CH411709A - Clock powered by photocells - Google Patents

Clock powered by photocells

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Publication number
CH411709A
CH411709A CH918864A CH918864A CH411709A CH 411709 A CH411709 A CH 411709A CH 918864 A CH918864 A CH 918864A CH 918864 A CH918864 A CH 918864A CH 411709 A CH411709 A CH 411709A
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CH
Switzerland
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photocell
photocells
clock according
battery
cells
Prior art date
Application number
CH918864A
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German (de)
Inventor
Adler Karl
Ducommun Georges
Original Assignee
Biviator Sa
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/02Arrangements of electric power supplies in time pieces the power supply being a radioactive or photovoltaic source
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B5/00Automatic winding up
    • G04B5/22Automatic winding up by thermometric, barometric or like effects or alterations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 Durch Photozellen gespeiste    Uhr   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Uhr mit aus einer ersten    Photozellenbatterie   gespeistem Aufzugsmotor und mit aus einer zweiten    Photozellen-      batterie   über eine durch Photozellen gesteuerte Schaltung gespeistem Richtmotor zur Schwenkung der ersten    Photozellenbatterie   in    die   Richtung des stärksten Lichteinfalls. 



  Solche    Uhren   sind in der    Literatur   bekannt, doch ist ihre Verwirklichung bisher auf erhebliche Schwierigkeiten gestossen, weil die verfügbaren photoelektrischen Energien bei angemessener Grösse der    Photo-      zellenbatterien   und bei normaler Aufstellung der    Uhr   in Wohnräumen bei den gewählten Schaltungen und mechanischen Konstruktionen nicht ausreichen, um einerseits die Uhr zuverlässig    aufzuziehen   und damit eine genügende Gangreserve zu schaffen und ausserdem die ganze Uhr mit .samt den    Photozellenbatterien   in die Richtung des günstigsten Lichteinfalls zu schwenken. Es ist denn auch in der Literatur bestritten worden, dass eine derartige Lösung überhaupt gangbar wäre.

   Es wurde bereits versucht, den    Richt-      motor   über ein Mikrorelais zu speisen, welches seinerseits durch entgegengesetzt geschaltete Photozellen gesteuert wird,    um,den   Richtmotor an die eine oder andere    Photozellenbatterie   anzuschalten. In    diesem   Falle ist also immer höchstens eine    Photozellenbatte-      rie   voll in Betrieb, um den Richtmotor zu betätigen, während eine zweite gleich grosse, diesem Motor zugeordnete    Photozellenbatterie   nicht mitbenützt wird.

   Es hat sich jedoch in der    Praxis   als fast,ausgeschlossen erwiesen, ein Mikrorelais mit    Steuerphotozellen   praktischer Grösse genügend    sicher   steuern zu können, und ausserdem fällt    die   jeweils nur zur    Hälfte   ausgenützte, dem Richtmotor zugeordnete    Photozel-      lenbatterie   untragbar gross aus.

   Es ist    Idas   Ziel    vorliegender   Erfindung, eine Uhr der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sowohl zur Steuerung der Schaltung als auch zum Antrieb der Motoren mit Photozellen tragbarer Grösse    auszukommen   und eine genügende Aufzugsreserve auch in verhältnismässig dunklen Räumen zu erzielen gestattet.    Die      Uhr   gemäss vorliegender Erfindung ist dadurch    gekennzeichnet,      idass   die erwähnte Schaltung als    Stromwendeschaltung   ausgebildet ist, über welche die ganze .zweite Photozellenbatterie mit dem    Richtmotor   verbunden ist.

   Es wird    damit   die günstigste Ausnützung der    Photozellenbatterie   erzielt, womit die Uhr stets zuverlässig in die    günstigste   Lichtrichtung geschwenkt werden kann, ohne dass die    Photo-      zellenbatterien   übermässige Grösse    aufweisen   müssten. Vorzugsweise ist eine kontaktlose    elektronische   Stromwendeschaltung, beispielsweise mit vier in Brücke    geschalteten   Transistoren vorhanden, welche    durch      Steuerphotozellen      verhältnismässig   geringer Oberfläche    zuverlässig      gesteuert   wenden kann.

   Die obenerwähnten    Nachteile   und die grosse Unzuverlässigkeit eines Mikrorelais fallen dabei weg. 



  Bei den    Photozellenbatterien   bekannter    Uhren   wurde auf .eine besondere, .den Gegebenheiten angepasste Schaltung der    Photozellenbatterien   nicht geachtet, sondern die Zellen wurden entweder in    Serie   oder parallel geschaltet. Es ist jedoch besonders dann von Bedeutung, auf ,eine günstige    Schaltungsart   zu achten, wenn die    Photozellenbatterien   je etwa    halb-      kreisförmig   auf entgegengesetzten Seiten eines gemeinsamen Trägers angeordnet sind.

   Es hat .sich als besonders günstig herausgestellt, wenn    idie      Photozellen-      batterien   mindestens zwei Paare von benachbarten, in Serie geschalteten Photozellen aufweisen, wobei alle Zellenpaare parallel geschaltet sind. Es ist mit    dieser   

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 Schaltung    möglich,   sowohl örtliche hohe Beleuchtungsstärken als auch    gleichmässig   einfallende mittlere Beleuchtungsstärken    voll   auszunützen. 



  Die Massnahmen    zur      bestmöglichsten   Ausnützung der verfügbaren photoelektrischen Energie müssen auch dadurch unterstützt werden, dass die Reibungsverluste so niedrig als möglich gehalten wenden. Zu diesem Zweck werden das    Uhrengehäuse   und die Photozellen, bzw. ihr Träger, vorzugsweise auf einem Lager schwenkbar angeordnet, welches eine    einzige   Kugel zur Aufnahme der    Axiallast   und eine besondere radiale Lagerung .aufweist. Es können dabei zwei axial versetzte    Radiallager   vorhanden sein und die Kugel kann einseitig auf .einer    Hartmetallplatte   aufliegen. Durch diese Anordnung können die Reibungsverluste äusserst    gering   gehalten wenden. 



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Uhr :dargestellt. 



     Fig.   1 zeigt die    Photozellenbatterien   und ihren Träger in Draufsicht. 



     Fig.   2 zeigt den Träger ;der    Photozellenbatterien   im Schnitt mit der Antriebsvorrichtung, dem Sockel der Uhr und einem    Teil   des Uhrengehäuses in Seitenansicht. 



     Fig.   3 zeigt das elektrische    Schaltschema   der    Uhr,   und    Fig.   4 zeigt die Antriebsvorrichtung und Lagerung der Uhr im Schnitt. 



  Die dargestellte Uhr weist eine Sockelplatte 1 mit drei vertikal einstellbaren Füssen 2 auf. Auf der Platte 1 ist ein vertikaler Lagerzapfen 3 befestigt, um welchen eine Lagerbüchse 4 in später beschriebener Weise drehbar    gelagert   ist. Mit .der Lagerbüchse 4 ist die Nabe 5 eines    tellerförmigen   Kunststoffträgers 6 verbunden. Der Kunststoffträger 6 hat im    wesentlichen   die    Form   eines unten offenen, vierzehneckigen, flachen    Pyramidenstumpfes,   welcher oben und unten durch Metallplatten 7 bzw. 8 abgedeckt ist. Auf der Platte 7 ist mittels    Stützen   9 ein    tetraederförmiges   Uhrengehäuse 10    mi   drei dreieckigen    Zifferblättern   11 angeordnet. 



  Der Träger 6 weist vierzehn ebene Auflageflächen 12 auf, längs deren Mitte eine flache Nut 13 verläuft. Am oberen Ende der Nut 13 ist der Träger 6 mit    einer      Durchbrechung   14 zur    Durchführung   der    Anschlusskabel   zu den auf den Flächen 12 liegenden Photozellen versehen. An den Kanten zwischen benachbarten    Auflageflächen   12 ist eine Nut 15 vorgesehen, in welche ein Profilhalter 16 der in    Fig.   1 dargestellten    Querschnittsform   aus Kunststoff eingesetzt und verleimt ist. Photozellen 17 sind    in   die    zwischen   den seitlichen Rippen der Halter 16 und den Auflageflächen 12 gebildeten Nuten eingesetzt.

   Sie stützen sich unten gegen einen seitlich vorstehenden Rand 18 der Platte 8 und sind    damit   in eindeutiger Lage    gesichert.   



  Wie    Fig.   1 zeigt, sind zwei    symmetrisch   gegen- überliegende Gruppen von je sechs Photozellen 17 bzw. 17a vorhanden, die in später    beschriebener   Weise je eine    Photozellenbatterie   bilden. Die Photo-    zellen   17 und 17a sind durch je eine    :durchsichtige   oder durchscheinende Platte 19 gedeckt und geschützt, welche in den    zwischen   den seitlichen Rippen der Halter 16 und auf dieselben aufgesetzten    Metall-      leisten   20 gehalten sind. Die Platten 19 stützen sich ebenfalls gegen den unteren Rand 18 der Platte B. 



  Auf zwei gegenüberliegenden,    zwischen   den    Photozellenbatterien   17 bzw. 17a liegenden Auflageflächen 12 sind auf einer inneren Trägerplatte 21 aus    Isoliermaterial   je vier längliche, zur Umfangsrichtung des Trägers 6 parallel liegende Photozellen 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d angeordnet. Die Photozellen 22 .und 23 sind ebenfalls je durch eine durchsichtige oder durchscheinende Platte 19 abgedeckt. 



  Wie    Fig.   3 zeigt, sind die Photozellen 17 zu einer    Photozellenbatterie   zusammengeschaltet, wobei je zwei benachbarte Photozellen in    Serie   geschaltet sind und wobei die in Serie geschalteten    Photozellenpaare   parallel an einen    Aufzugsmotor   24    angeschlossen   sind. Der Aufzugsmotor 24 befindet sich im Uhrengehäuse 10 und ist mit der    Photozellenbatterie   17 über Kabel verbunden, welche in den Stützen 9 untergebracht sind. Die Photozellen 17a sind in gleicher Weise wie die Photozellen 17 zu einer Zellenbatterie von je    zwei   in Serie geschalteten Zellen zusammengeschaltet.

   Die    Photozellenbatterie   17 ist an den Eingang einer vier    Transistoren   25a bis 25d enthaltenden    Brücke   angeschlossen. Je zwei Photozellen 22 und 23 sind mit entgegengesetzter Polarität zusammengeschaltet.    Die   Verbindungsleitungen je    zweier      zusammengeschalteter   Photozellen 22 und 23 sind mit der Basis .und dem    Emitter   eines zugeordneten    Transistors   25 verbunden, wobei die Verbindungen an die diametral gegenüberliegenden    Transistoren   25a und 25c unter sich gleich, aber mit entgegengesetzter Polarität wie    die   unter sich auch gleichen Verbindungen an die Transistoren 25b und 25d    ,

  erfolgen.   Unter der    Voraussetzung   gleicher Spannungsdifferenzen an allen Photozellen 22 und 23 werden daher je zwei diametral    gegenüberliegende   Transistoren leitend und die zwei andern gegenüberliegenden Transistoren gesperrt. Dadurch wird der    Stromfluss   aus der    Photozellenbatterie   17a, je nachdem die Photozellen 22 oder 23 stärker beleuchtet sind, in der einen oder anderen Richtung durch den in die Ausgangsdiagonale der Brücke    geschalteten      Richtmotor   26 fliessen. 



  Die eigentliche Antriebsvorrichtung mit dem Richtmotor 26 ist in    Fig.   4 ausführlich dargestellt. Die Lagerung der Büchse 4 auf dem Lagerzapfen 3    ,erfolgt   mittels    zweier.axial   versetzter    Radiallager   27 und 28. Zur Aufnahme der    Axiallast   dient eine Kugel 29, welche auf einem in das obere Ende des Lagerzapfens 3    eingelassenen      Hartmetallplättchen   30 aufliegt. Die Kugel 29 ist in    einem      zylindrischen   Käfig 31 mit Spiel gehalten, welcher Käfig 31 in eine Bohrung .der Lagerbüchse 4 eingesetzt ist. 



  über einem Bund 32 des Lagerzapfens 3 ist ein Zahnrad 33 lose auf den    Lagerzapfen   aufgesetzt. Mittels einer    Druckfeder   34 wird eine    Friktions-      scheibe   35 gegen das Zahnrad 33 gepresst, so    ,dass   

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 dieses Zahnrad nur unter Überwindung einer bestimmten Reibung gegenüber dem Lagerzapfen 6 gedreht werden kann.    Mit,dem   Zahnrad 33 kämmt ein Zahnrad 36, welches in zwei mit dem Träger 6 verbundenen Platten 37 und 38 gelagert ist. Das Zahnrad 36 wird über zwei weitere in den Platten 37 und 38 bzw. im Flansch des Motors 26 gelagerte Triebe 39 und 40 vom    Ritzel   41 des Motors 26 angetrieben. 



  Die Arbeitsweise der dargestellten    Uhr   ist wie folgt: Erfolgt der stärkste Lichteinfall von oben in    Fig.   1, so wird die    Photozellenbatterie   17 optimal beleuchtet und der Aufzugsmotor 24 wird das Uhrwerk rasch aufziehen. Die Photozellen 22 und 23 sind gleichmässig beleuchtet, so dass in den Verbindungsstromkreisen dieser Photozellen keine Spannungsdifferenzen auftreten.

   Die Brücke mit den    Transistoren   25 befindet sich daher im Gleichgewicht    ,und   der Richtmotor 26 ist stromlos. Ändert die Richtung des    Lichteinfalls,   so wird die eine Gruppe von Photozellen 22 oder 23 stärker beleuchtet als die andere, so dass in .den Verbindungsstromkreisen dieser Photozellen Spannungen in    einer   bestimmten Richtung auftreten, welche die Brücke mit den Transistoren 25 aus den obenerwähnten Gründen aus dem Gleichgewicht bringt.

   Die Schaltung    äst   so    ausgelegt,   dass in diesem Fall der Richtmotor 26 in    ,einer   Richtung zu drehen beginnt, welche    idie      Photozellenbatterie   17 wieder symmetrisch zur    Lichtrichtung      zu   stellen trachtet. Der Motor 26 treibt dabei über die Triebe 39 und 40 das Zahnrad 36 an, welches sich auf    idem   feststehenden Zahnrad 33 abwälzt und damit    die   Drehung des Trägers 6 .und des Uhrgehäuses 10 bewirkt.

   Das Reibungsmoment zwischen dem    Zahnrad   33 und der Scheibe 35    .ist   dabei    grösser   als das Reibungsmoment im Lager, doch kann die    Uhr   von Hand beliebig gedreht werden, in welchem Falle das Zahnrad 33 zwischen der Scheibe 35 und dem Bund 32 gleitet. 



  Da die    Photozellengruppen   22 und 23 bei Ruhestellung des Systems, d. h. bei Lichtrichtung von oben in    Fig.   1, parallel zu dieser Lichtrichtung liegen, werden die den    Photozellengruppen   22 und 23 benachbarten Leisten 20 einen Schatten werfen, welcher eine etwas    ungleichmässige   Beleuchtung ergibt. Durch die Anordnung länglicher Photozellen in Umfangrichtung des Trägers 6 bleibt Jedoch ein solcher Schatten ohne Wirkung, weil er auf alle Photozellen dieselbe Wirkung hat.

   Können die Photozellen 22 und 23 so angeordnet werden, dass jede Möglichkeit solcher Schatten ausgeschlossen wird, so könnten    säe   auch in Richtung der    Mantellinien   auf dem    pyrami-      @denstumpfförmigen   Träger angeordnet    sein.   



  Wie bereits erwähnt, ist die Anordnung und Schaltung der    Photozellenbatterien,   insbesondere der normalerweise im Schatten liegenden    Photozellenbat-      terie   17a, von Bedeutung. Es ist    wesentlich,   dass diese    Photozellenbatterie   das verfügbare Licht in allen Fällen optimal ausnützt, um auch    bei   schwacher Beleuch-    tung   oder aber bei ausgeprägtem Schlagschatten von gebündeltem Licht noch genügend Energie zum Antrieb des Motors 26 liefern können.

   Bei gebündeltem Licht und    ausgesprochenem   Schlagschatten wird bei .der dargestellten Anordnung mindestens noch die eine, den    Steuerphotozellen   22 und 23    benachbarte   Photozelle 17a genügend beleuchtet sein, um den Motor 26 anzutreiben. Diese Tatsache    hängt   einerseits    damit   zusammen,    idass   die    Steuerphotozellen   22 und 23 und die    ihnen   benachbarten Photozellen der    Photozellenbatterien   17 und 17a in Ebenen liegen, welche einen    Winkel   von nur 25 bis 26  bzw. 214 bis 215  einschliessen.

   Auch bei etwa parallel zu den Ebnen der    Steuerphotozellen   22 und 23    gerichtetem   Licht werden daher    mindestens   die einen äussersten    Zellen   17a von diesem Licht noch wesentlich beleuchtet. 



  Da die Photozellen der Batterien nicht alle, sondern nur    paarweise   in Serie geschaltet sind, wird die Leistung nur einer    beleuchteten   Zelle nicht wesentlich durch die    Serieschaltung   weiterer schwach beleuchteter Zellen abgeschwächt. Die Richtapparatur der    Uhr   arbeitet mit einem    Totwinkel   von    ungefähr   20 , welcher also in    ider   Grössenordnung des Winkels zwischen der Ebene der Zellen 22 bzw. 23 und der Ebene der angrenzenden    Photozelle   17a    liegt.   Auch aus diesem Grunde wird also, wie erwähnt,    immer   mindestens eine äusserste    ,Photozelle   17a noch erheblich beleuchtet sein. 



  Bei diffusem Flutlicht genügt eine Beleuchtungsstärke von 50    lux,   um einerseits    eine   genügende Aufzugsreserve zu schaffen und anderseits genügend Energie für den    Richtmotor   zu erzeugen.    Eine   Beleuchtungsstärke von 30    lux   genügt noch, um die    Uhr   bzw. ihre    Photozellenbatterie   17 in die    günstigste   Richtung zu bringen. 



     Beim   dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die totale Fläche jeder    Photozellenbatterie   aus den Zellen 17 oder 17a 140    cm2.   Die Fläche Jeder Steuerzelle 22 oder 23 beträgt 3    cm2.   



  An sich kann auch eine andere räumliche Anordnung der    Photozellenbatterien   mit    Iden   Zellen 17 und 17a gewählt werden. Beispielsweise können anstelle von drei Paaren von in Serie    geschalteten      Photozellen   nur zwei solche Paare grösserer Fläche vorgesehen sein.

      Anderseits   können auch    mehr   Photozellen vorgesehen sein als beim    Ausführungsbeispiel   dargestellt,    wobei   es jedoch wesentlich ist,    dass   jede Photozellenbatterie auf einer konvexen Fläche angeordnet    ist.   Diese Fläche kann weitgehend    beliebige   Form annehmen, wobei    idie   den Steuerzellen 22 und 23 benachbarten Photozellen 17 vorzugsweise einen    möglichst   geringen Winkel mit der Ebene der Photozellen 22 oder 23 einschliessen, insbesondere parallel zu ,denselben angeordnet sein können.

   Bei Anordnung von nur vier Photozellen 17 bzw. 17a auf einem Träger in Formeines gleichmässigen Vieleckes wird der Winkel zwischen den    Stenerphotozelllen   22 oder 23 und den benachbarten Photozellen 17 oder 17a 36  betragen. Noch grössere    Winkeldifferenzen   ,sollten vermie- 

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 den werden, d. h. dieser Winkel sollte jedenfalls    nicht   grösser ,als 40  sein.



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 Clock fed by photocells The present invention relates to a clock with a winding motor fed from a first photocell battery and with a directional motor fed from a second photocell battery via a circuit controlled by photocells to pivot the first photocell battery in the direction of the strongest incidence of light.



  Such clocks are known in the literature, but their implementation has so far encountered considerable difficulties, because the available photoelectric energies are not sufficient for the selected circuits and mechanical constructions with the appropriate size of the photocell batteries and normal installation of the clock in living rooms Wind the watch up reliably and thus create a sufficient power reserve and also swivel the entire watch with the photocell batteries in the direction of the most favorable incidence of light. It has been disputed in the literature that such a solution would be feasible at all.

   Attempts have already been made to feed the straightening motor via a microrelay, which in turn is controlled by photocells connected in the opposite direction in order to connect the straightening motor to one or the other photocell battery. In this case, therefore, at most one photocell battery is always fully in operation to operate the straightening motor, while a second photocell battery of the same size assigned to this motor is not also used.

   In practice, however, it has proven to be almost impossible to be able to control a microrelay with control photo cells of practical size with sufficient reliability, and in addition the photo cell battery, which is only half used and assigned to the directional motor, is prohibitively large.

   It is the aim of the present invention to create a watch of the type described at the outset, which can manage both the control of the circuit and the drive of the motors with photocells of portable size and allows a sufficient winding reserve to be achieved even in relatively dark rooms. The clock according to the present invention is characterized in that the circuit mentioned is designed as a current reversing circuit, via which the entire second photocell battery is connected to the straightening motor.

   This achieves the best possible utilization of the photocell battery, with which the clock can always be reliably swiveled in the most favorable light direction without the photocell batteries having to be excessively large. Preferably there is a contactless electronic commutation circuit, for example with four transistors connected in a bridge, which can be reliably controlled by control photo cells of a relatively small surface area.

   The disadvantages mentioned above and the great unreliability of a microrelay are eliminated.



  In the case of the photocell batteries of known clocks, no attention was paid to .a special, .conditionally adapted circuit of the photocell batteries, but the cells were connected either in series or in parallel. However, it is particularly important to ensure a favorable type of circuit if the photocell batteries are each arranged approximately in a semicircle on opposite sides of a common carrier.

   It has proven to be particularly advantageous if the photocell batteries have at least two pairs of adjacent photocells connected in series, with all cell pairs being connected in parallel. It is with this one

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 Switching possible to make full use of both local high illuminance levels and uniformly incident average illuminance levels.



  The measures to make the best possible use of the available photoelectric energy must also be supported by keeping the friction losses as low as possible. For this purpose, the watch case and the photocells, or their support, are preferably arranged pivotably on a bearing which .aufweis a single ball for receiving the axial load and a special radial bearing. There can be two axially offset radial bearings and the ball can rest on one side on a hard metal plate. With this arrangement, the friction losses can be kept extremely low.



  An exemplary embodiment of the clock according to the invention is shown in the drawing.



     Fig. 1 shows the photocell batteries and their support in plan view.



     Fig. 2 shows the support of the photocell batteries in section with the drive device, the base of the watch and part of the watch case in side view.



     Fig. 3 shows the electrical circuit diagram of the clock, and Fig. 4 shows the drive device and mounting of the clock in section.



  The clock shown has a base plate 1 with three vertically adjustable feet 2. On the plate 1, a vertical bearing pin 3 is attached, around which a bearing bush 4 is rotatably mounted in a manner described later. The hub 5 of a plate-shaped plastic carrier 6 is connected to the bearing bush 4. The plastic carrier 6 has essentially the shape of a fourteen-cornered, flat truncated pyramid which is open at the bottom and which is covered at the top and bottom by metal plates 7 and 8, respectively. A tetrahedral watch case 10 with three triangular dials 11 is arranged on the plate 7 by means of supports 9.



  The carrier 6 has fourteen flat support surfaces 12, along the center of which a flat groove 13 runs. At the upper end of the groove 13, the carrier 6 is provided with an opening 14 for the passage of the connection cables to the photocells lying on the surfaces 12. At the edges between adjacent bearing surfaces 12 a groove 15 is provided in which a profile holder 16 of the cross-sectional shape shown in FIG. 1 made of plastic is inserted and glued. Photocells 17 are inserted into the grooves formed between the lateral ribs of the holder 16 and the bearing surfaces 12.

   They are supported at the bottom against a laterally protruding edge 18 of the plate 8 and are thus secured in a unique position.



  As FIG. 1 shows, there are two symmetrically opposite groups of six photocells 17 and 17a each, which each form a photocell battery in the manner described below. The photocells 17 and 17a are each covered and protected by a transparent or translucent plate 19 which is held in the metal strips 20 placed between the lateral ribs of the holders 16 and on them. The plates 19 are also supported against the lower edge 18 of the plate B.



  On two opposite bearing surfaces 12 between the photocell batteries 17 and 17a, four elongated photocells 22a to 22d or 23a to 23d are arranged on an inner carrier plate 21 made of insulating material and are parallel to the circumferential direction of the carrier 6. The photocells 22 and 23 are also each covered by a transparent or translucent plate 19.



  As FIG. 3 shows, the photocells 17 are interconnected to form a photocell battery, two adjacent photocells being connected in series and the photocell pairs connected in series being connected in parallel to an elevator motor 24. The winding motor 24 is located in the watch case 10 and is connected to the photocell battery 17 via cables which are accommodated in the supports 9. The photocells 17a are interconnected in the same way as the photocells 17 to form a cell battery of two cells connected in series.

   The photocell battery 17 is connected to the input of a bridge containing four transistors 25a to 25d. Two photocells 22 and 23 are connected together with opposite polarity. The connecting lines of two photocells 22 and 23 connected together are connected to the base and the emitter of an associated transistor 25, the connections to the diametrically opposite transistors 25a and 25c being the same but with opposite polarity to the connections being the same the transistors 25b and 25d,

  respectively. Assuming the same voltage differences at all photocells 22 and 23, two diametrically opposite transistors are conductive and the other two opposite transistors are blocked. As a result, the current flow from the photocell battery 17a, depending on whether the photocells 22 or 23 are illuminated more intensely, will flow in one direction or the other through the straightening motor 26 connected in the output diagonal of the bridge.



  The actual drive device with the straightening motor 26 is shown in detail in FIG. The bushing 4 is mounted on the journal 3 by means of two axially offset radial bearings 27 and 28. A ball 29, which rests on a hard metal plate 30 embedded in the upper end of the journal 3, serves to absorb the axial load. The ball 29 is held in a cylindrical cage 31 with play, which cage 31 is inserted into a bore of the bearing bush 4.



  A gear 33 is loosely placed on the bearing pin via a collar 32 of the bearing pin 3. A friction disk 35 is pressed against the gear wheel 33 by means of a compression spring 34 so that

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 this gear can only be rotated with respect to the bearing journal 6 by overcoming a certain amount of friction. With the gear 33 meshes with a gear 36 which is mounted in two plates 37 and 38 connected to the carrier 6. The gearwheel 36 is driven by the pinion 41 of the motor 26 via two further drives 39 and 40 mounted in the plates 37 and 38 or in the flange of the motor 26.



  The functioning of the clock shown is as follows: If the strongest incidence of light occurs from above in FIG. 1, the photocell battery 17 is optimally illuminated and the winding motor 24 will quickly wind the clockwork. The photocells 22 and 23 are evenly illuminated, so that no voltage differences occur in the connecting circuits of these photocells.

   The bridge with the transistors 25 is therefore in equilibrium and the directional motor 26 is de-energized. If the direction of incidence of light changes, one group of photocells 22 or 23 is illuminated more strongly than the other, so that voltages in a certain direction occur in the connection circuits of these photocells, which the bridge with the transistors 25 for the reasons mentioned above for the Brings balance.

   The circuit is designed so that in this case the directional motor 26 begins to rotate in a direction which the photocell battery 17 seeks to place symmetrically to the direction of light again. The motor 26 drives the gear wheel 36 via the drives 39 and 40, which rolls on the stationary gear wheel 33 and thus causes the carrier 6 and the watch case 10 to rotate.

   The frictional torque between the gear 33 and the disk 35 is greater than the frictional torque in the bearing, but the watch can be turned as desired by hand, in which case the gear 33 slides between the disk 35 and the collar 32.



  Since the photocell groups 22 and 23 when the system is at rest, i. H. if the direction of light is from above in FIG. 1, parallel to this direction of light, the strips 20 adjacent to the photocell groups 22 and 23 will cast a shadow which results in somewhat uneven lighting. By arranging elongated photocells in the circumferential direction of the carrier 6, however, such a shadow has no effect because it has the same effect on all photocells.

   If the photocells 22 and 23 can be arranged in such a way that any possibility of such shadows is excluded, then they could also be arranged in the direction of the surface lines on the truncated pyramid-shaped carrier.



  As already mentioned, the arrangement and switching of the photocell batteries, in particular the photocell battery 17a which is normally in the shade, is important. It is essential that this photocell battery optimally utilizes the available light in all cases in order to still be able to supply enough energy to drive the motor 26 even in weak lighting or in the case of pronounced shadows from concentrated light.

   In the case of the arrangement shown, when the light is focused and the shadow is pronounced, at least one photocell 17a adjacent to the control photocells 22 and 23 will be sufficiently illuminated to drive the motor 26. This fact is connected on the one hand with the fact that the control photocells 22 and 23 and the photocells of the photocell batteries 17 and 17a adjacent to them lie in planes which include an angle of only 25 to 26 or 214 to 215, respectively.

   Even with light directed approximately parallel to the planes of the control photocells 22 and 23, at least the one outermost cells 17a are therefore still substantially illuminated by this light.



  Since the photocells of the batteries are not all connected in series, but only in pairs, the output of only one illuminated cell is not significantly weakened by the series connection of other weakly illuminated cells. The watch's straightening apparatus works with a blind spot of approximately 20, which is the same order of magnitude as the angle between the plane of the cells 22 or 23 and the plane of the adjacent photocell 17a. For this reason, too, as mentioned, at least one outermost photocell 17a will always be considerably illuminated.



  In the case of diffuse floodlighting, an illuminance of 50 lux is sufficient on the one hand to create a sufficient elevator reserve and on the other hand to generate enough energy for the directional motor. An illuminance of 30 lux is sufficient to move the watch or its photocell battery 17 in the most favorable direction.



     In the illustrated embodiment, the total area of each photocell battery from cells 17 or 17a is 140 cm 2. The area of each control cell 22 or 23 is 3 cm2.



  A different spatial arrangement of the photocell batteries with Iden cells 17 and 17a can also be selected. For example, instead of three pairs of photocells connected in series, only two such pairs of a larger area can be provided.

      On the other hand, more photocells can also be provided than in the exemplary embodiment, although it is essential that each photocell battery is arranged on a convex surface. This surface can largely assume any shape, with the photocells 17 adjacent to the control cells 22 and 23 preferably enclosing the smallest possible angle with the plane of the photocells 22 or 23, in particular being able to be arranged parallel to the same.

   If only four photocells 17 or 17a are arranged on a carrier in the form of a uniform polygon, the angle between the stener photocells 22 or 23 and the adjacent photocells 17 or 17a will be 36. Even larger angle differences should be avoided

 <Desc / Clms Page number 4>

 the will, d. H. this angle should in any case not be greater than 40.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Uhr mit aus einer ersten Photozellenbatterie gespeistem Aufzugsmotor und mit aus einer zweiten Photozellenbatterie über eine .durch Photozellen gesteuerte Schaltung gespeistem Richtmotor zur Schwenkung der ersten Photozellenbatterie in die Richtung des stärksten Lichteinfalls, dadurch gekennzeichnet, ,dass die erwähnte Schaltung als Stromwendeschaltung ausgebildet ist, über welche die ganze zweite Photo- zellenbatterie mit dem Richtmotor verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Clock with a winding motor fed by a first photocell battery and with a directional motor fed from a second photocell battery via a circuit controlled by photocells to pivot the first photocell battery in the direction of the strongest incidence of light, characterized in that the circuit mentioned is designed as a commutation circuit which the entire second photocell battery is connected to the straightening motor. SUBCLAIMS 1. Uhr nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine kontaktlose elektronische Stromwen:de- schaltung. 2. Uhr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .dass die Stromwendeschaltung vier in Brücke geschaltete Transistoren aufweist, wobei im Steuerkreis jedes Transistors ein Paar von Steuerphotozellen liegt. 3. Clock according to patent claim, characterized by a contactless electronic power switch. 2. Clock according to dependent claim 1, characterized in that the commutation circuit has four transistors connected in a bridge, with a pair of control photo cells in the control circuit of each transistor. 3. Uhr nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei zugeordnete Steuerphotozellen auf symmetrisch gegenüberliegenden Seiten symmetrisch zwischen gleichartigen, ebenfalls symmetrisch gegenüberliegenden ersten und zweiten Photozellen- batterien .angeordnet sind. 4. Uhr nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass je vier längliche Steuerphotozellen parallel zur Schwenkrichtung angeordnet sind. 5. Clock according to dependent claim 2, characterized in that two associated control photocells are arranged on symmetrically opposite sides symmetrically between identical, likewise symmetrically opposite first and second photocell batteries. 4. Clock according to dependent claim 3, characterized in that four elongated control photo cells are arranged parallel to the pivoting direction. 5. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Photozellenbatterien mindestens zwei Paare von benachbarten, in Serie geschalteten Photozellen aufweisen, wobei alle Zellenpaare parallel geschaltet sind. 6. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in :der zweiten Photozell:en- batterie je die Flächen der äussersten Zellen jeder Photozellenbatterie mit den Flächen der symmetrisch zwischen den Photozellenbatteri.en einen Winkel von höchstens 40 einschliessen. 7. Clock according to patent claim, characterized in that said photocell batteries have at least two pairs of adjacent photocells connected in series, all pairs of cells being connected in parallel. 6. Clock according to claim, characterized in that at least in: the second photocell: en- battery each the surfaces of the outermost cells of each photocell battery with the surfaces of the symmetrical between the photocell batteries include an angle of at most 40. 7th Uhr nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Photozellenbattene sechs Zellen aufweist, wobei die Flächen benachbarter Zellen unter sich bzw. mit den Flächen der benachbarten Steuerphotozellen einen Winkel von 25 bis 26 einschliessen. B. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Photozellenbatterien auf symmetrisch gegenüberliegenden, konkaven Flächen eines gemeinsamen Trägers angeordnet sind. 9. Clock according to dependent claim 6, characterized in that each photocell battery has six cells, the surfaces of neighboring cells enclosing an angle of 25 to 26 with each other or with the surfaces of the neighboring control photocells. B. clock according to claim, characterized in that both photocell batteries are arranged on symmetrically opposite, concave surfaces of a common carrier. 9. Uhr nach Patentanspruch, mit einem Sockel, auf welchem das Uhrengehäuse und die Photozellen drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager eine Kugel zur Aufnahme der Axiallast und besondere radiale Lagermittel aufweist. 10. Uhr nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial versetzte Radialliager vorhanden sind. 11. Uhr nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel einseitig mit Spiel in einem Käfig sitzt und anderseits auf eine Hartmetallplatte aufliegt. Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke keine Watch according to patent claim, with a base on which the watch case and the photocells are rotatably mounted, characterized in that the bearing has a ball for receiving the axial load and special radial bearing means. 10. Clock according to dependent claim 9, characterized in that two axially offset radial bearings are available. 11. Clock according to dependent claim 9, characterized in that the ball sits on one side with play in a cage and on the other hand rests on a hard metal plate. Cited writings and images none
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4553851A (en) * 1982-12-28 1985-11-19 Matsushita Electric Works, Ltd. Timepiece operated by solar cells

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US4553851A (en) * 1982-12-28 1985-11-19 Matsushita Electric Works, Ltd. Timepiece operated by solar cells

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