CH339139A - Elektrische Armbanduhr - Google Patents

Description

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 Elektrische    Armbanduhr   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Armbanduhr, bei welcher die Unruh als    Frequenzsteuerorgan   dient und periodisch während ihres Durchganges durch mindestens ein magnetisches Feld angetrieben wird. 



  Die erfindungsgemässe Uhr ist gekennzeichnet durch eine Batterie, eine von der Unruh getragene, periodisch erregte Spule, mindestens einen Magnet, der ein magnetisches Feld in der Bahn der Spule erzeugt, und mindestens ein Joch, das dieses Feld begrenzt und die    Foucaultschen   Ströme reduziert. 



  Ausführungsbeispiele des    Erfindungsgegenstandes   sind    in   den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:    Fig.   1 einen    Grundriss   einer Armbanduhr mit abgenommenem    Unruhkloben,      Fig.   2 einen Aufriss zu    Fig.   1,    Fig.   3 eine perspektivische Teilansicht, aus welcher die Befestigung des Magneten ersichtlich ist,    Fig.   4 einen    Teilgrundriss   des obern Nebenschlusses und des Magneten bei abgenommener Unruh,    Fig.   5 einen Aufriss zu    Fig.   4,    Fig.   6 einen    Teilgrundriss   der Uhr, von der andern Seite gesehen, aus welchem der untere    Nebenschluss   ersichtlich ist,

      Fig.   7, 8 Varianten der Ausführung des Joches,    Fig.   9 eine perspektivische Teilansicht    eines      zweiten   Ausführungsbeispiels,    Fig.   10 eine schematische Darstellung der Uhr nach    Fig.   9,    Fig.   11 ein elektrisches Schema zu    Fig.   9,    Fig.   12 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Variante,    Fig.   13 eine schematische Darstellung zu    Fig.   12 und    Fig.   14 ein    elektrisches   Schema zu    Fig.   12. 



  Es    war   bisher bekannt, permanente magnetische Felder für elektrische Uhren mittels Magneten zu er- zeugen, die verhältnismässig lang in bezug auf ihren    Durchmesser   waren. Diese Magnete wurden dann auf verschiedene Art und Weise gebogen, um    im   Uhrgehäuse angeordnet werden und gleichzeitig die gewünschte    Flussdichte   im Luftspalt erzeugen zu können. Es war ferner üblich, Magnete    mit   hoher    remanenter   Induktion zu verwenden.

   In der    Praxis   wurde aber gefunden, dass sich Magnete mit    ausgeglichenen   magnetischen Eigenschaften, d. h.    mit   einer etwas kleineren    remanenten   Induktion und dafür    einer   grö- sseren    Koerzitivkraft   besser eignen, wobei genügend Energie    mit   Magneten erzeugt werden kann, bei welchen der Quotient    lld   (der Länge zum Durchmesser) höchstens 1 beträgt. Die bisher verwendeten magnetischen Joche wurden derart benützt, dass der Magnet den Anker teilweise überlappte und umgekehrt. 



  Es wurde gefunden, dass Streufelder praktisch eliminiert und eine    Luftspaltflussdichte   dadurch erzielt werden können, dass die Joche sich nicht überlappen, und dass die Teile des Joches neben den Polen, die Flächen des Magneten nicht überdecken, von welchen der magnetische Fluss kommt. 



  Die in    Fig.   1-3 dargestellte Uhr 42 weist eine Platte 44 auf, die mit einer mittels einer Feder 50 und einer Klemme 48 gehaltenen Batterie 46 versehen ist. Die    Unruhwelle   52 trägt eine Unruh 54, auf welcher eine gebogene Spule 56 an ihrem Rande mittels    Klemmen   58, 60 angeordnet ist. Eine Hebelscheibe 62, die ebenfalls auf der    Unruhwelle   52 über der Unruh 54 angeordnet ist, trägt einen Stift 64 und einen Kontakt 66, um periodisch einen Kontakt mit der Kontaktfeder 68 zu erzeugen,    die   an einer der    Klemmen   der Batterie 46 angeschlossen ist. 



  Die Platte 44 weist unter der Unruh 54 eine    sektor-      förmige      Ausnehmung   70 auf. Neben dem    innern   Rand dieser    Ausnehmung   70 ist die Platte 44 mit zwei Bohrungen zur Aufnahme zweier zylindrischer Magnete 72, 

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 74 versehen, die im    Presssitz   eingesetzt werden und deren Quotient    lld   höchstens 1 beträgt. Diese Magnete könnten aber auch einen polygonalen oder einen elliptischen oder sonst einen konvexen Querschnitt haben. 



  Diese Magnete 72, 74 sind derart angeordnet, dass je ein Magnet unter einem Ende 76 bzw. 78 der gebogenen Spule 56 liegt, wobei entgegengesetzte Pole nach oben gerichtet sind. Ein oberes magnetisches Joch 80 ist mittels zweier Pfosten 82, 84 aus weichem    magnetisierbarem   Material befestigt, die sich durch die Platte 44 erstrecken. Schrauben 86, 88 erstrecken sich durch das obere Joch und diese Pfosten 82, 84 und halten ein unteres magnetisches Joch 90 gegen die Platte 44. Diese Platte besteht aus    nichtmagnetisierbarem   Material, z. B. Messing oder einer Nickelsilberlegierung, während die Joche 80, 90 und die Pfosten 82, 84 aus    magnetisierbarem   Material, z. B. Stahl    mit   kleinem Kohlenstoffgehalt bestehen.

   Die Schrauben 86, 88 können aus    magnetisierbarem   Material bestehen oder nicht. 



  Das untere Joch 90 ist gebogen und weist zwei nach innen gerichtete Vorsprünge 92, 94 auf, die sich unter den untern    Magnetflächen   erstrecken und im Kontakt mit denselben stehen. Das obere Joch 80 hat die Form eines    abgeflachten   W    mit   dünneren Schenkeln 96, 98 und einem innern V-förmigen Teil 100, der zwei nach aussen gerichtete Finger 102, 104 aufweist. Weder die Vorsprünge 96, 98 noch die Finger 102, 104    (Fig.4)   überlappen    gänzlich   die obern Flächen der Magnete 72, 74, da erstere sich ausserhalb und letztere sich innerhalb dieser Flächen erstrecken. Ausser den Enden des obern Jochs 80, die an den Pfosten 82, 84 befestigt sind, und ausser der Spitze der Finger 102, 104 überlappt kein Teil des obern Jochs 80 das untere Joch 90.

   Es wurde gefunden, dass diese besondere Anordnung ein Minimum an Streufeldern und ein Maximum an gleichförmiger    Flussdichte   durch jedes Ende 76, 78 der Spule 56 gewährleistet. 



  Die Längsachsen der magnetischen Felder sind parallel    zur      Unruhwelle   52, d. h. senkrecht zur Unruh 54 selbst. Nach Behandlung und    Magnetisierung   werden die Magnete 72, 74 endgültig in die Platte 44    einge-      presst,   so dass sie bei Reparatur nicht    herausgenommen   und eventuell    mit   falscher Polarität wieder aufmontiert werden können. Die Uhr ist gegenüber magnetischen Feldern    unempfindlich,   die viel grösser sind als solche, die übliche sogenannte antimagnetische Uhren ausser Gebrauch setzen.

   Im Falle einer unerwünschten Magnetisierung der    Unruhwelle   oder der Spiralfeder kann die ganze Uhr ohne Nachteil für die Magnete oder den magnetischen Kreislauf in an -sich bekannter Weise entmagnetisiert werden. 



  In    Fig.   7 und 8 ist eine Variante der    Ausführung   der Joche dargestellt. Die Platte 122 ist hier mit Schlitzen l20 versehen, in welchen    einstückigeU-förmigeJoche   124 eingeschoben werden, die die Magnete 126 überlappen und mittels Schrauben 128 befestigt werden. Man erhält    somit   einen getrennten magnetischen Nebenschlusskreislauf für jeden Magnet, der einen wirksamen magnetischen Kreislauf bildet. In    Fig.   9-14 sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei welchen an Stelle von permanenten Magneten Elektromagnete verwendet werden. 



  Im Ausführungsbeispiel nach    Fig.   9-11 bezeichnet 142 den    Unruhkloben,   144 die Unruh mit der Spiralfeder 146, 148 die    Unruhwelle,   150 das obere Lager und 152 das Einstellorgan. Ferner trägt die Unruh 144 eine mindestens annähernd dreieckige Spule 154. 



  Die Platte 140 weist    zwei   parallele Schlitze 156 auf, in welchen ein Elektromagnet 158 mit verbreiterten    Polflächen   160, 162, die den positiven und den negativen Pol bilden, eingesetzt und    mittels   Schrauben 164 befestigt ist. Die Platte 140 weist eine    sektorförmige      Ausnehmung   166 auf, so dass die    Polflächen   160, 162 sich praktisch in der Ebene der    Oberfläche   der Platte 148 befinden. 



  Ein Joch mit einem Mittelteil 170 aus einem Material mit guten magnetischen Eigenschaften, z. B. gehärtetem Stahl mit    kleinem   Kohlenstoffgehalt und    End-      teilen   172 aus    nichtmagnetisierbarem   Material, z. B aus Messing, ist mittels Schrauben 168 befestigt. Die    End-      teile   sind in an sich bekannter Weise mit dem Mittelteil verbunden und mittels Schrauben 174 gehalten. Der Mittelteil 170 ist derart angeordnet, dass er die    Polflächen   160, 162 überlappt, wobei der Abstand zwischen diesen Flächen und dem Mittelteil genügend ist, um die Spule 154 durchgehen zu lassen. 



  Die Spule 154 weist einen leicht gebogenen Teil und zwei gerade radial in bezug auf die    Unruhwelle   angeordnete Teile auf. Diese Spule 154 ist derart an der Unruh 144 befestigt, dass sie hin und her zwischen dem Joch 170 und den    Polflächen   160, 162 bewegt wird. Die radialen Teile der Spule 154 sind derart angeordnet, dass sie sich einmal während einer Oszillation unmittelbar über den    Polflächen   160, 162 befinden. 



  Der den elektrischen Kontakt erzeugende Mechanismus ist in    Fig.   9 nicht dargestellt. In    Fig.   11 ist er schematisch wiedergegeben. Dieser Mechanismus verursacht eine Erregung der Spule und des Magnetes im Moment, in welchem die radialen Teile der Spule sich über den    Polflächen   befinden. Diese Lage ist in    Fig.   10 dargestellt, wobei die    Unruhwelle   148 sich im Sinne des Pfeils dreht. Infolge der Erregung des Magnetes, gelangt ein magnetischer Fluss vom Nordpol 160 zum induzierten Südpol 176 des Jochs 170. Dieser magnetische Fluss gelangt durch den Anker zu einem vom Südpol 162 induzierten Nordpol 178,    womit   der magnetische Kreislauf abgeschlossen wird. Es entstehen somit zwei momentane magnetische Felder zwischen dem Magnet und dem Joch 170.

   Während der Erregung des Elektromagnetes sind die radialen Teile der Spule 154    in,   der Lage der    Fig.   10. Da diese Spule in diesem Augenblick ebenfalls erregt wird, verläuft der erzeugte magnetische Fluss durch die von Pfeilen angegebene kreisförmige Bahn 180, während die andere Spulenseite eine Bahn 182 für ihren magnetischen Fluss aufweist. 



  Die    Richtung   des magnetischen Flusses, die durch die Pfeile 184, 186 angegeben ist, ist die Richtung    Nord-      Süd.   Dis Flüsse 180, 182 addieren sich auf der linken 

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 Seite der radialen Teile der Spule 154 und subtrahieren sich voneinander auf der rechten Seite. Das gleiche gilt für die Flüsse 182, 186. Dadurch entsteht eine zur Ebene der Wicklungen parallele Kraft sowie magnetische Impulse, derart, dass die Spule und die Unruh in Richtung des Pfeils gedreht werden. Das von der Spiralfeder ausgeübte Drehmoment dreht die Unruh im umgekehrten Sinne.    Während   dieser letzteren Umdrehung sind weder der Elektromagnet noch die Spule erregt.

   Die Schaltung ist schematisch in    Fig.   11 mit einer Batterie 188, einem Kontaktschalter 190, einem stehenden Elektromagnet 158 und einer beweglichen Spule 154 dargestellt. 



  Im Ausführungsbeispiel nach    Fig.   12-l4 ist eine Platte 192 mit einem    Unruhkloben   194 und einer Unruh 144 mit Spiralfeder vorgesehen. Ferner weist die Platte 192 eine    sektorförmige      Ausnehmung   198 mit parallelen Schlitzen 200,    zur   Aufnahme von mittels Schrauben 204 festgehaltenen Elektromagneten 202 auf. 



  Diese Magnete 202 bestehen je aus einem    C-förmi-      gen   Kern 206 bzw. 208    mit   Wicklungen 210 bzw. 212    (Fig.   13), die derart angeordnet sind, dass der magnetische Fluss dieser Magnete 202 in umgekehrter Richtung    fliesst,   wobei der eine den Südpol und der andere den Nordpol als unterer Pol hat. 



  Die Unruh 196 trägt eine Spule 214, die identisch zur Spule 154 der    Fig.   9 ist. Die Magnete sind derart angeordnet, dass die radialen Teile 216, 218 der Spule sich gleichzeitig zwischen den Polen während einer Umdrehung der Unruh befinden. 



  In    Fig.   13 hat der linke Magnet 202 den Südpol oben und der rechte Magnet den Nordpol oben,    womit   der linke Magnet einen nach oben gerichteten Fluss und der rechte einen nach unten gerichteten Fluss erzeugt. 



  Wenn die Unruh sich auf ihrer Welle 224 im Sinne des Pfeils 226    (Fig.   13) dreht, so    fliesst   der Fluss in den Armen 216, 218 im Sinne der Pfeile 228 und    addiert   sich auf einer Seite,    während   er sich auf der- andern Seite subtrahiert, wodurch die Unruh gedreht wird. In    Fig.   14 ist die Batterie 230, der Schalter 232, die Magnete 202 und die Spule 214 schematisch dargestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Armbanduhr, bei welcher die Unruh als Frequenzsteuerorgan dient und periodisch während ihres Durchganges durch mindestens ein magnetisches Feld angetrieben wird, gekennzeichnet durch eine Batterie, eine von der Unruh getragene, periodisch erregte Spule, mindestens einen Magnet, der ein magnetisches Feld in der Bahn der Spule erzeugt, und mindestens ein Joch, das dieses Feld begrenzt und die Foucaultschen Ströme reduziert. UNTERANSPRÜCHE 1. Armbanduhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet ein permanenter Magnet ist. 2. Armbanduhr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Magnete (72,74) vorgesehen sind, die gleichzeitig umgekehrte Seiten (76, 78) der Spule (56) erregen, und ein Joch (80) über diesen Magneten angeordnet ist. 3.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (72, 74) zylindrisch sind, wobei ein unteres Joch (90) diese Magnete (72, 74) derart verbindet, dass beiderends dieses Joches (90) zwei senkrechte Pole vorgesehen sind, während ein oberes Joch (80) diese Magnete (72, 74) über der Bahn der Spule (56) überbrückt, welches obere Joch (80) Finger (102, 104), die während der Erregungsperiode der Spule (56) zur Konzentration des magnetischen Feldes annähernd innerhalb der Breite dieser Spule (56) dienen, aufweist. 4.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Unruh (54) parallel zur Ebene des Zifferblattes liegt, während die Längsachse der Magnete senkrecht zu dieser Ebene steht. 5. Armbanduhr nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Joche (80, 90) sich zu ihrem grösseren Teil nicht überlappen. 6.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Joch (80) die Enden der Magnete (72, 74) nur teilweise überlappt. 7. Armbanduhr nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche (80, 90) aus magnetisier- barem Material bestehen, wobei das untere Joch (90) mit dem einen Ende der Magnete in Kontakt steht, während das obere Joch (80) in Abstand zu den andern Enden angeordnet ist. B. Armbanduhr nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Joch (90) gebogen ist und nach innen gerichtete Vorsprünge (92) aufweist. 9. Armbanduhr nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Joch (80) V-förmig angeordnete Finger (102, 104) aufweist. 10.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Joch (80) einen Mittelteil (100) mit Fingern (102, 104) und Aussenschenkeln (96, 98) aufweist und derart angeordnet ist, dass die Längsachsen der Magnete weder diese Finger noch die Aussenschenkel schneiden. 11. Armbanduhr nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (100) V-förmig ist. 12. Armbanduhr nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Magnete (72, 74) parallel sind. 13. Armbanduhr nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (72, 74) fest in einer Platt (44) befestigt sind. 14.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Jochen (80, 90) Elemente (82,84) aus magnetisierbarem Material zwischengeschaltet sind. 15. Armbanduhr nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Elemente (82, 84) die Platte (44) durchsetzen. 16. Armbanduhr nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (72, 74) derart angeordnet sind, dass die magnetischen Felder umgekehrt gerichtet sind. <Desc/Clms Page number 4> 17. Armbanduhr nach Unteransprüchen 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient der Länge zum Durchmesser der Magnete (72, 74) höchstens 1 beträgt. 18.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der im Presssitz eingesetzten Magnete (72, 74) über die Platte (44) ragt. 19. Armbanduhr nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Elemente (82, 84) hohle Pfosten sind, die vom untern Joch (90) getragen sind und die selber das obere Joch (80) tragen, wobei das Ganze mittels Schrauben (86, 88) zusammengehalten ist. 20. Armbanduhr nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei U-förmige Joche (124) vorgesehen sind. 21. Armbanduhr nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche (124) über und unter den Magneten (126) angeordnet sind. 22.

   Armbanduhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet ein Elektromagnet (158) ist. 23. Armbanduhr nach Unteranspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (l54) zwei radiale, annähernd gerade Arme aufweist, die derart angeordnet sind, dass sie sich bei einer Lage der Spule(154) während einer Oszillation der Unruh (144) gleichzeitig über einem der Magnetpole (160, 162) befinden, wobei Mittel (190) zur gleichzeitigen Erregung des Elektromagnetes und der Spule vorgesehen sind. 24. Armbanduhr nach Unteranspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwei elektromagnetisch erzeugte magnetische Felder vorgesehen sind. 25.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete und die Spule derart angeordnet sind, dass die magnetische Rückkopplung der magnetischen Felder und der Felder der Spule (154) ein Drehmoment auf die Unruh ausüben. 26. Armbanduhr nach Unteranspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen der Spule in der Ebene der Unruh angeordnet sind, wobei die magnetischen Flüsse der magnetischen Felder senkrecht zu dieser Ebene gerichtet sind. 27. Armbanduhr nach Unteranspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Felder innerhalb der radialen Arme der Unruh verlaufen, wobei ihr Ausbreitungswinkel in bezug auf die Unruhwelle kleiner als 180 ist. 28.

   Armbanduhr nach Unteranspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule annähernd dreieckig ist, wobei ihre Spitze bei der Unruhwelle angeordnet ist.