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Vorrichtung zum vorübergehenden Stillsetzen des Sekundenzeigers in einer elektrischen Uhr Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vor- übergehenden 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 angeordnetes 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 Schwingungen der Stimmgabel ist durch die Verstärkungseigenschaft des Transistors und eine den Transistor speisende Gleichstromquelle sichergestellt.
Die Umwandlung der Schwingungsbewegung in eine Drehbewegung wird hierbei 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 erreicht werden, beispielsweise mit einem die Schwingungsamplitude der Stimmgabel reduzierenden Dämpfungsorgan. Der Nachteil derartiger Dämp- fungsmittel 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 Ziel. Gemäss der Erfindung wird dieses Problem durch ein dämpfendes Stromkreiselement gelöst, welches sich durch einen von Hand betätigbaren Schalter zu der genannten Schaltungsanordnung hinzuschalten lässt und welches derart dimensioniert ist, dass der elastische Schwinger über die Dauer der Anschaltung des dämpfenden Stromkreiselementes eine zum aktiven Betätigen des mechanischen übertragungssys- tems nicht ausreichende Schwingung reduzierter Amplitude ausführt.
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 Schwingers aufrechterhaltenden Schaltungsanordnung parallel geschaltet ist.
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht und in Fig. 2 ein Schaltschema eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes, bei welchem ein Schliesskontakt für das Anschalten einer Diode beim Betätigen der mechanischen Zeigerverstellungseinrichtung automatisch geschlossen wird.
Die Werkplatte der Uhr ist bei 1 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
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sind Spulenkörper 9 und 10 fest verbunden. Diese tragen Spulen L1, L2 und L3. Der Magnet 6 und der Spulenkörper 10 sind zwecks Erhöhung der übersichtlichkeit auseinandergezogen dargestellt.
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 Klin- kenrades 11.
Die Vorrichtung zum Stellen der Zeiger enthält in üblicher Weise eine Zeigerstellkrone 14, eine Welle 15, einen Zeigerstelltrieb 16 und ein Wechselrad 17. Gegen das den Zeigerstelltrieb 16 durchdringende Ende der Welle 15 liegt eine mit Hilfe einer Schraube 19 an der Werkplatte 1 fixierte Kontaktfeder 18 derart an, dass sie in der aktiven Stellung des Stehmechanismus den durch eine Isolier- scheibe 21 gehaltenen Gegenkontaktstift berüht. In der gezeichneten Lage ist dieser Mechanismus ausser Tätigkeit.
Das Zusammenwirken der in Fig. 1 mit Buchstaben bezeichneten Stromkreiselemente geht aus dem Schaltschema nach Fig. 2 klarer hervor. Die Phasen- mess- oder Abfühlspule L1 ist in bekannter Art einerseits 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 Inneren der Uhr untergebrachten Speisebatterie B verbunden ist.
Der Kollektor c ist mit der Serienschaltung der beiden Antriebsspulen L2 und L3 zusammengeschaltet.
Eine derartige Schaltung ist bei geeigneter Di- mensionierung der Elemente und bei genügender Feldstärke der Magnete 5 und 6 ein rückgekoppeltes Schwingsystem, das die Zeiger der Uhr antreibt, und zwar 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 Windungen; L2 = 6000 Windungen; L3 = 9000 Windungen. Der Kondensator C hat z. B. eine Kapazität von 0,1 ,uF und der Widerstand 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 L3 prallet geschaltete Reihenschaltung. Ein Schliessen dieses Schalters beim Herausziehen der Zeigerstellkrone 14 hat, da die Resonanzgüte durch die Hinzuschaltung der Diode D zu den Spulen L2 und L3 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 anderen Seite ist die Amplitude der Stimmgabel so weit zu reduzieren, dass die Schwin- gung der Stimmgabel nicht mehr ausreicht zum ak- tiven Betätigen des Bewegungstransformators. 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 anstelle der Diode auch einen Widerstand zu den Spulen L2 und L3 parallel schalten. 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 L3 gespeicherte Energie.
Im dargestellten Beispiel überbrückt die Diode D bei geschlossenem Schalter K beide Antriebsspulen L2 und L3. Unter Umständen genügt es, wenn lediglich eine Spule mittels eines dämpfenden Elementes geshuntet wird. In gewissen Fällen kann die angestrebte Wirkung durch direktes Kurzschliessen 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 uses an elastic oscillator as the time standard, a circuit arrangement fed by a current source for maintaining the oscillation of the elastic oscillator and furthermore has a mechanical power transmission system arranged between the elastic oscillator and a gear train driving the hands.
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 vibrations 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 watch 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 one for actively actuating the mechanical transmission system does not perform sufficient oscillation of reduced amplitude.
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 that maintains the oscillation of the elastic oscillator.
The drawing illustrates 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 for switching on a diode is automatically closed when the mechanical pointer adjustment device is actuated.
The base plate of the clock is indicated at 1. 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. With holding plates 7 and 8
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coil formers 9 and 10 are firmly connected. These carry coils L1, L2 and L3. The magnet 6 and the coil body 10 are shown pulled apart for the purpose of increasing clarity.
In order to convert the oscillatory movement of the tuning fork into a rotary movement, one of the fork prongs carries a leaf spring-like pawl 12 that interacts with a ratchet wheel 11. A pawl 13 prevents the ratchet wheel 11 from rotating back.
The device for setting the pointers usually includes a pointer setting crown 14, a shaft 15, a pointer setting drive 16 and a change gear 17. A contact spring 18 fixed to the work plate 1 with the help of a screw 19 lies against the end of the shaft 15 penetrating the pointer setting drive 16 in such a way that, in the active position of the standing mechanism, it touches the mating contact pin held by an insulating disk 21. In the position shown, this mechanism is inactive.
The interaction of the circuit elements identified by letters in FIG. 1 can be seen more clearly from the circuit diagram of FIG. The phase measuring or sensing coil L1 is connected in a known manner on the one hand to a parallel circuit of 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 connection of the two drive coils L2 and L3.
With suitable dimensioning of the elements and with sufficient field strength of the magnets 5 and 6, such a circuit is a feedback oscillating system that drives the hands of the clock, namely via the tuning fork 2, which oscillates 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; L2 = 6000 turns; L3 = 9000 turns. The capacitor C has z. B. a capacitance of 0.1 uF and the resistance 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, forms, with a germanium diode D, a series circuit that is connected to the drive coils L2 and L3. Closing this switch when pulling out the pointer setting crown 14, since the resonance quality is reduced by connecting the diode D to the coils L2 and L3, dampens the tuning fork oscillation.
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 oscillation 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 damping 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 L3. 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 L3.
In the example shown, the diode D bridges both drive coils L2 and L3 when the switch K is closed. Under certain circumstances, it is sufficient if only one coil is shunted by means of a damping element. In certain cases, the desired effect can be achieved by directly short-circuiting a drive coil.