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Vorrichtung zum vorübergehenden Stillsetzen des
Sekundenzeigers in einer elektrischen Uhr
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorübergehenden Stillsetzen des Sekundenzeigers in einer elektrischen Uhr, welche einen elastischen Schwinger als Zeitnormal, eine durch eine Stromquelle gespeiste Schaltungsanordnung für die Aufrechterhaltung der Schwingung des elastischen Schwingers und ferner ein zwischen dem elastischen Schwinger und einem die Zeiger antreibenden Räderwerk angeordne- tes mechanisches Kraftübertragungssystem aufweist.
Eine bekanntgewordene Uhr dieser Art besitzt eine Stimmgabel, die an den Zinken Permanentmagnete trägt. Einer dieser Magnete induziert durch seine Schwingungen in einer Abfühlspule eine Wechselspannung, welche zur Steuerung eines mit Antriebsspulen verbundenen Transistors verwendet wird. Die Abfühlspule und die Antriebsspulen sind derart fest angeordnet, dass sich die erforderliche Wechselwirkung zwischen den Spulen und den schwingenden Permanentmagneten einstellt. Die Aufrechterhaltung der Schwingung der Stimmgabel ist durch die Verstärkungseigenschaft des Transistors und eine den Transistor speisende Gleichstromquelle sichergestellt.
Die Umwandlung der Schwingungsbewegung in eine Drehbewegung wird hiebei mit Vorteil mit Hilfe einer an der einen Zinke der Stimmgabel befestigten Klinke vorgenommen, die mit einem auf einer Welle des die Zeiger antreibenden Räderwerkes sitzenden Klinkenrad zusammenwirkt.
Bei Präzisionsuhren ist es ganz allgemein von wesentlicher Bedeutung, dass sich der Sekundenzeiger nach Belieben stillsetzen lässt. Dieses Ziel könnte im Falle einer Uhr mit einem elektrisch angeregten elastischen Schwinger auf rein mechanischem Wege erreichtwerden, beispielsweise miteinem dieSchwin- gungsamplitude der Stimmgabel reduzierenden Dämpfungsorgan. Der Nachteil derartiger Dämpfungsmittel liegt in der Schwierigkeit der präzisen Justierung eines solchen Dämpfungsorgans bei der Montage und vor allem bei einer Reparatur der Uhr.
Die Erfindung hat die Schaffung einer einfachen und unempfindlichen Stillsetzungsvorrichtung zum Ziele. Gemäss der Erfindung wird dieses Problem durch ein dämpfendes Stromkreiselement gelöst, welches sich durch einen von Hand betätigbaren Schalter zu der genannten Schaltungsanordnung hinzu schalten lässt und welches derart dimensioniert ist, dass der elastische Schwinger über die Dauer der Anschaltung des dämpfenden Stromkreiselementes eine zum aktiven Betätigen des mechanischen Übertragungssystems nicht ausreichende Schwingung reduzierter Amplitude ausführt.
Es ist schon vorgeschlagen worden, die Schwingungsamplitude einer elektrisch angeregten Pendeluhr mit Hilfe einer eine Diode und einen einstellbaren Widerstand enthaltenden, zur Antriebsspule parallelgeschalteten Reihenschaltung zu regulieren. Eine derartige Vorrichtung ist mit dem Gegenstand der Erfindung nicht ohne weiteres vergleichbar, da mit der Erfindung das Problem gelöst wird, einen elastischen Schwinger vorübergehend derart drastisch zu dämpfen, dass das mechanische Antriebssystem zwischen dem Schwinger und dem die Zeiger antreibenden Räderwerk keine Bewegung mehr übertragen kann.
Mit besonderem Vorteil ist das genannte Stromkreiselement eine Germaniumdiode, die mit einem in Reihe geschalteten Schliesskontakt zu mindestens einer Spule der die Schwingung des elastischen Schwin- gers aufrechterhaltenden Schaltungsanordnung parallelgeschaltet ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen in Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht und in Fig. 2 einschaltschema eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes, bei welchem ein Schliesskontakt
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für das Anschalten einer Diode beim Betätigen der mechanischen Zeigerverstellungseinrichtung automatisch geschlossen wird.
Die Werkplatte der Uhr ist bei l andeutungsweise dargestellt. Auf dieser Platte ist mit zwei Schrauben 3 und 4 eine Stimmgabel 2 derart befestigt, dass diese frei schwingen kann. Die an den Zinkenenden der Stimmgabel sitzenden Permanentmagnete sind mit 5 und 6 bezeichnet. Mit Halteplättchen 7 und 8 sind Spulenkörper 9 und 10 fest verbunden. Diese tragen Spulen L1'L2 und Lg.
Der Magnet 6 und der Spulenkörper 10 sind zwecks Erhöhung der Übersichtlichkeit auseinandergezogen. Für die Umwandlung der Schwingungsbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung trägt die eine Gabelzinke eine mit einem Klinkenrad 11 zusammenwirkende, blattfederartige Schaltklinke 12.
Eine Sperrklinke 13 verhindert das Rücklaufen des Klinkenrades 11.
Die Vorrichtung zum Stellen der Zeiger enthält in üblicher Weise eine Zeigerstellkrone 14, eine Welle 15, einenZeigerstelltrieb 16 und ein Wechselrad 17. GegendasdenZeigerstelltrieb 16 durchdringende Ende der Welle 15 liegt eine mit Hilfe einer Schraube 19 anderWerkplatte 1 fixierte Kon- taktfeder 18 derart an, dass sie in der aktiven Stellung des Stellmechanismus den durch eine Isolierscheibe 21 gehaltenenGegenkontaktstift 20 berührt. In der gezeichneten Lage ist dieser Mechanismus ausser Tätigkeit.
Das Zusammenwirken der in big. l mit Buchstaben bezeichneten Stromkreiselemente geht aus dem Schaltschema nach Fig. 2 klarer hervor. Die Phasenmess- oder Abfühlspule L1 ist in bekannter Art einer- seits mit einer Parallelschaltung aus einem Kondensator C und einem Widerstand R und anderseits mit dem Massepotential verbunden. Die genannte Parallelschaltung liegt ferner an der Basiselektrode b eines Transistors T, dessen Emitter e mit dem positiven Pol einer im Innern der Uhr untergebrachten Speisebatterie B verbunden ist. Der Kollektor c ist mit der Serienschaltung der beiden Antriebsspulen L2 und Lg zusammengeschaltet.
Eine derartige Schaltung ist bei geeigneter Dimensionierung der Elemente und bei genügender Feldstärke der Magnete 5 und 6 ein rückgekoppeltes Schwingsystem, das die Zeiger der Uhr antreibt, u. zw. über die beispielsweise mit einer Frequenz von 360 Hz schwingende Stimmgabel 2 und die Schaltklinke 12. Im praktischen Beispiel können die Spulen folgende Windungszahlen haben : L1 = 3000 Windun-
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; L20, 1 u F und der Widerstand R einen Wert von 5, 6 MQ. Eine Batteriespannung von 1,3 V reicht aus zum Betriebe des PNP-Transistors T.
Der als Schliesskontakt ausgebildete Schalter K bildet mit einer Germaniumdiode D eine zu den Antriebsspulen L2 und Lg parallelgeschalteteReihenschaltung. Ein Schliessen dieses Schalters beim Herausziehen der Zeigerstellkrone 14 hat, da die Resonanzgüte durch die Hinzuschaltung der Diode D zu den Spulen L2 und Lg vermindert wird, eine Dämpfung der Stimmgabelschwingung zur Folge.
Die Dämpfung der Stimmgabel darf nicht so gross sein, dass die Schwingung der Stimmgabel aussetzt.
Auf der andern Seite ist die Amplitude der Stimmgabel soweit zu reduzieren, dass die Schwingung der Stimmgabel zum aktiven Betätigen des Bewegungstransformators nicht mehr ausreicht. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn die doppelte Schwingungsamplitude der Klinke 12, d. h. die totale Verschiebung der Klinke zwischen den beiden Scheitelwerten, geringer ist als die Schaltzahnlänge des Klinkenrades 11.
Der erforderliche Dämpfungswert wird durch eine geeignete Auswahl der Diode D und gegebenenfalls durch Hintereinanderschaltung der Diode mit einem Widerstand erreicht.
Selbstverständlich könnte man an Stelle der Diode auch einen Widerstand zu den Spulen L2 und Lg parallelschalten. Die Diode hat jedoch den Vorteil, dass bei geschlossenem Schalter kein Batteriestrom über den vorübergehend geschlossenen Stromkreis abgeleitet wird. Sie vernichtet lediglich die in den Antriebsspulen L2 und Lg gespeicherte Energie.
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einer Antriebsspule erreicht werden.
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Device for temporarily stopping the
Second hand in an electric clock
The invention relates to a device for temporarily stopping the second hand in an electric clock, which has an elastic oscillator as the time standard, a circuit arrangement fed by a power source for maintaining the oscillation of the elastic oscillator and also a gear train between the elastic oscillator and a gear train driving the hands - Tes mechanical power transmission system.
A watch of this type that has become known has a tuning fork that has permanent magnets on the prongs. One of these magnets induces an alternating voltage through its vibrations in a sensing coil, which is used to control a transistor connected to drive coils. The sensing coil and the drive coils are fixed in such a way that the required interaction between the coils and the oscillating permanent magnets is established. The maintenance of the oscillation of the tuning fork is ensured by the amplification property of the transistor and a direct current source feeding the transistor.
The conversion of the oscillatory movement into a rotary movement is advantageously carried out with the aid of a pawl attached to one prong of the tuning fork, which cooperates with a ratchet wheel seated on a shaft of the gear train driving the pointer.
In the case of precision clocks, it is generally essential that the second hand can be stopped at will. In the case of a watch with an electrically excited elastic oscillator, this goal could be achieved in a purely mechanical way, for example with a damping element which reduces the oscillation amplitude of the tuning fork. The disadvantage of such damping means is the difficulty of precisely adjusting such a damping element during assembly and, above all, when the clock is repaired.
The invention aims to provide a simple and insensitive shutdown device. According to the invention, this problem is solved by a damping circuit element which can be switched to the circuit arrangement mentioned by a manually operated switch and which is dimensioned in such a way that the elastic oscillator over the duration of the connection of the damping circuit element is used to actively operate the mechanical transmission system does not perform sufficient vibration of reduced amplitude.
It has already been proposed to regulate the oscillation amplitude of an electrically excited pendulum clock with the aid of a series circuit which contains a diode and an adjustable resistor and is connected in parallel to the drive coil. Such a device is not readily comparable with the subject matter of the invention, since the invention solves the problem of temporarily damping an elastic oscillator so drastically that the mechanical drive system between the oscillator and the gear train driving the hands can no longer transmit any movement .
The circuit element mentioned is particularly advantageously a germanium diode which is connected in parallel with a series-connected closing contact to at least one coil of the circuit arrangement which maintains the oscillation of the elastic oscillator.
The drawings illustrate in FIG. 1 a simplified perspective view and in FIG. 2 a circuit diagram of an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, in which a closing contact
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for switching on a diode when the mechanical pointer adjustment device is actuated is automatically closed.
The base plate of the clock is indicated at l. A tuning fork 2 is attached to this plate with two screws 3 and 4 in such a way that it can vibrate freely. The permanent magnets on the prong ends of the tuning fork are labeled 5 and 6. Coil bodies 9 and 10 are firmly connected to retaining plates 7 and 8. These carry coils L1'L2 and Lg.
The magnet 6 and the coil body 10 are pulled apart for the purpose of increasing clarity. In order to convert the vibrational movement of the tuning fork into a rotary movement, one fork prong carries a leaf spring-like pawl 12 that interacts with a ratchet wheel 11.
A pawl 13 prevents the ratchet wheel 11 from running back.
The device for setting the pointer contains in the usual manner a pointer setting crown 14, a shaft 15, a pointer setting drive 16 and a change gear 17 it touches the mating contact pin 20 held by an insulating washer 21 in the active position of the adjusting mechanism. In the position shown, this mechanism is inactive.
The interaction of the in big. l circuit elements labeled with letters emerge from the circuit diagram of FIG. 2 more clearly. The phase measuring or sensing coil L1 is connected in a known manner on the one hand to a parallel circuit comprising a capacitor C and a resistor R and on the other hand to the ground potential. Said parallel connection is also connected to the base electrode b of a transistor T, the emitter e of which is connected to the positive pole of a supply battery B housed inside the watch. The collector c is connected to the series circuit of the two drive coils L2 and Lg.
Such a circuit is, with suitable dimensioning of the elements and with sufficient field strength of the magnets 5 and 6, a feedback oscillating system that drives the hands of the clock, u. between the tuning fork 2, which vibrates at a frequency of 360 Hz, for example, and the pawl 12. In the practical example, the coils can have the following number of turns: L1 = 3000 turns
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; L20, 1 u F and the resistor R has a value of 5, 6 MQ. A battery voltage of 1.3 V is sufficient to operate the PNP transistor T.
The switch K, designed as a closing contact, and a germanium diode D form a series circuit connected in parallel to the drive coils L2 and Lg. Closing this switch when pulling out the pointer setting crown 14 results in a damping of the tuning fork oscillation, since the resonance quality is reduced by connecting the diode D to the coils L2 and Lg.
The damping of the tuning fork must not be so great that the tuning fork stops vibrating.
On the other hand, the amplitude of the tuning fork must be reduced to such an extent that the vibration of the tuning fork is no longer sufficient to actively operate the motion transformer. This condition is met when twice the oscillation amplitude of the pawl 12, i.e. H. the total displacement of the pawl between the two peak values is less than the tooth length of the ratchet wheel 11.
The required attenuation value is achieved by a suitable selection of the diode D and, if necessary, by connecting the diode in series with a resistor.
Of course, instead of the diode, a resistor could also be connected in parallel to the coils L2 and Lg. However, the diode has the advantage that when the switch is closed, no battery current is diverted through the temporarily closed circuit. It only destroys the energy stored in the drive coils L2 and Lg.
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a drive coil can be achieved.
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