erhält die Wicklung des Motors an ihren Anschlüssen einen negativen Impuls -VM von wesentlich kürzerer Dauer (C-D) als es in Fig. 11 darges-tellt ist. Von der Position D aus wird die weiter unten beschriebene Treiberschaltung derart betrieben, daß sie für die Wicklung 5 einen praktisch unendlich großen Widerstand, also praktisch einen offenen Schaltkreis darstellt (co.). Da die Geschwindigkeit des Rotors 9 damit unge-

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dämpft ist, wird seine Bewegung nur durch den Widerstand des Getriebes für die Anzeigeorgane abgebremst.

Es ist ausreichend, die Abbremsung der Motorbewegung gegen Ende des Schrittes ungefähr von der Position E an vorzunehmen, so daß der Rotor nach einer abklingenden Schwingung in der Endposition des Schrittes stehenbleibt.

Zu der graphischen Darstellung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Winkelstellung (unterer Teil in
Fig. 12) ist zu bemerken, daß die erreichte maximale Geschwindigkeit kleiner ist als diejenige, die bei der bekannten Einrichtung gemäß Fig. 1 erreicht wird, wie es aus dem zugehörigen Diagramm in Fig. 11 ersichtlich ist. Das hat seine Ursache darin, daß die elektromotorische Gegenkraft der Rotorwicklung den Motor nicht mehr abbremst und es damit nicht notwendig ist, ihm zum überwinden dieser
Kraft eine erhöhte Geschwindkeit zu erteilen.

Daraus resultiert eine beträchtliche Energieersparnis,
welche stattdessen zum Antrieb des Motors zur Verfügung
steht.

In Fig. 13 ist als Beispiel gezeigt, wie bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung auch von einem Motor Gebrauch gemacht werden kann, wie er aus der obengenannten DE-OS 26 58 326 (Fig.l) bekannt ist.

In diesem Diagramm sind die statischen Momente und die
Winkelgeschwindigkeit des Rotors in Abhängigkeit vom Drehwinkel dargestellt, wohingegen die Spannung an den Anschlüssen der Motorwicklung in Abhängigkeit von der Zeit wiedergegeben ist.

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Die Funktionsweise des Motors bei Vorwärtslauf entspricht dem zuvor beschriebenen. Daher soll lediglich die Rückwärtsbewegung beschrieben werden.

Ein positiver Impuls +VM (A-B im zeitlichen Diagramm des Stroms) läßt den Motor im Uhrzeigersinn anlaufen, d.h. entgegengesetzt zum gewünschten Drehsinn. Der Motor gelangt in eine Position B, in der das negative Positionierungsmoment ein Maximum ist. In diesem Augenblick wird ein negativer Impuls -VM (B-C) geliefert und ein maximales inverses Moment hervorgerufen, welches eine Verlangsamung, ein Anhalten und ein Beschleunigen des Motors im gewünschten Drehsinn entgegen dem Uhrzeiger in die Position C bewirkt. Hier setzt der Motor seine Umdrehung ohne. Energieverbrauch allein aufgrund seiner gespeicherten kinetischen Energie fort. Das Ende des Schrittes von der Position C (490°) wird wie bei der gegenwärtigen Vorrichtung dadurch erleichtert, daß die Versorgungssehaltung für die Motorwicklung geöffnet wird, d.h. jeder Strom durch die Motor-Wicklung unterbrochen wird, so daß eine Bedämpfung der Motorbewegung durch Induktionsstrom, wie sie bei kurzgeschlossener Wicklung stattfinden würde, verhindert ist.

In der Position D wird die Wicklung kurzgeschlossen, um den Stillstand des Motors sicherzustellen, welcher nach einer abklingenden Schwingung um die Ruhelage (0°) eintritt.

In Fig. 14 ist ein Ausführungsbeispiel einer Treiberschaltung 3 dargestellt, in der vier MOS-Transistoren Tl, T2, T3 und T4, paarweise mit ihren Source-Elektroden an den negativen (V-)-Pol der Spannungsquelle (Transistoren Tl und T2, vom Typ n) bzw. an den positiven Pol (V+) der

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Spannungsquelle (Transistoren T3 und T4 vom Typ ρ) angeschlossen sind. Die Drain-Elektroden der Transistoren Tl und T3 sind unter sich und über den Ausgang 3a der Treiberschaltung 3 mit dem Anschluß 4a des Motors 4 verbunden. Die Drain-Elektroden der Transistoren T2 und T4 sind gleichfalls unter sich verbunden und über den Ausgang 3b der Schaltung 3 an den Anschluß 4b des Motors angeschlossen.

Bekanntlich wird ein MOS-Transistor gesperrt, wenn an seine Steuerelektrode der logische Zustand "0" angelegt wird, wenn es sich um einen Transistor vom Typ η handelt bzw. er wird leitend, wenn es sich um einen Transistor vom Typ ρ handelt. Das Umgekehrte gilt für den logischen Zustand "1".

Die vier Transistoren liefern an den Motor 4 die zuvor genannten Impulse, wie sie anhand von Fig. 2 beschrieben sind. Dazu müssen die Steuerelektroden Gl bis G4 in einer Weise angesteuert werden, wie es in Fig. 12 dargestellt ist: Im Ruhezustand des Motors zwischen den Antriebs impulsen ist die Wicklung 5 kurzgeschlossen, was beispielsweise dadurch erreicht wird, daß der logische Zustand "0" an die Steuerelektroden der vier Transistoren angelegt wird, wodurch die Transistoren Tl und T2 gesperrt und die Transistoren T3 und T4 leitend werden.

Um den Motor in positiver Richtung drehen zu lassen (Fig. 15a), wird der Transistor T4 gesperrt und der Transistor T2 leitend gemacht, indem der logische Zustand "1" während der Zeit ti an die Steuerelektroden G4 und G2 angelegt wird.

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Während des Zeitraums t2 wird der Strom ohne Kurzschluß der Wicklung 5 unterbrochen, um eine Bedämpfung der Rotorbewegung zu vermeiden. Das erfolgt über ein Sperren des Transistors T3 durch Anlegen des logischen Zustande "1" an seine Steuerelektrode G 3.

Während der Zeit t3 wird der Transistor T2 gesperrt und die Transistoren Tl und T4 leitend gemacht durch Anlegen des Zustands "0" an die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 und des Zustands "1" an die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl.

Am Ende der Zeit t3 wird der Strom durch die Wicklung 5 unterbrochen, woraufhin der Transistor Tl sperrt und weiterhin, um die Drehbewegung des Rotors zu verhindern, T3 leitend gemacht. In diesem Zustand, der der Ruheposition des Motors entspricht, wird der Zustand "0" an die Steuerelektroden Gl und G3 dieser beiden Elektroden angelegt.

Um den Motor im negativen Sinn laufen zu lassen, werden die Sperr- und Leitzustände der Transistoren während der Zeiten ti und t3 vertauscht.

Die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 nehmen jeweils den selben Zustand ein und können deshalb verbunden und gemeinsam angesteuert werden.

Eine Schaltung, welche geeignet ist, die zuvor beschriebenen Signale zu liefern, ist ebenfalls in Fig. 14 dargestellt. Sie besteht aus drei monostabilen Zeitgebern 24, 25 und 26, welche in Reihe geschaltet sind und an ihren Ausgängen 24a, 25a bzw. 26a positive Impulse mit Zeitdauern ti, t2 und t3 liefern. Der Zeitgeber 24 beginnt mit

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der Impulsabgabe, wenn der Ausgang 2a des Teilers, an dessen Ausgang er angeschlossen ist, vom Zustand "0" in den Zustand "1" übergeht, während die beiden anderen aktiviert werden, wenn er vom logischen Zustand "1" in den Zustand "0" übergeht.

Der Ausgang 24a des Zeitgebers 24 ist mit Eingängen 27b und 28b von zwei UND-Gattern 27 und 28 verbunden, deren zweite Eingänge 27c bzw. 28c an den Eingang 3c der Treiberschaltung 3 entweder direkt oder über einen Inverter angeschlossen sind.

Entsprechend ist der Ausgang 26a des Zeitgebers 26 mit Eingängen 30b und 31b von zwei UND-Gattern 30 und 31 verbunden, deren zweite Eingänge 30c und 31c mit dem Eingang 3c der Schaltung 3 entweder direkt oder über den Inverter 29 verbunden sind. Die Ausgänge 27a und 30a der Gatter und 30 sind mit Eingängen 32b und 32c eines ODER-Gatters 32 verbunden, deren Ausgang 32 an die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl sowie den Eingang 3 3b eines ODER-Gatters 33 angeschlossen ist, deren zweiter Eingang 33c an den Ausgang 25a des Zeitgebers 25 und dessen Ausgang 33a an die Steuerelektrode des Transistors T3 angeschlossen sind.

Die Ausgänge 28a und 31a der Gatter 28 und 31 sind mit Eingängen 34b und 34c eines ODER-Gatters 34 verbunden, deren dritter Eingang 34d an den Ausgang 25a des Zeitgebers 25 und dessen Ausgang 34 an die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 angeschlossen ist.

Wenn der Eingang 3c der Treiberschaltung 3 sich im logischen Zustand "0" befindet, werden die Steuerelektroden G2

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und G4 der Transistoren T2 und T4 tür die Zeit ti über die Gatter 28 und 34 in den logischen Zustand "1" gesetzt. Während der Zeit t2 wird dieser Zustand "1" durch die Steuerelektroden G2 und G4 über das Gatter 34 aufrechterhalten und über das Gatter 33 der Steuerelektrode G3 des Transistors T3 zugeführt. Während der Zeit t3 erhalten die Steuerelektroden Gl und G3 der Transistoren Tl und T3 über die Gatter 30 und 32 bzw. 30, 32 und 33 ein logisches Signal "1".

Wenn der Eingang 3c sich im logischen Zustand "1" befindet, wird der am Ausgang 24a des Zeitgebers 24 vorhandene logische Zustand "1" während der Zeit ti über die Gatter 27, 32 und 33 den Steuerelektroden Gl und G3 der Transistören Tl und T3 zugeführt. Während der Zeit t2 erhalten die Steuerelektroden G2, G3 und G4 der Transistoren T2, T3 und T4 ein logisches Signal "1" über Gatter 33 und 34, das am Ausgang 25a des Zeitgebers 25 anliegt. Schließlich erhalten die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 über die Gatter 31 und 34 während der Zeit t3 ein logisches Signal "1" vom Ausgang 26a des Zeitgebers 26.

Bei einer elektronischen Armbanduhr ist es vorteilhaft, Zeitgeberschaltungen in Form von digitalen logischen Schaltungen zu realisieren, welche Signale aus den Stufen des Frequenzteilers 2 benutzen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß bei einer Schaltung, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, ein Teil der Bremsenergie des Rotors bei kurzgeschlossener Wicklung und fehlenden Stromimpulsen eingespart wird.

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In Fig. 16 ist eine Treiberschaltung 3 dargestellt, welche für einen Motor bestimmt ist, wie er in Fig. 1 dargestellt ist und neben weiteren Elementen vier MOS-Transistoren Tl, T2, T3 und T4 mit paarweise verbundenen Source-Elektroden aufweist, wobei jeweils paarweise die Transistoren Tl und T2 vom Typ η mit dem negativen Pol (V-) und die Transistoren T3 und T4 vom Typ ρ mit dem positiven Pol (V+) der Spannungsquelle verbunden sind. Die Drain-Elektroden der Transistoren Tl und T3 sind unter sich und mit dem An-Schluß 4a des Motors 4 über den Ausgang 3a der Treiberschaltung 3 verbunden. Die Drain-Elektroden T2 und T4 sind unter sich und mit dem Anschluß 4b des Motors über den Ausgang 3b der Schaltung 3 verbunden.

Damit die vier Transistoren an den Motor 4 die zuvor beschriebenen und in den Fig. 12 und 13 dargestellten Impulse liefern, müssen ihre Steuerelektroden Gl bis G4 in einer Weise angesteuert werden, wie es in Fig. 17 dargestellt ist: In der Ruhestellung des Motors zwischen den Antriebsperioden muß die Wicklung 5 kurzgeschlossen sein, was beispielsweise dadurch erreicht wird, daß an die Steuerelektroden der vier Transistoren der Zustand "0" angelegt wird, so daß die Transistoren Tl und T2 gesperrt und die Transistoren T3 und T4 leitend werden.

Für den positiven Drehsinn des Motors (Fig. 17a) wird der Transistor T4 gesperrt und der Transistor T2 leitend gemacht, indem der logische Zustand "1" für die Zeit ti an die Steuerelektroden G2 und G4 angelegt wird.

Während der Zeit t2 wird der Strom ohne Kurzschließen der Wicklung 5 unterbrochen, um eine Dämpfung der Bewegung des Motors zu vermeiden, wofür der Transistor T3 durch AnIe-

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gen des Zustands "1" an seine Steuerelektrode G3 gesperrt wird.

Während der Zeit t3 wird der Transistor T2 gesperrt und die Transistoren Tl und T4 durch Anlegen des Zustands "0" an die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 und des Zustands "1" an die Elektrode Gl des Transistors Tl leitend gemacht.

Für die Zeit t4 wird der Strom erneut ohne Kurzschließen der Wicklung unterbrochen, um ein Abbremsen des Motors, wie zuvor beschrieben, zu vermeiden, wobei die Transistoren Tl und T4 durch Anlegen des Zustands "0" an die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl und des logischen Zustands "1" an die Steuerelektroden G2, G3 und G4 gesperrt werden.

Am Ende des Zeitraums t4 wird die Wicklung 5 durch die leitend gemachten Transistoren T3 und T4 kurzgeschlossen, um die Drehung des Motors zu beenden, und der Transistor T2 gesperrt. Dies ist der Ruhezustand des Motors, während dessen an die Steuerelektroden Gl bis G4 der Transistoren der Zustand "0" angelegt wird.

Um den Motor in negativer Richtung (Fig„ 17b) laufen zu lassen, werden die Zustände der Leitfähigkeit und des Sperrens der Transistoren während der Zeiten ti und t3 vertauscht. Es wird darauf hingewiesen, daß die Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4 sich jeweils im selben Zustand befinden, so daß sie unter sich verbunden und gemeinsam angesteuert werden können.

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Eine weitere Schaltung, welche ebenfalls geeignet ist, die zuvor beschriebenen Signale zu liefern, ist in Fig. 16 dargestellt. Sie kann einen Motor mit Impulsen während der Zeiten ti bis t4 von ungefähr 6, 1, 6 bzw. 3 Millisekünden zu versorgen. Die Steuerelektrode Gl eines Transistors Tl ist mit dem Ausgang 35a eines UND-Gatters 35 verbunden, dessen Eingänge 35b bzw. 35c jeweils mit der Steuerelektrode G3 des Transistors T3 und über einen Inverter 36 mit den Steuerelektroden G2 und G4 der Transistoren T2 und T4, die zusammengeschaltet sind, verbunden ist.

Die Steuerelektrode G3 ist weiterhin an den Ausgang 37a eines ODER-Gatter 37 angeschlossen, dessen Eingänge 37b und 37c an Ausgänge 38h und 39h von zwei UND-Gattern 38 und 39 sowie den Eingang 37c und 'den Ausgang 4 8a eines UND-Gatters 48 angeschlossen sind. In ähnlicher Weise sind die Steuerelektroden G2 und G4 an den Ausgang 40a eines ODER-Gatters 40 angeschlossen, dessen Eingänge 40b und 40c mit Ausgängen 41a und 42a von zwei UND-Gattern 41 und 42 sowie dem Eingang 4Od und dem Ausgang 48a des Gatters 48 verbunden sind.

Der Eingang 3c der Treiberschaltung 3, die zur Wahl der Drehrichtung des Motors 4 dient, ist direkt mit Eingängen 38b und 42b von Gattern 38 und 42 und/ über einen Inverter 43 mit Eingängen 39b und 41b der Gatter 39 und 41 verbunden.

Die Eingänge 38c und 41c der Gatter 38 und 41 sind mit dem Ausgang Q eines D-Flip-Flops 44 und die Eingänge 39c und 42c der Gatter 39 und 42 an den Ausgang Q eines anderen D-Flip-Flops 45 angeschlossen.

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Der D-Eingang des Flip-Flops 44 ist mit dem positiven Pol V+ der Spannungsquelle verbunden, was dem logischen Zustand "1" entspricht. Auf diese Weise nimmt der Ausgang Q bei jedem übergang des Uhreneingangs CL vom Zustand "0" den Zustand "1" den logischen Zustand "1" an, wobei der Eingang CL mit dem Ausgang 2a des Teilers 2 verbunden ist. Der Eingang R zum Zurücksetzen auf null ist mit dem Ausgang 46a eines UND-Gatters 46 verbunden.

Der D-Eingang des Flip-Flops 45 ist an den Ausgang Q des Flip-Flops 44, sein Uhreneingang CL an den Ausgang 47a eines UND-Gatters 47 und sein Rücksetzeingang R an den Ausgang 48a des UND-Gatter 48 angeschlossen. Die Eingänge 46b und 47b sind miteinander und über den Inverter 49 mit dem Ausgang 2b des Teilers 2 verbunden, an den ebenfalls der Eingang 48b des UND-Gatters 48 angeschlossen ist, wobei die Eingänge 46c und 47c beide an den Ausgang 51a eines UND-Gatters 51 angeschlossen sind. Die Eingänge 51b und und 48c sind miteinander und mit einem Zwischenstufenausgang 2c des Teilers 2 verbunden. Der Eingang 51c des Gatters 51 und der Eingang 50b des UND-Gatters 50 sind gemeinsam an den Ausgang 2d des Teilers 2 angeschlossen. Die beiden Eingänge 46d und 50c sind untereinander und mit dem Ausgang 2e des Teilers 2 verbunden. Der Ausgang 50a führt schließlich zum Eingang 48d.

Dem Eingang des Frequenzteilers 2 wird das Ausgangssignal von dem Quarzoszillator 1 zugeführt. Ohne näher auf Einzelheiten eingehen zu wollen, die für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich sind, erkennt man, unter Bezugnahme auf die Fign. 17a und 17b, daß der Ausgang Q des Flip-Flop 44 vom Zustand "0" in den Zustand "1" dann übergeht, wenn der Ausgang 2a des Teilers 2 vom Zustand "0" in den Zu-

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stand "1" kippt - d.h. jede Sekunde. Nach drei Signalperioden vom Ausgang 2e des Teilers 2 liefert der Ausgang 4 7a des Gatters 47 ein Signal, welches den Ausgang Q des Flip-Flops 45 ebenfalls in den Zustand "1" gelangen läßt. Nach einer weiteren Halbperiode des Signals 2e geht der Ausgang 46a des Gatters 46 in den Zustand "1", wodurch der Ausgang Q des Flip-Flops 44 in den Zustand "0" zurückgesetzt wird. Nach einer Zeit, der drei Perioden des Signals 2e entspricht, wird der Ausgang 48a des Gatters 48 "1", wodurch der Ausgang Q des Flip-Flops 45 ebenfalls auf "0" gesetzt wird. Nach einer Zeitdauer, die ungefähr einer Halbperiode des Signals 2e entspricht, kehrt der Ausgang 48a in den Zustand "0" zurück.

Die Zustände "0" und "1" der Ausgänge Q der Flip-Flops 44 und 45 werden an Steuerelektroden Gl bis G4 der Transistoren Tl bis T4 über Gatter 39 und 41 übertragen, wenn der Eingang 3c zum Bestimmen des Drehsinns sich im Zustand "0" befindet, sowie über die Gatter 38 und 42, wenn letzterer den Zustand "1" einnimmt. Die an verschiedenen Stellen der Schaltung auftretenden Signalverlaufe sind in Fig. 17a für den Fall der positiven Drehrichtung und in Fig» 17b für den Fall der negativen Drehrichtung des Motors dargestellt.

Während der Zeit t4, in der die Schaltung des Motors geöffnet ist, wird der Zustand "1" der Eingänge 37d und 4Od an Ausgänge 37a und 40a übertragen, welche den Zustand der Transistoren Tl und T4 in der zuvor beschriebenen Weise bestimmen.

Die Zeitdauer ti der in den Fign. 16 und 17 dargestellten Beispiele wird hier durch die Zeit bestimmt, in der der

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Ausgang Q des Flip-Flops 44 sich allein im Zustand "1" befindet. Der Zeit t2 entspricht das Verweilen der Ausgänge Q der Flip-Flops 44 und 45 im Zustand "1". Während der Zeit t3 befindet sich der Q-Ausgang des Flip-Flops 45 allein im Zustand "1" und während der Zeit t4 sind die beiden Ausgänge der beiden Flip-Flops im Zustand "0".

In dem beschriebenen Beispiel liefern die Ausgänge 2b bis 2e des Teilers 2 Signale mit Frequenzen von 64, 128, 256 bzw. 512 Hz. Die Zeiten ti und t3 entsprechen beide ungefähr 3/512 s, d.h. ungefähr 6 msec, die Zeit t2 0,5/512 s, entsprechend ungefähr 1 ms, und die Zeit t4 ist gleich 1,5/512 s, d.h. ungefähr gleich 3 ms und entsprechen damit den gewünschten Werten.

Die Länge der Zeiten kann selbstverständlich durch Änderung der Schaltung von Gattern und Invertern 4 6 bis 51 geändert werden, so daß sich für die Flip-Flops 44 und 45 andere Steuersignale ergeben-

Die oben beschriebene Antriebsvorrichtung kann bei Uhren verwendet v/erden, die mit veschiedenen Schaltungen versehen sind, wie sie beispielsweise anhand der Fign- 18, 19 und 20 beschrieben werden.

Eine Schaltung nach dem in Fig. 18 prinzipiell angegebenen Schema gestattet es, eine Uhr äußerst einfach zu stellen» Sie weist dafür zwei (nicht dargestellte) Drucktasten auf, welche Kontakte 52 bzw. 53 schließen, wenn sie betätigt werden.

Die Treiberschaltung 3 ist identisch mit der in Fig. 16 dargestellten, mit Ausnahme der Verbindung zwischen dem

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Ausyang 2a des Teilers 2 und dem Eingang CL des Flip-Flops 44, die ein ODER-Gatter umfaßt, dessen Ausgang 54a mit dem CL-Eingang des Flip-Flops 44 verbunden ist und dessen einer Eingang 54b zum Ausgang 2a des Teilers 2 führt. Der zweite und der dritte Eingang 54c und 54d des Gatters 54 sind mit dem Ausgang 55a eines UND-Gatters 55 bzw. einem Ausgang 56a einer monostabilen Schaltung verbunden.

Die Eingänge 55b und 55c des Gatters 55 sind mit dem Ausgang 57a eines Zeitgebers 57 bzw. einem Ausgang 2f einer Teilerstufe des Teilers 2 verbunden, die beispielsweise eine Frequenz von 32 Hz liefert. Die monostabile Schaltung 56 und der Zeitgeber 57 sind mit ihren Eingängen 56b bzw. 57b gemeinsam an den Ausgang 58a eines ODER-Gatters 58 angeschlossen, dessen Eingänge 58b. und 58c über eine nicht dargestellte'Anpaßschaltung mit den Kontakten 52 und 53 verbunden sind.

Der Eingang 58c des Gatters 58 ist weiterhin an den Eingang 3c der Treiberschaltung 3 angeschlossen. Die übrige Treiberschaltung ist nicht dargestellt, da sie mit derjenigen nach Fig. 16 übereinstimmt.

Die Kontakte 52 und 53 sowie diejenigen der Anpaßschaltung sind derart ausgestaltet, daß, wenn die Kontakte geöffnet sind, sich der Zustand "0" an den Eingängen 58b und 58c des Gatters 58 einstellt und, daß, wenn der Benutzer einen der Drucktasten betätigt und den entsprechenden Kontakt schließt, der Zustand "1" am entsprechenden Eingang erscheint.

Dis monostabile Schaltung 5β liefert an ihrem Ausgang 5 6a jedesmal ₀ wenn der Eingang 56b vom Zustand ™0" in den 2u~

stand "1" übergeht, einen einzelnen Impuls. Der Zeitgeber 57 gibt an seinem Ausgang 57a ein Signal "1" um eine vorgegebene Zeitdauer verzögert, bezogen auf den Übergang des Eingangs 57b vom Zustand "0" in den Zustand "1" ab, unter der Bedingung, daß er dort ohne Unterbrechung verbleibt. Das Signal "1" verschwindet, sobald der Eingang 57b wieder den logischen Zustand "0" erreicht.

Wenn der Benutzer die Uhr beispielsweise um eine Sekunde vorzustellen wünscht, betätigt er die dem Kontakt 52 zugeordnete Drucktaste kurzzeitig. Das Monoflop 56 gibt einen Impuls ab, der das Flip-Flop 44 über das Gatter 54 erreicht und die Abgabe eines Paars von Antriebs impulsen durch die Treiberschaltung veranlaßt, wie es oben beschrieben ist.

Wenn er dagegen die Uhr um eine Sekunde zurücksetzen möchte, betätigt er kurzzeitig die dem Kontakt 53 zugeordnete Taste, welche ebenfalls die Abgabe eines Paars von Antriebsimpulsen auslöst, wobei gleichzeitig der logische Zustand "1" am Eingang 3c der Treiberschaltung angelegt wird, wodurch eine Umdrehung des Motors entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn ausgelöst wird.

Wenn der Benutzer die Zeitangabe der Uhr um einen größeren Betrag verändern möchte, drückt er die gewünschte Drucktaste entsprechend lange« Das erste Impulspaar wird erzeugt, wie es beschrieben wurde, aber wenn der Ausgang 5 7a des Zeitgebers 57 in den Zustand "1" übergeht, läßt das Gatter 55 die vom Ausgang 2f des Teilers 2 gelieferten Impulse passieren» Die Treiberstufe liefert daraufhin an den Motor Impulspaare mit einer Frequenz von 32 Hz solange der Benutzer die Drucktaste betätigt= Die Richtung der Umdrehung

- yr-

wird dabei weiterhin durch die betätigte Drucktaste bestimmt.

Die in Fig. 19 prinzipiell dargestellte Schaltung gestattet es, eine Armbanduhr gleichsam automatisch zu stellen? Wie bei der in Fig. 18 dargestellten Schaltung ist der Eingang CL des Flip-Flops 44 nicht direkt mit dem Ausgang 2a des Teilers 2, sondern über den Ausgang 59a eines ODER-Gatters 59 angeschlossen, dessen Eingänge 59b und 59c mit dem Ausgang 2a des Teilers 2 bzw. dem Ausgang 60a eines UND-Gatters 60 verbunden sind. Der erste Eingang 60b dieses Gatters ist mit einem Zwischenausgang 2f des Teilers 2 verbunden, welcher ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise 32 Hz liefert. Der zweite Eingang 60c dieses Gatters 60 ist mit dem Ausgang Q eines RS-Flip-Flops 61 verbunden, dessen S-Eiragang mittels einer nicht dargestellten Anpaßschaltung mit dem Kontakt 62 in Verbindung steht. Der Benutzer kann diesen Kontakt über eine ebenfalls nicht dargestellte Drucktaste betätigen.

Der Eingang 3c der Treiberschaltung ist mit dem Ausgang 63a eines UND-Gatters 63 verbunden, dessen Eingänge 63b und 63c mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 61 bzw. dem Ausgang '64a einer Decoderschaltung 64 verbunden sind. Dieser Decoder ist mit einem zweiten Ausgang 64b verbunden, der an den Eingang R des Flip-Flops 61 und an einen Eingang 2g des Teilers 2 angeschlossen ist.

Die Eingänge 64c des Decoders 64 sind mit Ausgängen 65a eines Vor-Rückwärts-Zählers 65 verbunden, dessen Vorwärtszähleingang 65b an den Anschluß 41a des Gatters 41 und dessen Rückwärtszähle ingang 65c mit einem Ausgang 38a des Gatters 38 (Fig. 16) verbunden ist.

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Der Zähler 65 hat eine Kapazität von 60 und der Decoder 64, der ihm zugeordnet ist, liefert ein Signal "1" an seinen Ausgang 4b jedesmal, wenn die Ausgänge 65a des Zählers 65 sich in einem Zustand befinden, der der Dezimalziffer null entspricht und ein Signal "1" an seinem Ausgang 64a, wenn an seinen Ausgängen 65a ein Signal anliegt, das eine der Dezimalziffern zwischen 0 und 29 entspricht.

Der Inhalt des Zählers 65 entspricht jeweils einer Winkelposition des Sekundenzeigers. Sein Vorwärtszähle ingang 65b erhält die Impulse des Ausgangs 41a des Gatters 41 jedesmal zugeführt, wenn ein Impulspaar den Motor im Uhrzeigersinn antreibt und sein Abwärtszähle ingang 65c erhält einen Impuls vom Ausgang 38a des Gatters 38 jedesmal, wenn die Antriebs impulse eine Umdrehung des Motors entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bewirken. Um andererseits auch eine Synchronisation nach einem Batteriewechsel sicherzustellen, sind nicht dargestellte Synchronisationsmittel vorgesehen, wie beispielsweise ein Kontakt, welcher durch eine mit dem Sekundenzeiger fest verbundene Kurvenscheibe ausgelöst wird und jedesmal, wenn dieser Zeiger die "12" auf dem Ziffernblatt passiert, den Zähler auf null zurücksetzt.

Um die Uhr zu stellen, betätigt der Benutzer die Drucktaste, wenn ein Zeitsignal übertragen wird oder auf andere Weise der Anfang einer Minute angezeigt wird. Dadurch kippt das Flip-Flop 61 und der Ausgang Q gelangt in den logischen Zustand "1".

Wenn jetzt der Zähler einen Zustand einnimmt, der einer Dezimalziffer zwischen 0 und 29 entspricht, bedeutet das,, daß die Uhr vorgeht, während, wenn der Zähler in einem

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Zustand ist, der einer Dezimal ziffer zwischen 30 und 59 entspricht, dieses anzeigt, daß die Uhr nachgeht/ unter der Voraussetzung, daß die Uhr beim Stellen nicht mehr als dreißig Sekunden vor- oder nachging. 5

Wenn der Ausgang Q des Flip-Flops 61 im Zustand "0" ist, läßt das Gatter 60 die vom Ausgang 2f des Teilers 2 gelieferten Impulse durch, welche das Flip-Flop 44 erreichen. Die Treiberschaltung liefert damit, wie zuvor beschrieben, auf jeden der Impulse hin ein Paar Antriebsimpulse. Der Drehsinn wird durch den Ausgang 6 3a des Gatters 63 bestimmt, welcher für den Fall des Vorgehens der Uhr den Zustand "1" einnimmt - der Ausgang 64a des Decoders 64 befindet sich in diesem Fall auf "1" - oder durch den Zustand "0" anzeigt, daß die Uhr nachgeht.

Der Inhalt des Zählers 65 bleibt in Übereinstimmung mit der Position des Sekundenzeigers und, wenn letzterer die "12" erreicht hat, geht der Zähler 64 auf null und der Ausgang 64b des Decoders 64 in den Zustand "1". Letzteres Signal kippt das Flip-Flop 61 in den Zustand "0", so daß die übertragung der Impulse vom Ausgang 2f des Teilers 2 durch das Gatter 60 unterbrochen und über den Eingang 2g des Frequenzteilers 2 mindestens ein Teil der den Teiler bildenden Teilerstufen in den Zustand "0" gesetzt wird»

Von diesem Augenblick an ist die Uhr gestellt und setzt ihre normale Funktion fort»

Die Schaltung _β welche schematisch in Fig» 20 dargestellt ist; gestattet eine Korrektur„ wenn der Träger sich von siner geitgone in die andere bewegt oder eine Umstellung von Winter«= auf Sommerzeit bsw» umgeJcehrt stattfindet,, ohne daß dia Ssηauigte it der Änseige beeinträchtigt wird =

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In der Fig. sind wiederum ein Teiler 2, Flip-Flops 44 und 45 sowie Gatter 38 und 41 entsprechend der Schaltung gemäß Fig. 16 vorhanden. Im Gegensatz dazu sind der CL-Eingang des Flip-Flops 45, die Eingänge 38c bzw. 41c der Gatter 38 und 41 nicht direkt an den Ausgang Q des Flip-Flops 44 angeschlossen. Stattdessen sind sie mit dem Ausgang 66a eines UND-Gatters 66 verbunden, dessen Eingang 66b an den Ausgang Q des Flip-Flops 44 angeschlossen ist. Der Eingang CL des letzteren ist an den Ausgang 67a eines ODER-Gatters 67 angeschlossen, dessen Eingang 67b zum Ausgang 2a des Teilers 2 hin führt.

Der Eingang 66c des Gatters 66 ist an den Ausgang 68a eines NAND-Gatters 68 angeschlossen, dessen Eingänge 68b und 68c einerseits an den Ausgang 2b des Teilers 2 und andererseits an den Ausgang Q eines RS-Flip-Flops 69 - im übrigen der Eingang 3c der Treiberschaltung angeschlossen.

Der Eingang 67c des Gatters 67 ist mit dem Ausgang 70a eines UND-Gatters 70 verbunden, dessen Eingänge 70b und 70c an den Ausgang 2f des Teilers 2 bzw. an den Ausgang 71a eines ODER-Gatters 71 angeschlossen sind. Die Eingänge 71b und 71c des letzteren sind an den Q-Ausgang des Flip-Flops 69 bzw. an den Q-Ausgang eines v/eiteren RS-Flip-Flops 72 angeschlossen.

Die Eingänge S der beiden Flip-Flops 69 und 72 sind über eine nicht dargestellte Anpaßschaltung mit zwei Kontakten 73 und 74 verbunden, welche der Benutzer wahlweise durch Betätigung einer von zwei Drucktasten schließen kann, mit denen die Armbanduhr ausgerüstet istj welche aber ebenfalls nicht dargestellt sind.

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Die Eingänge R der beiden Flip-Flops ausgerüstet ist, welche aber ebenfalls'nicht dargestellt sind. sind zusammen geschaltet und an den Ausgang 75a eines Zähler 75 angeschlossen, dessen Eingang 75b mit dem Ausgang 76a eines UND-Gatters 76 verbunden ist. Der erste Eingang 76b des letzteren ist an den Ausgang Q des Flip-Flops 44 und sein zweiter Eingang 76c an den Ausgang 77a eines NAND-Gatters 77 angeschlossen, dessen Eingänge 77b und 77c an den Ausgang 2a des Teilers 2 bzw. den Ausgang des Flip-Flops angeschlossen sind.

Der Zähler 75 hat eine Kapazität von 3600. Wenn der Benutzer die Stundenanzeige der Uhr verändern möchte, betätigt er eine Drucktaste, die dem Kontakt 74 zugeordnet ist, wenn er nach Osten reist und_; die Uhr vorstellen möchte, bzw. betätigt eine dem Kontakt 73 zugeordnete Drucktaste, wenn er nach Westen reist und die Uhr zurückstellen muß. Im ersten Fall kippt das Flip-Flop 72 und das Gatter 70 läßt die Impulse, die mit einer Frequenz von 32 Hz vom Ausgang 2f des Teilers 2 stammen, passieren. Der Eingang 3c der Treiberschaltung verbleibt im logischen Zustand "0" und der Motor dreht sich im Uhrzeigersinn mit 32 Schritten pro Sekunde. Die am Ausgang Q des Flip-Flops 44 erscheinenden Impulse werden mittels des Gatters 76, dessen Eingang 76c sich im Zustand "1" befindet, vom Ausgang 2a des Teilers 2 an den Eingang 75b des Zählers 75 übertragen, der sie zählt. Wenn letzterer.3600 erreicht hat, gelangt sein Ausgang 75a in den Zustand "1", so daß das Flip-Flop auf "0" zurückkippt, und die Impulsübertragung vom Ausgang 2f des Teilers 2 an das Flip-Flop 44 unterbricht. Wenn jedoch der Ausgang 2a des Teilers 2 einen Impuls liefert, der dem normalen Vorwärtsschritt des Motors zugeordnet ist, gelangt der Ausgang 77a des Gatters

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77 in den Zustand "0", woraufhin die Zählung des Impulses durch den Zähler 75 verhindert wird. Auf diese Weise zeigt die Uhr am Ende der Einstellung genauso die genaue Zeit an, wie vor der Berichtigung, wobei lediglich die Zuordnung zur Zeitzone verändert wurde.

Wenn der Benutzer entsprechend die dem Kontakt 73 zugeordnete Drucktaste betätigt, kippt das Flip-Flop 69 und das Gatter 70 läßt in gleicher Weise die vom Ausgang 2f des Teilers 2 stammenden Impulse zum Flip-Flop 44 gelangen.

Der Motor enthält wieder Antriebsirapulse aber der Eingang 3c der Treiberschaltung ist im Zustand "1" und der Motor dreht sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Die am Ausgang des Flip-Flops 44 anliegenden Impulse werden durch den Zähler 75 wie zuvor gezählt aber die normalen Vorwärtsimpulse erscheinen am Ausgang 2a des Teilers 2 und blockieren dieses Mal das Gatter 66 über das Gatter 68 und treten nicht als Antriebs impulse in Erscheinung. Damit zeigt die Uhr wiederum - auch nach dem Stellvorgang - die genaue Zeit an.

Die in den Fign. 18, 19 und 20 dargestellten Schaltbilder sind lediglich prinzipieller Natur. Die zur Signalverarbeitung zusätzlich erforderlichen Bauelemente, insbesondere zur Synchronisation verschiedener Signale, können von dem mit der Technik derartiger Schaltungen vertrauten Fachmann leicht zugefügt werden. Entsprechendes gilt für Modifikationen der Schaltungen für verschiedene Anwendungen.

27 400 / Chr

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Leerseite

Claims (13)

1. 283-709

   Patentans ρ r ü ehe

   /I/ Antriebsvorrichtung für eine Uhr, bestehend einer-

   seits aus einem Schrittmotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator eine Spule mit nur einer Wicklung enthält, die auf einem Kern angeordnet ist, der einen magnetischen Kreis mit Polschuhen bildet, welche eine Aussparung umschließen, die an die Form eines drehbaren Zylinders angepaßt ist, und der Rotor als Permanentmagnet mit mindestens einem diametral einander gegenüberliegenden Polpaar ausgebildet und drehbar in der Aussparung angeordnet ist, und zum anderen aus Steuermitteln, welche an die Spule Stromimpulse liefern können, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor weitere Positionierungsmittel für den Rotor (9) enthält, welche in der Weise ausgebildet sind, daß in Abwesenheit von Impulsen eine Gerade/ welche durch das Polpaar definiert ist, genau senkrecht zur Hauptrichtung der magnetischen Feldlinien gerichtet ist, welche sich in der Aussparung (Raum 8) auf die Impulse hin ausbilden und daß die Steuermittel derart ausgebildet sind, daß die Impulse paarweise mit entgegengesetzter Polarität erscheinen, wobei die Folge der Polaritäten innerhalb eines Paares den Drehsinn des Rotors (9) bestimmt.

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2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Steuermittel derart ausgebildet sind, daß sie den Strom in der Spule nach jedem Stromimpulspaar für eine vorgegebene Zeit derart unterbrechen, daß für mindestens einen Teil seiner Umdrehung keine elektrische Dämpfung stattfindet.
3. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel einen ersten Permanentmagneten (11, 11', 22) mit einem Polpaar umfassen, der im Stator derart angeordnet ist, daß die durch das Polpaar definierte Gerade mit der Achse der Aussparung zusammenfällt.
4. 4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierungsmagnet in einem in der Wand der Aussparung vorgesehenen Spalt angeordnet ist.
5. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel einen ersten Spalt aufweisen, der in den Polschuhen vorgesehen ist, wobei die Achse des Spalts mit der Geraden zusammenfällt, welche durch das Polpaar des Positionierungsmagneten definiert wird.
6. 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierungsmagnet in den Spalt eingelassen ist.

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7. 7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Positionierungsmagnet außerhalb des Stators (7) in der Nähe des Spalts vorgesehen ist.
8. 8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel einen zweiten Permanentmagneten mit zwei Polen enthalten, der in dem Stator symmetrisch zu dem ersten Magneten in Bezug auf die Achse durch die Aussparung angeordnet ist, wobei die durch die Polpaare definierte Gerade durch die Pole des ersten Positionierungsmagneten verläuft«
9. 9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rotors
   mit der Achse der Aussparung zusammenfällt.
10. 10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rotors
    mit einer Geraden zusammenfällt, welche durch die Pole des ersten Positionierungsmagneten gebildet wird, jedoch
    außerhalb der Achse der Aussparung verläuft.
11. 11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor durch einen Permanentmagneten mit η Polpaaren gebildet wird, wobei η eine ungerade Zahl größer als 1 darstellt.

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12. 12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch !„dadurch gekennzeichne t, daß die Steuermittel derart ausgebildet sind, daß die Impulse ein durch eine Pause getrenntes Paar bilden,
    5
13. 13 ο Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel derart ausgebildet sind, daß die das Paar bildenden Impulse ohne Pause aufeinanderfolgen=

    1Θ/10Ι®