<U>Elektronische Kleinuhr</U> Es sind bereits elektronische Kleinuhren verschiedenster Bauart bekannt. Unter diesen nehmen diejenigen eine besondere Stellung ein, bei denen ein tonfrequenter Biegeschwinger gleichzeitig als Zeitnor mal und als Antriebselement dient. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Uhr dieser Art, und zwar eine solche, bei welcher der Bie geschwinger zweiarmig ist und beide Arme mit je einem Permanent- Magneten versehen sind, die beide einen Luftspalt mit zur Schwingungs ebene des Schwingers senkrechtem Magnetfeld aufweisen, durch welche die zur Schwingungsebene parallelen Wicklungen einer Antriebs- und einer Abfühlspule hindurchgeführt sind.
Die Erfindung besteht nun dar in, dass alle den elektrischen Stromkreis bildenden Elemente mit Aus nahme der Batterie innerhalb der beiden Spulen angeordnet sind. Bei einer zweckmässigen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes <B>sind</B> die Schaltelemente, bei denen es sich um mindestens einen Tran <B>sistor,</B> einen Kondensator und einen Widerstand handelt, in einem zy- lindrischen Kunststoffbehälter oder Rohr mit vorzugsweise elliptischem Grundries untergebracht, während die beiden Spulen auf diesen Kunst stoffkörper aufgewickelt sind.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Ausgestaltung gegen über den an sich bekannten Kleinuhren der vorgenannten Art besteht da rin, dass sich der elektrische Teil einfach und serienmässig herstellen und ohne Schwierigkeiten mit dem mechanischen Teil zusammenbauen und nötigenfalls auch wieder von ihm trennen lässt.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein besonders zweckmässig ausgestaltetes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrie ben. Es zeigen die Figur 1 eine Draufsicht auf das Uhrwerk, die Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 der Figur 1, die Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1, die Figur 4 einen Schnitt durch einen Teil des Getriebes nach der Linie IV-IV der Figur 1 und die Figur 5 das elektrische Schaltschema.
Auf der Werkplatte oder Platine 1 ist mittels dreier Schrauben 2 ein im Grundriss winkelförmiger Fuss 3a des als Ganzes mit 3 bezeich neten, tonfrequenten Biegeschwingers festgeschraubt. Die schwingfähi gen Teile dieses Biegeschwingers haben ungefähr die Form eines und sind über eine Verbindungsstelle 3b mit dem Fuss 3a verbunden. Sie wer- den im wesentlichen durch zwei zueinander symmetrische Schwingungs arme 3c und 3d gebildet, die auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang dem Rand la der Platine 1 verlaufen, der gleichzeitig den Rand des Uhrwerkes bildet.
Wie man aus der Figur 2 ersehen kann, befindet sich zwischen den Armen 3c und 3d einerseits und der Platine 1 anderer seits ein Zwischenraum, damit die Arme ungestört frei schwingen kbnnen. An den beiden freien Schwingarmenden 3c und 3d ist je- ein Magnetkopf angelötet, der mit 14 resp. 15 bezeichnet ist. Aus der Figur 3 ist ersicht lich, dass der Magnetkopf 14, der spiegelsymmetrisch zim Magnetkopf 15 ausgebildet ist, aus einem im Querschnitt U-förmigen Weicheisen 4 und Polschuhen 5a und 5b besteht, die an die freien Schenkel 4a resp.4b des U-Eisens 4 angelötet und der Form der Spulen angepasst sind.
Während der eigentliche Schwinger 3 vorteilhafterweise aus einem Material mit einem kleinen thermoelastischen Koeffizienten, also wie z. B. aus einem der Markenprodukte "Elinvar", "Nivarox", "Ni-Spahn-C" oder "Therm- elast" bestehen kann, lässt sich anstelle von Weicheisen für die Herstel lung des U-förmigen Teiles 4 ein Material verwenden, wie es anter der Marke Permendur bekannt ist. Die Polschuhe 5a und 5b bestehen aus hoch- koezitivem Material, also z.
B. aus einer Platin-Kobalt-Legierung. Das magnetische Feld im Luftspalt zwischen den beiden Polschuhen 5a und 5b ist im wesentlichen homogen und verläuft senkrecht zur Ebene der Plati- ne 1 und infolgedessen auch zur Ebene, in welcher der ganze Schwinger 3 angeordnet ist und in welcher seine beiden Arme 3c und 3d schwingen.
Auf jedem der Magnetköpfe 14 und 15 ist mittels einer Schraube 6 ein satt festsitzender, aber drehbarer Zeiger 7 derart befestigt, dass die Drehachse zur Schwingungsebene senkrecht steht und dass sein Schwer punkt nicht im Drehzentrum liegt, so dass beim Drehen dieses Zeigers der Zeigerschwerpunkt und damit auch der Schwerpunkt des Gesamt schwingarmes verschoben und infolgedessen auch seine Eigenfrequenz geändert wird. Auf jedem der Magnetköpfe 14 und 15 ist eine mit 14a resp. 15a bezeichnete Skala angebracht, auf welcher die Frequenzände- rung in sec/Tag ablesbar ist.
Die beiden Zeiger 7 werden zweckmässi- gerweise durch je einen zugespitzten Metallstreifen gebildet, der un ter den Kopf der zugehörigen Schraube 6 geklemmt ist. Damit bei all fälligen Schlägen und andern Erschütterungen der Schwinger nicht be schädigt wird, ist in der Nähe jedes Magnetkopfes ein Amplitudenbe- grenzer 49 auf der Platine 1 festgeschraubt, um den Schwingungsweg der Magnetköpfe in Richtung von der Platte weg und in Richtung vonein ander weg zu begrenzen.
Die Figur 5 zeigt das Schaltschema des elektrischen Stromkreises. Dieser besteht aus der Abfühlspule 9, der Erregerspule 10, dem Kon densator 11, dem Widerstand 12, dem Transistor 13 und der Batterie B. Die Basis 13b des Transistors 13 ist einerseits über den Widerstand 12 mit dem Kollektor 13c und andererseits über den Kondensator 11 und die Abfühlspule 9 mit dem Emitter 13a verbunden, der seinerseits über die Erregerspule 10 und die Batterie 8 mit dem Kollektor 13c verbunden ist. Als Verbindungsleitung zwischen der Erregerepule 10 und dem negativen Pol 8a der Batterie 8 dient dabei die Platine 1 des Uhrwerkes.
Natürlich hängt die Anordnung der beiden Batteriepole von der Art des verwendeten Transistors ab, so dass je nachdem der negative oder der positive Pol über die Platine 1 mit der Spule, und entsprechend der positive oder der negative Pol mit dem Kollektor 13c und dem Widerstand 12 verbunden ist, Wie man aus den Figuren 2 und 3 ersehen kann, sind die beiden Spulen 9 und 10 als flache Spulen mit elliptischem Grundriss ausgebildet und auf einer Rippe 16a des aus Kunststoff bestehenden Behälters 16 unlös bar aufgesetzt. In diesem Behälter, der natürlich ebenfalls einen ellip tischen Grundriss aufweist, sind der Kondensator 11, der Widerstand 12 und der Transistor 13 untergebracht, während die beiden Spulen 9 und 10 so dimensioniert sind, dass sie das gesamt Magnetfeld im Luft spalt der beiden Magnetköpfe 14 und 15 durchschneiden.
Die Batterie 8 liegt mit ihrem negativen Pol 8a auf der Platine 1 auf; sie ist in einer zylindrischen Vertiefung 1b der Platine 1 eingesetzt und wird in dieser Lage durch eine Haltefeder 17 festgehalten, welche an einer in der Pla- tine 1 eingeschraubten Schraube 18 elektrisch isoliert montiert ist. Zwi schen dieser Haltefeder 17 und dem Deckel der Batterie 8, der gleich zeitig ihren positiven Pol 8b bildet, ist ein elektrischer Leiter 19 einge klemmt, der diesen positiven Pol mit der Schraube 20 verbindet, die in der Metallhülse 20a eingeschraubt ist und die ihrerseits sowohl mit dem Widerstand 12 wie auch mit dem Kollektor 13c des Transistors 13 elek trisch leitend verbunden ist.
In der Figur 1 ist der Leiter 21 sichtbar, der den Kondensator 11 mit der Abfühlspule 9 verbindet sowie der Lei ter 22, der den Emitter 13a des Transistors 13 mit dem Verbundungs- punkt zwischen den beiden Spulen 9 und 10 verbindet. Aus dieser Schal anordnung ergibt sich die Funktionsweise ohne weiteres : Wenn durch irgendeine zufällige Bewegung auch nur ein Schwingarm des Biegeschwin gers 3 etwas bewegt wird, so wird in der Abfühlspüle 9 eine Spannung in duziert, was zur Folge hat, dass durch die Erregerspule 10 ein Strom fliesst, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut und die beiden Magnetköpfe 14 und 15 in der Richtung der begonnenen Bewegung weiterbewegt wer den.
Sobald sie ihre durch die Elastizität des Schwingers 3 bedingt Aus lenkung erreicht haben, schwingen sie zurück. Nach wenigen Hin- und Herbewegungen ist der Einschwingvorgang abgeschlossen und die Schwing arme 3c und 3d des Biegeschwingers 3 schwingen mit konstanter Ampli tude und Frequenz so, dass sich die Magnetköpfe 14 und 15 periodisch einander nähern und voneinander entfernen. Zum Abstimmen der richti gen Frequenz bei der Fabrikation kann von irgendeinem Teil jeder Schwing armes etwas Material abgenommen werden; so lassen sich z. B. die bo genförmigen Abschnitte 3e und 3f der Arme 3c resp. 3d mittels eines Fräsers ohne weiteres etwas schmäler machen.
An einem der beiden Schwingarme, hier am Arm 3d ist eine Antriebs klinke 24 befestigt, die auf das Klinkenrad 23 einwirkt. Die Zähne des Klinkenrades 23 sind so dimensioniert, dass es bei jeder ganzen Schwin gung des Schwingarmes um einen Zahnschritt vorwärtsgedreht wird. Durch eine an der Platine 1 festgelegte Sperrklinke 25 wird verhindert, dass sich das Klinkenrad rückwärts drehen kann. Auf der Achse des Klin kenrades 23 sitzt ein Ritzel 23a, welches mit einem Zahnrad 26 kämmt, dessen Ritzel 26a mit einem Zahnrad 27 in Eingriff steht. Bei diesen wie bei allen andern Rädern sind weder die Lager für die Achsen noch die Brücken, in denen diese Lager eingesetzt sind, eingezeichnet, da mit man so die Räder besser sehen kann.
Das Zahrad 27 treibt über ein Zahnrad 28 das Sekundenrad 29, auf dessen Welle 30 der Sekundenzei ger 31 befestigt ist, wie man aus der Figur 4 ersehen kann. Das mit dem Zahnrad 28 fest verbundene Ritzel 28a kämmt mit einem Zahnrad 32, dessen Ritzel 32a mit einem Zahnrad 33 in Eingriff steht. Das mit die sem fest verbundene Ritzel 33a kämmt mit dem Minutenrad 34, welches an dem auf der Sekundenwelle 30 aufgeschobenen und dort frei drehbar gelagerten Minutenrohr 35 befestigt ist und den Minutenzeiger 36 sowie einen Trieb 34a trägt, der seinerseits mit dem Zwischenrad 37 in Ein griff steht, dessen Trieb 37a mit dem Stundenrad 38 kämmt. Dieses sitzt auf dem den Stundenzeiger 40 tragenden Stundenrohr 39.
Auf die se Art und Weise wird die Bewegung des Schwingers 3 auf die Zeiger 31, 36 und 40 übertragen.
Zum Richten der Zeiger dient die Richtwelle 43, auf welcher aussen die Krone 44 und innen das Kronrad 45 sitzt. Diese Richtwelle 43 liegt wenig stens angenähert in der Ebene des Schwingers 3. Dieser ist in bezug auf eine durch die Richtwellenachse gehende, senkrecht zur Ebene des Schwingers 3 und zur Platine 1 gehende Ebene symmetrisch ausgebil det und angeordnet und weist eine Einbuchtung auf, durch die zwischen dem Uhrwerksrand la und dem Schwinger 3 ein Zwischenraum ausge spart wird, in welchem diese Richtwelle 43 untergebracht ist.
Sie ist dabei in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert, so dass sich durch Herausziehen der Richtwelle über den Stellhebel 46 und die Wippe 47 das Kronrad 45 mit dem Richtrad 41 in Eingriff bringen lässt. Das Richtrad 41 seinerseits kämmt mit dem Wechselrad 42, dessen Trieb 42a mit dem Zwischenrad 37 in Eingriff steht.
Bei dieser Ausgestaltung des Uhrwerks kann ein mit Füsschen verse- henes Zifferblatt 48, wie das bei Kleinuhren bekannt ist, an der Plati- ne 1 befestigt werden, das dazu entsprechende Löcher 1c für die Füss- chen und Bohrungen 1d für die Befestigungsschreiben aufweist.
Wie man sieht, wird dadurch, dass der Biegeschwinger auf einem we sentlichen Teil seiner Länge entlang dem Rand des Uhrwerks verläuft, in der Mitte des Werkes ein grosser, zusammenhängender Raum frei gehalten, in welchem sich ohne Schwierigkeiten nicht nur die Zahnräder für den Antrieb der Zeiger, sondern nötigenfalls auch noch weitere Zahn rüder für den Antrieb eines Kalenderwerkes und allfällig weiterer Anzei gevorrichtungen unterbringen lassen.
Auch wird so ein hinreichend gros- ser Raum für die Batterie geschaffen, so dass sich eine runde Batterie mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser verwenden und ebenfalls ohne Schwierigkeit zwischen den Armen des Schwingers anordnen lasst. Ebenfalls erlaubt die Ausführung mit Einbuchtung des Schwingers die Anbringung einer Richtwelle klassischer Bauart und vor allem wird das die elastische Energie des Schwingers aufnehmende Materialvo lumen durch diese Einbuchtung gegenüber Stimmgabeln üblicher Form wesentlich erhöht.