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Lichtelektrische Uhr Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung in der Ausgestaltung von lichtelektrisch betriebenen Uhren. Die bisher bekanntgewordenen lichtelektrischen Uhren haben den Nachteil einer verhältnismässig grossen Ausgestaltung des Uhrwerkgehäuses, weil auf diesem eine Anzahl lichtempfindlicher Zellen angeordnet werden soll.
In neuerer Zeit sind nun lichtempfindliche Zellen bekanntgeworden, die einen wesentlich höheren Wirkungsgrad aufweisen als dies bisher bei den sogenannten Selenzellen der Fall gewesen ist. Die heute verfügbaren Siliziumzellen weisen teilweise einen Wirkungsgrad bis zu 15 ö auf.
Mit Rücksicht auf den wesentlich höheren Wirkungsgrad könnte also die effektiv notwendige Fläche an lichtempfindlichen Zellen bedeutend verringert werden. Es hat sich aber nun gezeigt, dass die Siliziumzellen die eigenartige Eigenschaft besitzen, erst bei höherer Lichtstärke eine entsprechende Ausbeute zu gewährleisten. Bei den normal in Räumen üblichen Beleuchtungsstärken können also die Siliziumzellen überhaupt nicht voll wirksam werden.
Es wäre nun an sich möglich, die Ladung eines innerhalb der Uhr angebrachten Kleinakkumulators, vorzugsweise auf Nickelkadmium-Basis, nicht nur durch die Lichteinstrahlung am Aufstellungsort der Uhr erfolgen zu lassen, sondern die Uhr von Zeit zu Zeit einer intensiven Beleuchtung durch das direkte Tages- oder Sonnenlicht auszusetzen, was jedoch wiederum mit gewissen Nachteilen verbunden ist, welche insbesondere in einer zu starken Erwärmung zu erblicken sind.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird nun, erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die die Lichtenergie in elektrische Energie umwandelnden lichtelektrischen Zellen, zusammen mit dem Energiespeicher und sonstigen Bauelementen, eine Baueinheit bilden, welche ge- sondert aus der Uhr entnommen und in einer direkten Bestrahlung durch direktes Tages- oder Sonnenlicht unterworfen werden kann, wobei jedoch die Photozellen auch im eingebauten Zustand der Bestrahlung durch diffuses Tageslicht oder Kunstlicht unterworfen sind.
So könnte also eine die Siliziumzellen und den Akkumulator nebst zugehörigen, sonstigen elektrischen Bauelementen enthaltende Baueinheit lösbar in der Uhr angeordnet sein.
Hierdurch ist der grosse Vorteil gegeben, dass die wirksame Fläche der photoelektrischen Zellen bedeutend verringert werden kann, wodurch auch die gesamten Ausmasse einer solchen Uhr stark verringert werden können.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert: Fig. 1a zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Uhr, während Fig. 1b eine perspektivische Ansicht der als gesondert aus der Uhr entnehmbaren Baueinheit wiedergibt. In einem Gehäuse 1 ist das Uhrwerk mit dem Zifferblatt 2 und den Zeigern 3 angeordnet. Neben dem Zifferblatt ist nun die Baueinheit 4 angebracht, welche die lichtelektrischen Zellen 5 nebst dem nicht näher dargestellten Kleinakkumulator und den eventuell sonstigen zugehörenden elektrischen Bauelementen enthält.
Diese gesamte Baueinheit kann sehr vorteilhaft an das Gehäuse-Ganze angefügt werden und lässt sich entsprechend formschön ausgestalten. Im Hinblick auf den hohen Wirkungsgrad der Siliziumzellen ist es möglich, über den Zellen eine Abdeckung 6 vorzusehen und so die Photozellen völlig zu verdecken. Dies ist insofern wichtig, als es im allgemeinen nur sehr schwer gelingt, das Aussehen der Photozellen, wenn diese nicht abgedeckt sind, harmonisch mit der Gehäusegestaltung zu verbinden.
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Die Baueinheit 4 der Uhr lässt sich nun durch beispielsweises Lösen einer Schraube oder eines Rändels 7 von dem Gehäuse 1 abtrennen und herausnehmen.
Die Baueinheit 4 kann so allein für sich dem direkten Sonnenlicht oder dem Tageslicht ausgesetzt werden, was mit Rücksicht auf den hohen Wirkungsgrad der Photozellen nur wenige Stunden ein- oder zweimal während eines Jahres erfordert. Die Anordnung kann so getroffen werden, dass mit dem Lösen der Baueinheit 4 aus dem Uhrgehäuse gleichzeitig Kontaktlamellen 8 von ebensolchen Gegenstücken im Gehäuse 1 abgetrennt werden und dadurch beim Herausnehmen der Baueinheit 4 eine Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem Gehäuse 1 und der Baueinheit 4 ermöglichen, ohne dass besondere Anschlüsse hierbei durch Entschrauben und dergleichen gelöst werden müssten.
Vorteilhafterweise wird die Anordnung so getroffen, dass die Baueinheit 4 bzw. die Photozellen 5 auch während des Betriebes der Uhr innerhalb eines Raumes, dem hierbei noch einfallenden Tageslicht ausgesetzt wird, um durch die geringen noch erhaltenen Ströme wenigstens die Ladeerhaltung des Kleinakkumulators ganz oder teilweise zu gewährleisten.
Die Darstellung nach Fig. 1 stellt nur eine beispielsweise Ausführungsform dar. Es sind grundsätzlich eine grosse Zahl anderer Ausführungsformen möglich. Der wesentliche Vorteil der Trennung der Ladeeinheit von dem übrigen Teil der Uhr liegt darin, dass durch diese Trennung eine starke Erwärmung und damit schädliche Auswirkung auf das Uhrwerk während des Ladevorganges durch stark einfallendes Sonnenlicht ver- hindert wird. Grundsätzlich wäre es möglich, bei einer anderen Ausführungsform das höchst empfindliche Uhrwerk leicht lösbar innerhalb des Gehäuses anzuordnen und während des Ladevorgangs das Uhrwerk für die Zeit der Ladung herauszunehmen, um es danach wieder einzusetzen.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass das Uhrwerk während der Ladezeit nicht zur Zeitanzeige benutzt werden kann.
Vorteilhafterweise wird die Ausgestaltung des Gehäuses nun so vorgenommen, dass die Entnahme der Ladeeinheit 4 in der äusseren Erscheinung der Uhr gar nicht bemerkt werden kann. Dies könnte beispielsweise so bewerkstelligt werden, dass in der Fig. 1 die Ladeeinheit 4 nicht seitlich, sondern nach hinten oder nach unten herausgenommen werden kann und die Abdeckung 6 fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.
Hierdurch ergäbe sich die Möglichkeit, die Uhr auch nach Entnahme der Baueinheit 4 an ihrem alten Platz weiter zu verwenden, während die Ladeeinheit oder Baueinheit 4 beispielsweise in der Nähe des Fensters für einige Stunden dem direkten Einfall des Sonnen- oder Tageslichtes ausgesetzt wird, um eine rasche Rufladung des Kleinakkumulators zu bewirken. Während der Zeit der Ladung wird der Betrieb der Uhr entweder durch die mechanische Gangreserve (Federaufzug) aufrechterhalten oder aber es ist ein weiterer zusätzlicher kleiner Akkumulator vorgesehen, der für die Zeit der Entnahme der Ladeeinrichtung 4 den Betrieb der Uhr aufrechterhält.
Dieser kleine Akkumulator könnte von dem Hauptumlader der Baueinheit 4 nach dem Wiedereinsetzen der Ladeeinheit 4 wieder aufgeladen und auf einem stationären Ladezustand gehalten werden. Eine weitere Möglichkeit läge darin, an Stelle des kleinen zweiten Akkumulators einen entsprechend bemessenen und isolierten Kondensator zu verwenden, dessen Kapa- zität es gestattet, den Uhrenantrieb für die Zeit der Entnahme der Ladeeinheit 4 aufrechtzuerhalten.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung bei Verzicht auf einen galvanoelektrischen Speicher läge darin, dass Aufzugsmotor und Zellen 5 zusammen mit eventuell sonstigen elektrischen Bauelementen zu einer Baueinheit vereinigt werden, wobei gleichzeitig der mechanische Gangreservespeicher in der Ladeeinheit 4 untergebracht ist. Bei der Einstrahlung direkten Tageslichtes auf die Baueinheit 4 nach der Entfernung derselben aus der Uhr wird durch den laufenden Motor die Gangreserve, die für längere Zeit bemessen ist, aufgeladen.
Beim Einführen der Baueinheit 4 in das Gehäuse 1 wird der mechanische Gangreservespeicher wieder mit dem Uhrwerk gekuppelt und bewirkt für die nunmehr folgende Zeitdauer bis zur nächsten Aufladung den Antrieb des Uhrwerkes. Es sind Mittel und Einrichtungen vorgesehen, die verhindern, dass beim Herausnehmen der Ladeeinheit 4 ein Ablauf des eventuell noch gespannten Gangreservespeichers eintritt. Ebenso sind Mittel und Wege vorgesehen, die bewirken, dass durch ledigliches Einstecken oder Einführen der Baueinheit 4 in das Uhrengehäuse 1 eine korrekte Kupplung des Gangreservespeichers mit dem Uhrwerk bewirkt wird.
Vorteilhafterweise ist des weiteren die Anordnung so getroffen, dass das Uhrwerk zusammen mit einem kleinen Gangreservespeicher mechanischer Art eine geschlossene Baueinheit für sich darstellt, wohingegen die Baueinheit 4 einen weiteren mechanischen Gangreserve- speicher grösserer Kapazität beinhaltet, von welchem aus mechanische Einrichtungen rhythmisch bzw. inter- mittierend ein Aufzug des kleineren Ganges des Reservespeichers innerhalb der Uhr bewirkt wird.
So könnte beispielsweise ein derartiges Uhrwerk mit einem empfindlichen Kleinschlagwerk ausgerüstet werden, wobei die Betätigung des vorzugsweise Glockenschlages dazu ausgenützt wird, um einen Ausgleich der Gangreserve von dem Hauptspeicher innerhalb der Baueinheit 4 auf den Nebenspeicher des Uhrwerkes zu bewirken.
Vorteilhafterweise werden im Uhrwerk oder in der Baueinheit 4 Mittel vorgesehen, welche es erlauben, den jeweiligen Ladezustand entweder des mechanischen Speichers oder des elektrochemischen Speichers festzustellen. Im allgemeinen wird ein Aufmerksamkeits- zeichen genügen, das dann in Wirkung tritt, wenn die Ladung des Speichers mechanisch oder elektrochemischer Art ein Mindestmass unterschritten hat. Diese Mittel können bei einer mechanischen Gangspeichereinrichtung beispielsweise darin bestehen, dass differentielle mechanische Glieder vorgesehen sind, die das Verhältnis Aufzugszustand zum abgelaufenen Zustand zum Ausdruck bringen und die Abgabe eines vorzugsweise optischen Aufmerksamkeitszeichens ermöglichen.
Bei chemischen Gangreservespeichern werden vorteil- hafterweise Einrichtungen verwendet, die in Abhängigkeit der Drehzahl des Aufzugsmotors arbeiten und bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestdrehzahl eine vorzugsweise optische Markierung auslösen. Des weiteren kann auch der Auslauf des abgeschalteten Motors als Mass für den Ladezustand bzw. das Mass für das Entladungsende des Akkumulators herangezogen werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Ladezustandsmarkie- rung bestünde darin, dass mit einem kleinen Messin- strument der bei dem Aufzug des Uhrwerkes dem elektrischen Speicher entnommene Strom gemessen wird
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und nach Beendigung des Aufzuges der Zeigeraufschlag gesperrt wird. Jeweils vorn Auslösen bzw. Einschalten des Motors wird der Zeiger freigegeben, um sich nach dem neu entnommenen Strom zu orientieren, worauf er nach Beendigung des Aufzuges wieder in der einmal eingenommenen Stellung festgehalten wird und so eine fortlaufende Markierung des Ladezustandes ermöglicht.
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Photoelectric Clock The present invention relates to an improvement in the design of photoelectrically operated clocks. The previously known photoelectric clocks have the disadvantage of a relatively large design of the clockwork housing, because a number of light-sensitive cells are to be arranged on this.
More recently, light-sensitive cells have become known which have a significantly higher degree of efficiency than was previously the case with so-called selenium cells. Some of the silicon cells available today have an efficiency of up to 15 ö.
In view of the much higher efficiency, the effectively required area of light-sensitive cells could be significantly reduced. However, it has now been shown that the silicon cells have the peculiar property of ensuring a corresponding yield only at a higher light intensity. With the normal illuminance levels in rooms, the silicon cells cannot be fully effective at all.
It would now be possible to charge a small accumulator installed inside the watch, preferably based on nickel cadmium, not only through the light irradiation at the location of the watch, but also from time to time to allow the watch to be intensively illuminated by the direct daytime or exposure to sunlight, which is in turn associated with certain disadvantages, which can be seen in particular in excessive heating.
In order to avoid these disadvantages, it is now proposed according to the invention that the photoelectric cells converting the light energy into electrical energy, together with the energy store and other components, form a structural unit which is removed separately from the clock and exposed to direct radiation Can be subjected to daylight or sunlight, but the photocells are also subjected to irradiation by diffuse daylight or artificial light when installed.
Thus, a structural unit containing the silicon cells and the accumulator together with associated other electrical components could be arranged detachably in the watch.
This has the great advantage that the effective area of the photoelectric cells can be significantly reduced, as a result of which the overall dimensions of such a watch can also be greatly reduced.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to the drawings, for example: FIG. 1a shows a perspective view of a clock according to the invention, while FIG. 1b shows a perspective view of the structural unit which can be removed separately from the clock. The clockwork with the dial 2 and the hands 3 is arranged in a housing 1. In addition to the dial, the structural unit 4 is now attached, which contains the photoelectric cells 5 together with the small accumulator (not shown in more detail) and any other associated electrical components.
This entire structural unit can be attached very advantageously to the whole housing and can be designed in a correspondingly elegant manner. In view of the high efficiency of the silicon cells, it is possible to provide a cover 6 over the cells and thus completely cover the photocells. This is important insofar as it is generally very difficult to harmoniously combine the appearance of the photocells with the design of the housing if they are not covered.
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The structural unit 4 of the clock can now be separated from the housing 1 and removed by, for example, loosening a screw or a knurl 7.
The structural unit 4 can thus be exposed to direct sunlight or daylight by itself, which, in view of the high efficiency of the photocells, only requires a few hours once or twice during a year. The arrangement can be made in such a way that when the unit 4 is detached from the watch case, contact lamellas 8 are separated from similar counterparts in the housing 1 at the same time and thereby enable the electrical connection between the housing 1 and the unit 4 to be separated when the unit 4 is removed, without special connections having to be loosened by unscrewing and the like.
Advantageously, the arrangement is made in such a way that the unit 4 or the photocells 5 is exposed to the incoming daylight even during operation of the clock within a room in order to at least partially or completely maintain the charge of the small accumulator through the low currents still received guarantee.
The illustration according to FIG. 1 represents only one exemplary embodiment. In principle, a large number of other embodiments are possible. The main advantage of separating the charging unit from the rest of the watch is that this separation prevents excessive heating and thus harmful effects on the watch movement during the charging process from strong sunlight. In principle, it would be possible in another embodiment to arrange the highly sensitive clockwork easily detachable within the housing and to remove the clockwork during the charging process for the time of charging in order to put it back in afterwards.
However, this has the disadvantage that the movement cannot be used to display the time while it is charging.
The housing is now advantageously designed in such a way that the removal of the charging unit 4 cannot even be noticed in the external appearance of the watch. This could be achieved, for example, in such a way that in FIG. 1 the loading unit 4 cannot be removed from the side, but to the rear or downward, and the cover 6 is firmly connected to the housing 1.
This would make it possible to continue to use the clock in its old location even after the assembly 4 has been removed, while the loading unit or assembly 4 is exposed to direct sunlight or daylight for a few hours, for example near the window, in order to to cause rapid charging of the small accumulator. During the time of charging, the operation of the watch is either maintained by the mechanical power reserve (spring winding) or another additional small accumulator is provided, which maintains the operation of the watch for the time the charging device 4 is removed.
This small accumulator could be recharged by the main charger of the structural unit 4 after the charging unit 4 has been reinserted and kept at a steady state of charge. Another possibility would be to use an appropriately sized and insulated capacitor instead of the small second accumulator, the capacity of which allows the clock drive to be maintained for the time the charging unit 4 is removed.
A further possible embodiment of the invention, if a galvanoelectric memory is dispensed with, would be that the elevator motor and cells 5 are combined with possibly other electrical components to form a structural unit, with the mechanical power reserve memory being accommodated in the charging unit 4 at the same time. When the unit 4 is exposed to direct daylight after it has been removed from the watch, the running motor charges the power reserve, which is measured for a long time.
When the structural unit 4 is inserted into the housing 1, the mechanical power reserve memory is coupled with the clockwork again and drives the clockwork for the period that now follows until the next charge. Means and devices are provided which prevent the power reserve store, which may still be tensioned, from running out when the loading unit 4 is removed. Means and ways are also provided which have the effect that a correct coupling of the power reserve memory to the clockwork is effected by simply plugging in or introducing the structural unit 4 into the watch case 1.
Advantageously, the arrangement is also made such that the clockwork, together with a small mechanical power reserve memory, represents a self-contained structural unit, whereas the structural unit 4 contains a further mechanical power reserve memory of greater capacity, from which mechanical devices rhythmically or inter- centering a winding of the lower gear of the reserve memory is effected within the clock.
For example, such a clockwork could be equipped with a sensitive miniature striking mechanism, the actuation of the preferably striking bell being used to compensate for the power reserve from the main memory within the structural unit 4 to the secondary memory of the clockwork.
Advantageously, means are provided in the clockwork or in the structural unit 4, which allow the respective state of charge of either the mechanical store or the electrochemical store to be determined. In general, a warning sign will suffice, which comes into effect when the charge of the storage device has fallen below a minimum, mechanically or electrochemically. In the case of a mechanical gear storage device, these means can consist, for example, in the fact that differential mechanical members are provided which express the relationship between the elevator condition and the expired condition and enable a preferably optical warning sign to be output.
In the case of chemical power reserve stores, devices are advantageously used which work as a function of the speed of the elevator motor and which trigger a preferably optical marking when the speed falls below a certain minimum speed. Furthermore, the coasting down of the switched-off motor can also be used as a measure of the state of charge or the measure of the end of discharge of the accumulator.
Another possibility for marking the state of charge would be to use a small measuring instrument to measure the current drawn from the electrical storage device when the movement is wound
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and the pointer upstroke is blocked after the elevator has finished Each time the motor is triggered or switched on, the pointer is released in order to orientate itself according to the newly drawn current, whereupon it is held in the position it once assumed after the end of the elevator and thus enables the state of charge to be continuously marked.