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Vorrichtung zur Speisung einer Uhr mit Photostrom Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Speisung einer Uhr mit Photostrom.
Es gibt bereits stationäre Uhren, in welchen Photoelemente einen Strom erzeugen, sobald sie genügend Licht erhalten : dieser Strom wird zum Aufladen einer Batterie oder zum Antrieb eines die Antriebsfeder der Uhr aufziehenden Elektromotors verwendet.
Es wurde schon vorgeschlagen, diese Photoelemente so zu montieren, dass sie von Hand nach dem einfallenden Licht gerichtet werden können, um die grösstmögliche Lichtmenge auffangen zu können. Diese bekannten Vorschläge weisen jedoch unter anderem den Nachteil auf, dass zum Richten der Photoelemente eine Person notwendig ist und dass das menschliche Auge nicht empfindlich genug ist, um einwandfrei feststellen zu können, woher die grösste Lichtmenge kommt.
Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine kardanisch bewegliche, mit Photoelementen bestücke Platte durch zwei von einer Batterie gespeiste Elektromotoren so verschwenkt wird, dass die die Batterie aufladenden Photoelemente stets dem stärksten Lichteinfall ausgesetzt sind. Eine solche Vorrichtung könnte zwar grundsätzlich auch zur Speisung einer Uhr mit Photostrom verwendet werden ; aber wenn die Intensität des einfallenden Lichtes geringer ist als etwa 80 Lux, was bei starker Bewölkung sehr leicht derFall sein kann. so ist der von denRichtzellen erzeugte Photostrom zu schwach, um die die Elektromotoren steuernden Relais zu schalten.
DieErfindung behebt dieseNachteile und gestattet die automatische Ausrichtung selbst bei schwachem Lichteinfall. Die aus einem Speisephotoelement und zwei hiemit fest verbundenen Richtphotoelementen bestehende erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der alle Photoelemente zusammen einen beweglichen, durch einen Elektromotor antreibbaren Satz bilden, ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes Richtphotoelement aus einem Primärelement und einem Sekundärelement besteht, wobei die symmetrisch zum Speisephotoelement angeordneten und mit ihm einen Winkel bildenden Primärelemente entgegengesetzt an einen Mikroschalter angeschlossen sind, so dass durch deren Differenzstrom dessen beweglicher Kontakt.
je nachdem, welches der beiden Primärelemente mehr Licht erhält, den einen oder andern von zwei an die beiden Sekundärelemente angeschlossenen und von diesen aufgeladenen Kondensatoren mit dem Elektromotor verbindet, welcher hiedurch den Satz der Photoelemente in Richtung jener Lage dreht, in der die Speisephotozelle ein Maximum an Licht erhält.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 eine räumliche Darstellung des ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines als Standuhr ausgebildeten zweiten Ausführungsbeispieles und Fig. 3 die Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellte Standuhr.
Die in Fig. l dargestellte Ausführungsform dient der Speisung einer schematisch angedeuteten Uhr 31, z. B. einer Standuhr. Sie weist ein Speisephotoelement 32 auf, das durch punktiert gezeichnete Leiter mit der Uhr 31 verbunden ist. Das Speisephotoelement 32 ist fest mit zwei senkrecht zu ihm stehenden Richtphotoelementen 33, 34 und 35, 36 verbunden. Das erste Richtphotoelement 33, 34 besteht aus zwei nebeneinanderliegenden Teilen, nämlich einem Primärelement 33 und einem Sekundärelement 34. In gleicher Weise besteht auch das zweite Richtphotoelement aus einem Primärelement 35 und einem Se- kundärelement 36. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist jedes Primärelement eine kleinere Fläche auf als das zugehörige Sekundärelement ; beispielsweise beträgt die Fläche des Primärelementes nur die Hälfte oder ein Viertel derjenigen des Sekundärelementes.
Das Speisephotoelement 32 und die Richtphotoele-
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mente 33,34 und 35,36 bilden in Draufsicht ein Viereck, dessen vierte Seite fehlt.
Die zueinander parallelenRichtphotoelemente 33, 34 und 35, 36 sind durch Stege 37 miteinander ver- bunden, von denen in der Zeichnung nur einer sichtbar ist, und welche fest mit einer Welle 38 verbun- den sind, die in einem nicht dargestellten Träger drehbar gelagert ist. Die Gesamtheit der Photoelemen- te 32-36 bildet daher einen Satz, der um die Achse der Welle 38 drehbar ist. Letztere wird durch einen auf dem vorher erwähnten Träger befestigten Elektromotor 39 angetrieben. Am Elektromotor 39 ist ein nicht dargestelltes, mit der Welle 38 gekuppeltes Übersetzungsgetriebe vorgesehen.
Die Vorrichtung weist ausserdem einen schematisch dargestellten Mikroschalter 40 sowie zwei Kon- densatoren 41, 42 auf. Der positive Pol des Primärelementes 33 ist einerseits an die Klemme 43 des Mikroschalters 40 und anderseits an den negativen Pol des Primärelementes 35 angeschlossen, der negative Pol des Primärelementes 33 hingegen einerseits an die Klemme 44 des Mikroschalters 40 und anderseits an den positiven Pol des Primärelementes 35. Die Primärelemente 33 und 35 sind daher entgegengesetzt an die
Klemmen 43 und 44 des Mikroschalters 40 angeschlossen.
Der positivepol des Sekundärelementes 34 ist einerseits an den positiven Pol des Kondensators 41 und anderseits an den festen Kontakt 45 des Mikroschalters 40 angeschlossen, der negative Pol des Sekundär- elementes 34 hingegen einerseits an den negativen Pol des Kondensators 41 und anderseits an den negativen Pol des Elektromotors 39. Der positive Pol des Sekundärelementes 36 ist einerseits an den positiven
Pol des Kondensators 42 und anderseits an den negativen Pol des Elektromotors 39 angeschlossen, der negative Pol des Sekundärelementes 36 jedoch einerseits an den negativen Pol des Kondensators 42 und anderseits an den festen Kontakt 46 des Mikroschalters 40. Der bewegliche Kontakt 47 des Mikroschalters 40 schliesslich ist mit dem positiven Pol des Elektromotors 39 verbunden.
Wird die beschriebene Vorrichtung dem Licht ausgesetzt, so laden die Sekundärelemente 34 und 36 die Kondensatoren 41 und 42 auf. Solange aber der bewegliche Kontakt 47 des Mikroschalters 40 die in Fig. l dargestellte Mittellage einnimmt, ist keiner der Kondensatoren 41, 42 an den Elektromotor 39 angeschlossen, so dass letzterer nicht rotiert. Erhält das Primärelement 33 Licht, das Primärelement 35 aber nicht, so betätigt der vom ersteren erzeugte Strom den Mikroschalter 40 und führt z. B. den beweglichen Kontakt 47 auf den festen Kontakt 45. Der Kondensator 41 wird auf diese Weise in den Stromkreis des Elektromotors 39 eingeschaltet, so dass sich letzterer in einem bestimmtenDrehsinn dreht.
Wird hingegen das Primärelement 35 beleuchtet, nicht aber das Primärelement 33, so wirkt der erzeugte Strom auf den Mikroschalter 40 und bringt den Kontakt 47 auf den festen Kontakt 46. Jetzt speist der Kondensator 42 den Elektromotor 39 und verursacht dessen Drehung im umgekehrten Sinn. Praktisch erhalten die beiden Primärelemente 33 und 35 gleichzeitig Licht von verschiedener Intensität. Sie liefern also Ströme, die den Schalter 40 in entgegengesetzten Richtungen zu schalten trachten. Infolgedessen wird der Motor 39 im einen oder andern Sinne rotieren, je nachdem das eine oder das andere der Primärelemente 33,35 mehr Licht erhält. Die Drehung des Motors 39 wird auf die Welle 38 und damit auf den Photoelementensatz übertragen.
Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass die Richtphotoelemente 33,34 und 35, 36 sich parallel zu den von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen zu stellen versuchen. Der Photoelementensatz führt also einige Schwingungen aus und erreicht rasch die Gleichgewichtslage, in welcher die Richtphotoelemente 33, 34 und 35, 36 ein Minimum an Licht erhalten, auf das Speisephotoelement hingegen ein Maximum an Licht fällt. In dieser Gleichgewichtslage des Photoelementensatzes erfahren die Primärelemente 33 und 35 dieselbe Beleuchtung, so dass der bewegliche Kontakt 47 des Mikroschalters 40 in der in Fig. l dargestellten Mittellage verbleibt und der Motor 39 stillsteht.
Ein fester, nicht dargestellter Anschlag hindert den Photoelementensatz daran, eine gegenüber der genannten Gleichgewichtslage um 1800 gedrehte, auch wieder eine Gleichgewichtslage darstellende Lage einzunehmen, in welcher das Speisephotoelement 32 praktisch kein Licht mehr erhalten würde.
Die beschriebene Vorrichtung bildet einen elektronischen Sucher, der selbst bei sehr schwachen Beleuchtungen (z.. B. solchen, die kleiner als 80 Lux sind) arbeiten kann. Der Mikroschalter 40 ist so gewählt, dass er auf sehr kleine Ströme anspricht, so dass die geringste Beleuchtungsdifferenz zwischen den Primärelementen 33 und 35 zum Kippen des beweglichen Kontaktes 47 des Mikroschalters 40 nach der einen oder andern Seite genügt. Anderseits sind die Kondensatoren 41 und 42 praktisch fast immer bis zum Maximum aufgeladen, d. h. auf ihrem Sättigungspunkt, da die Sekundärelemente 34 und 35 dauernd an die Kondensatoren angeschlossen sind und die letzteren nur von Zeit zu Zeit Energie abgeben, nämlich nur dann, wenn sich das einfallende Licht ändert.
Wenn daher der bewegliche Kontakt 47 des Mikroschalters 40 nach der einen oder andern Seite kippt, so genügt die beträchtliche, im entsprechenden Kondensator aufgespeicherte Energie, dem Motor 39 einen kräftigen Impuls zu verleihen und damit den Photoelementensatz zu drehen.
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Überschreitet letzterer die Gleichgewichtslage, die er einnehmen soll, so tritt der andere Kondensator in Funktion, und der Photoelementensatz erreicht nach einigen Schwingungen seine Gleichgewichtslage.
Die wesentliche Idee, die der beschriebenen Vorrichtung zugrunde liegt, besteht in der Aufteilung der Funktion der Richtphotoelemente in zwei Funktionen in dem Sinne, dass die Primärelemente 33 und 35 einzig und allein der Betätigung des Mikroschalters 40 dienen, der übrigens, im Gegensatz zu einem Relais, keinerlei Arbeit zu leisten hat und daher schon auf sehr schwache Ströme anspricht, während die Sekundärelemente 34 und 36, die von grösseren Dimensionen sind, den Kondensatoren 41 und 42 die zum Antrieb des Motors 39 und des Photoelementensatzes notwendige Energie liefern. Der Photoelementensatz kann verhältnismässig schwer sein, insbesondere wenn er mit der Uhr fest verbunden ist.
Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bestehen die Pho- toelemente jeweils aus mehreren Teilelementen. Die dort gezeigte Standuhr ist nach dem Schema der Fig. 1 geschaltet und weist zum Aufstellen auf einem Tisch einen unbeweglichen Sockel 48 auf, der mit einem vertikalen, nicht dargestellten Stab fest verbunden ist. Auf diesem Stab ist die Standuhr drehbar gelagert. Der untere Teil dieser drehbaren Standuhr bildet ein kegelstumpfförmiges Gehäuse 49, dessen grössere Kreisfläche nach unten gekehrt ist. Auf der Mantelfläche des Gehäuses 49 sind die verschiedenen Photoelemente, insgesamt achtzehn, gleichmässig verteilt.
Die sechs Photoelemente 32 dienen der Speisung des Werkes der Standuhr ; die beiden Photoelemente 33 und die beiden Photoelemente 35 sind die Primärrichtelemente und die vier Photoelemente 34 und die vier Photoelemente 36 sind die Sekundärrichtelemente. Die eigentliche Uhr 31 hat die Form einer Dreieckpyramide, von welcher jede Seitenfläche ein Zifferblatt und einen Zeigersatz aufweist. Die drei Zeigerpaare werden durch ein gemeinsames Uhrwerk betätigt, das durch die Photoelemente 32 gespeist wird. Die Uhr 31 ist auf dem Gehäuse 49 durch drei am letzteren befestigte Füsse 50 abgestützt. Elektrische Leitungen verbinden die Speisephotoelemente 32 mit dem Motor der Uhr 31 und gehen durch einen oder mehrere der Füsse 50. Ein von Hand betätigbares, aus der Pyramide unten hervorstehendes Rad 51 dient der Zeigerverstellung der Standuhr.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr können die letzteren im Ermessen des Fachmannes liegende Abwandlungen erfahren, sofern der eigentliche Erfindungsgedanke nicht verlassen wird.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zur Speisung einer Uhr mit Photostrom, bestehend aus einem Speisephotoelement und zwei hiemit fest verbundenen Richtphotoelementen, wobei alle Photoelemente zusammen einen beweglichen, durch einen Elektromotor antreibbaren Satz bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Richtphotoelement (33, 34 bzw. 35, 36) aus einem Primärelement (33 bzw. 35) und einem Sekundärelement (34 bzw. 36) besteht, wobei die symmetrisch zum Speisephotoelement (32) angeordneten und mit ihm einen Winkel bildenden Primärelemente (33, 35) entgegengesetzt an einen Mikroschalter (40) angeschlossen sind. so dass durch deren Differenzstrom dessen beweglicher Kontakt (47) je nachdem, welches der beiden Primärelemente (33 bzw.
35) mehr Licht erhält, den einen oder andern von zwei an die beiden Sekundärelemente (34, 36) angeschlossenen und von diesen aufgeladenen Kondensatoren (41, 42) mit dem Elektromotor (39) verbindet, welcher hiedurch den Satz der Photoelemente (32, 33, 34, 35, 36) in Richtung jener Lage dreht, in der die Speisephotozelle (32) ein Maximum an Licht erhält.