Die Erfindung betrifft ein zeithaltendes Gerät, insbesondere eine Uhr, mit einem mit hoher Frequenz arbeitenden Frequenznormal, mit einem diesem nachgeschalteten Frequenzteiler und mit einer auf den Frequenzteiler folgenden Treiberstufe, die in Abhängigkeit von ihr zugeführten Steuerimpulsen Ausgangssignale alternierender Polarität an einen eine Pendelbewegung ausführenden Motor liefert, der in den Intervallen zwischen den Ausgangssignalen der Treiberstufe durch eine Blockiervorrichtung blockiert wird, die mindestens einen Magneten und mindestens ein durch die Ausgangsimpulse magnetisierbares Element aufweist, das relativ zum Magneten zwei definierte Blockierstellungen einnehmen kann.
Die derzeit bekannten, quarzgesteuerten Uhren besitzen hauptsächlich Anzeigesysteme, welche von mechanischen Oszillatoren angetrieben werden, die von einem quarzgesteuerten Oszillator synchronisiert werden. Eines der Probleme, welches bei dieser Art der Synchronisierung auftritt, besteht, darin, dass der mit niedriger Frequenz schwingende, mechanische Oszillator die Tendenz hat, ausser Tritt zu fallen, wenn Bewegungen der Uhr die Amplitude beeinträchtigen. Bei anderen quarzgesteuerten Chronometern, welche Anzeigesysteme besitzen, um direkt die heruntergeteilte Resonanzfrequenz des Quarzes anzuzeigen, und welche beispielsweise mit einer Frequenz von 1 Hz oder von 0,5 Hz arbeiten, und zwar ohne Synchronisation, besitzen andere Nachteile.
Insbesondere haben diese letzgenannten Systeme im allgemeinen einen relativ hohen Leistungsverbrauch und besitzen bei nichtarbeitendem Motor nur ein Blockiersystem geringer Wirksamkeit (siehe z. B. die USA-Patentschriften 2 546 371, 3 163 808, 3212252 und 3432311).
In der deutschen Offenlegungsschrift 1 773 675 ist bereits ein Gerät der eingangs genannten Art beschrieben worden.
Dessen Blockiervorrichtung bewirkt aber lediglich, dass der Motor jeweils in der durch den letzten Antriebsimpuls herbeigeführten Stellung gehalten wird. Daher musste für das eigentliche Uhrwerk noch eine besondere mechanische Verriegelung in Form einer Rastfeder vorgesehen werden. Deren Gegenkraft muss bei jedem Schaltvorgang erneut überwunden werden, was mit zusätzlichem Energiebedarf und Verschleiss verbunden ist. Darüberhinaus bringt die in der deutschen Offenlegungsschrift verwendete Doppeljochanordnung, welche mit dem Permanentmagneten zusammenwirkt, Justierungsschwierigkeiten mit sich und erhöht den Raumbedarf ganz beträchtlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein zeithaltendes Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Geräte vermeidet und bei vergleichsweise einfachem und billigem Aufbau eine hohe Ganggenauigkeit und Zuverlässigkeit gewährleistet.
Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Motor eine Schaltklinkenwelle verbunden ist, an der mindestens eine Rotorspule des Motors befestigt ist, und dass innerhalb der Rotorspule das magnetisierbare Element angeordnet ist, das mit zwei Magneten zusammenwirkt, die in der Ebene der Pendelbewegung des Motors symmetrisch zur Mittelstellung der Rotorspule angeordnet sind.
Ein Vorteil des Geräts ist darin zu sehen, dass es wegen des Fehlens einer Doppeljochanordnung einen geringen Raumbedarf und wegen des Fehlens einer besonderen mechanischen Verriegelungsvorrichtung einen geringen Energiebedarf und Verschleiss aufweist. Der Hauptvorteil des Gerätes ist aber darin zu erblicken, dass es seine konstruktiv vorgegebene Ganggenauigkeit auch bei mechanisch sehr rauher Behandlung, d. h. unter starken, von aussen aufgezwungenen Beschleunigungen, beibehält, weil es selbstkorrigierend ist.
Ein harter Stoss auf das zeithaltende Gerät führt nämlich im schlimmsten Fall zu folgendem Ergebnis: Der Rotor wird infolge des Stosses aus der Ruhestellung, die er gerade einnimmt, in die entgegengesetzte Endstellung bewegt, wodurch das Schaltrad vor Eintreffen eines entsprechenden Impulses weitergeschaltet wird. Der nächste Impuls führt nun aber nicht zu einer Fortschaltung des Schaltrades, da seine Stromrichtung so gewählt ist, dass die Blockiervorrichtung den Rotor festhält, während bei entgegengesetzter Stromrichtung eine magnetische Abstossung und damit eine Fortschaltung des Rotors erfolgen würde. Auf diese Weise wird die Synchronisation zwischen dem Frequenznormal und der mechanischen Fortschaltung auch dann aufrechterhalten, wenn die mechanischen Einrichtungen infolge eines Stosses zunächst um einen Schritt vorgeeilt sind.
Das neue Gerät unterscheidet sich gegenüber dem Stand der Technik in fortschrittlicher Weise durch diese selbsttätige Korrektur, die den g-Bereich des Geräts bei vorgegebener Ganggenauigkeit bzw. die Ganggenauigkeit bei vorgegebenem g-Bereich beträchtlich erhöht, ferner durch seine konstruktive Einfachheit, seinen geringen Raum- und Energiebedarf.
Bei der bevorzugten Ausführungsform geht man so vor, dass die Treiberstufe einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang aufweist, dass eine erste Anzahl von Transistoren derart mit dem ersten Eingang verbunden ist, dass ein ansteigendes Potential an dem ersten Eingang diese ersten Transistoren in die Sättigung treibt, dass eine zweite Anzahl von Transistoren derart mit dem zweiten Eingang verbunden ist, dass das Erdpotential am zweiten Eingang diese Transistoren sperrt, während die erste Anzahl von Transistoren gesättigt ist, und dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, um nach Empfang eines Eingangsimpulses von dem Frequenzteiler einen vorgewählten Ausgangsimpuls zu erzeugen, wobei zweckmässigerweise die Vorrichtung zur Erzeugung eines vorgewählten Ausgangsimpulses mit dem ersten Eingang und mit dem zweiten Eingang verbundene RC-Schaltungen hat.
Es ist auch von Vorteil, wenn mindestens zwei stationäre Magnetvorrichtungen vorgesehen sind, zwischen denen die Rotorspule in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Treiberstufe hin und her schwingt. Es ist ferner zweckmässig, wenn die Blokkiervorrichtung eine mit dem Motor verbundene Fortschaltvorrichtung in ihrer Stellung hält, solange kein Antrieb über den Motor erfolgt, wobei es von Vorteil ist, wenn die Rotorspule mehrere Wicklungen aufweist, die symmetrisch bezüglich der Schaltklinkenwelle angeordnet sind und wenn die Fortschaltvorrichtung eine auf der Schaltklinkenwelle befestigte Schaltklinke mit zwei Armen hat, ferner ein Klinkenrad mit einer Vielzahl längs des Umfanges angeordneter Zähne, mit denen die Schaltklinke beim Oszillieren der Schaltklinkenwelle zusammenwirkt.
Schliesslich ist es von Vorteil, wenn der Motor mindestens eine von den Ausgangssignalen der Treiberstufe durchflossene Leiterschleife hat, die relativ zu zwei magnetischen Polen entgegengesetzter Polarität beweglich ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Antriebs für eine Uhr,
Fig. 2 ein Schaltbild der Treiberstufe des Uhrenantriebs der Fig. 1,
Fig. 3a bis 3c Impulsdiagramme der Impulsfolgen am Eingang und Ausgang der Treiberstufe der Fig. 2,
Fig. 4a bis 4e verschiedene Spulenformen für den Rotor des Motors des Uhrenantriebs der Fig. 1,
Fig. 5a und 5b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer Blockiervorrichtung für die Uhr, und
Fig. 6a und 6b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Motors für die Uhr.
Der Uhren antrieb der Fig. 1 enthält einen Quarzoszillator 10, welcher an seinem Ausgang 11 ein Signal hoher Frequenz an einen Frequenzteiler 12 liefert. Der Frequenzteiler 12 re duziert die Frequenz des Quarzoszillators derart, dass die Impulsfolgefrequenz an seinen Ausgängen 13 und 14 0,5 oder 1 Hz beträgt. Wie die Fig. 3a bis 3c zeigen, ändert eine Treiberstufe 16, deren Eingänge durch die Ausgänge 13 und 14 des Frequenzteilers gebildet werden, nach jedem Impuls auf einem ihrer Eingänge 13 und 14 die Polarität ihres Ausgangssignals auf einer zu einem Motor 18 führenden Ausgangsleitung 17. Der Motor 18 wird somit direkt mit der heruntergeteilten Frequenz des Quarzoszillators betrieben, so dass sich eine äusserst hohe Ganggenauigkeit ergibt, ohne dass die üblicherweise bei quarzgesteuerten Systemen auftretenden Nachteile zu verzeichnen sind.
Vermieden wird hauptsächlich die ausgeprägte Tendenz des mechanischen Vibrators, ausser Tritt zu fallen, wenn der Uhr aufgezwungene Beschleunigungen die Schwingungsamplitude beeinflussen.
Der Quarzoszillator 10 enthält in üblicher Weise einen Quarzkristall, der zu Schwingungen in seiner Resonanzfrequenz erregt wird. Die Resonanzfrequenz des Quarzes liegt in Abhängigkeit von dem gewählten Kristall zwischen etwa 8000 Hz und 5 000 000 Hz. Eine Signalfolge dieser Frequenzen wird dem Frequenzteiler 12 vom Ausgang 11 des Quarzoszillators 10 zugeführt. Der Frequenzteiler 12 ist ein üblicher, mehrstufiger Frequenzteiler, der die Frequenz des seinem Eingang zugeführten Signals herunterteilt und an seinen Ausgängen 13 und 14 Signale mit einer Impulsfolgefrequenz von 1 Hz bzw. 0,5 Hz liefert.
Die Treiberstufe 16 bildet eine Einheit zur Erzeugung eines Stromes wechselnder Polarität, wie dies aus Fig. 3c deutlich wird. Die Polarität des Stromes am Ausgang 17 der Treiberstufe ändert sich nach jedem Impuls auf den Leitungen 13 und 14, so dass es möglich wird, mit dem Ausgangssignal der Treiberstufe einen polarisierten Elektromotor 18 anzutreiben. Wie aus Fig. 2 deutlich wird, arbeitet die Treiberstufe 16 wie folgt: Ein ansteigendes Potential am Eingang 13 sättigt die Transistoren 19, 21 und 22. Gleichzeitig sperrt das Erdpotential am Eingang 14, welches der Basis 23 des Transistors 24 zugeführt wird, die Transistoren 24, 26 und 27, so dass der Strom in einer Richtung fliesst. Nach einem Zeitintervall t, (vgl. Fig. 3c) ist ein Kondensator 28 über einen Widerstand 29 entladen, und die Transistoren 19, 21 und 22 werden gesperrt.
Die Treiberstufe befindet sich damit in einem neutralen Zustand.
Ausgehend von diesem Zustand führt ein ansteigendes Potential am Eingang 14 zu einer Sättigung der Transistoren 24, 26 und 27, so dass der Strom in der anderen Richtung fliesst. Nach Ablauf eines Zeitintervalls t2 ist ein Kondensator 31 über einen Widerstand 32 entladen, und die Transistoren 24, 26 und 27 werden gesperrt. Die Treiberstufe befindet sich damit erneut in dem neutralen Zustand. Die Länge der Treiberimpulse auf der Leitung 17 kann mit Hilfe der RC-Glieder 28, 29 bzw. 31, 32 eingestellt werden. An dieser Stelle soll ferner festgehalten werden, dass tl = t2 = Länge der Treiberimpulse.
Der Motor 18, der in den Fig. 6a und 6b in seinen Einzelheiten dargestellt ist, umfasst einen Rotor 33 mit einer einzigen Spule oder mehreren, symmetrisch angeordneten Einzelspulen. In den Fig. 4a bis 4e sind verschiedene Spulenanordnungen dargestellt, die folgende Erläuterung beschränkt sich aber auf die Spulenform gemäss Fig. 4d.
Aus Fig. 6a und 6b wird deutlich, dass der Mittelteil des Rotors 33 auf der Welle 34 einer Schaltklinke befestigt ist.
Der Spulen-Rotor wird kontinuierlich zwischen zwei stationären Systemen von Permanentmagneten 36 und 37 hin und her geschaltet. Eine andere - jedoch nicht dargestellte - Möglich- keit besteht darin, ein einziges Magnetsystem mit einem Shunt zu verwenden. Die Welle 34 trägt ferner eine an ihr befestigte Schaltklinke 38 mit Armen 39 und 41, welche mit den Zähnen 42 eines Schaltrades 43 zusammenwirken. Während der Rotor 33 in Abhängigkeit von den Antriebsimpulsen auf der Leitung 17 hin und her geschaltet wird, schaltet die Schaltklinke 38 das Schaltrad 43 weiter, welches seinerseits in üblicher Weise mit den Anzeigeeinrichtungen gekoppelt ist. Vorzungsweise besitzt das Schaltrad 43 dreissig oder sechzig auf seinen Umfang verteilte Zähne 42, was einer Impulsfolgefrequenz von 1 Hz bzw. 0,5 Hz am Ausgang der Treiberstufe entspricht.
Der Motor 18 wird von den Impulsen bzw. Treiberimpulsen entgegengesetzter Polarität auf der Leitung 17 in der Weise angetrieben, dass sich der Rotor 33 bei allen ersten Impulsen von der Stellung A in die Stellung B dreht. Eine Sekunde später drehen dann die jeweils zweiten Impulse den Rotor 33 aus der Stellung B zurück in die Stellung A. Der Motor 18 arbeitet auf diese Weise kontinuierlich mit der Genauigkeit des Quarzoszillators, da die Antriebsimpulse von dem Quarzoszillator über den Frequenzteiler 12 und die Treiberstufe 16 direkt an ihn gelangen.
Wenn sich der Motor 18 nach einem Treiberimpuls 17 in einer Ruhestellung befindet, ist das gesamte Fortschaltsystem blockiert, und zwar mittels mindestens eines Eisen- oder Ferritkerns 44, welcher an mindestens einem Ende der Spule angeordnet ist, wie dies in den Einzelheiten in Fig. 5a und 5b gezeigt ist. Der Eisenkern 44, der in der Spule 33 angeordnet ist, wird zu einem Elektromagnet, wenn ein Treiberimpuls auf der Leitung 17 empfangen wird. Die Polarität dieses Elektromagneten wird von der Stromrichtung des Treiberimpulses auf der Leitung 17 bestimmt.
Der Eisenkern 44 arbeitet mit zwei Permanentmagneten 46 und 47 zusammen. Wenn der Kern 44 zunächst von dem Magnet 46 festgehalten wird, verwandelt ein Treiberimpuls auf der Leitung 17 bei der in der Zeichnung angedeuteten Richtung des Stromes I den Kern 44 in einen Elektromagneten, der die gleiche Polarität besitzt wie der den Kern bis dahin festhaltende Permanentmagnet 46. Auf diese Weise wird eine rücktreibende Kraft zwischen dem Elektromagneten 44 und dem Permanentmagneten 46 wirksam, die zur Folge hat, dass sich diese beiden Elemente voneinander entfernen. Im Gegensatz zu den bekannten Systemen mit einer Feder- oder einer Magnetblockierung wird also bei der beschriebenen Uhr nur eine geringe Leistung benötigt, um die Blockierung zu überwinden.
Im übrigen arbeitet die beschriebene Uhr in entsprechender Weise, wenn der Eisenkern 44 zunächst durch den Permanentmagneten 47 festgehalten wird, und zwar dann, wenn ein Treiberimpuls entgegengesetzter Polarität auf der Leitung 17 empfangen wird. Die Bewegungsrichtung ist dann natürlich entgegengesetzt.
In Fällen, in denen die beschriebene Uhr einen schweren Stoss empfängt, könnte nun der Rotor aus seiner Stellung herausgeworfen werden und beispielsweise von der Stellung A in die Stellung B gelangen. Hierdurch wäre es möglich, dass die Uhr einen Zeitvorsprung von einer Sekunde erzielen könnte.
Infolge der wechselnden Polarität der Treiberimpulse führt jedoch der nächste Treiberimpuls zu keiner Auslenkung des Rotors 33 der Uhr, so dass die Uhr wieder die genaue Zeit anzeigt. Man kann somit sagen, dass der Motor 18 und damit die gesamte Uhr selbstkorrigierend arbeiten.
Diese Ausführungen zeigen, dass die Uhr viele Vorteile bietet, und insbesondere eine direkte Anzeige der heruntergeteilten Quarzfrequenz liefert. Auf diese Weise nutzt sie trotz ihres einfachen und damit billigen Aufbaus die Genauigkeit des Quarznormals voll aus. Ferner ergibt sich bei der Uhr ein geringer Leistungsverbrauch, da Treiberimpulse wechselnder Polarität verwendet werden und da für das Blockieren bzw.
Freigeben der Fortschalteinrichtungen nur sehr wenig Energie benötigt wird. Falls eine Spiralfeder für das elektrische Anschliessen des Motors benutzt wird, kann sie zusätzlich dazu dienen, potentielle Energie zu speichern, wodurch der Ener gieverbrauch noch weiter verringert wird. Des weiteren sind bei der Uhr jetzt keine mechanischen Rast-, Blockier- oder Rückstellfedern mehr erforderlich, und die Uhr kann auch ohne weiteres mit einem in Sekundenschritten fortgeschalteten Zeiger versehen werden.
The invention relates to a time-keeping device, in particular a clock, with a frequency standard operating at high frequency, with a frequency divider connected downstream of this and with a driver stage following the frequency divider which, depending on the control pulses supplied, supplies output signals of alternating polarity to a motor that performs a pendulum movement which is blocked in the intervals between the output signals of the driver stage by a blocking device which has at least one magnet and at least one element which can be magnetized by the output pulses and which can assume two defined blocking positions relative to the magnet.
The currently known, quartz-controlled clocks mainly have display systems that are driven by mechanical oscillators that are synchronized by a quartz-controlled oscillator. One of the problems with this type of synchronization is that the low frequency mechanical oscillator has a tendency to go out of step when movements of the watch affect the amplitude. In other quartz-controlled chronometers, which have display systems to directly display the divided resonance frequency of the quartz, and which operate, for example, with a frequency of 1 Hz or 0.5 Hz, without synchronization, have other disadvantages.
In particular, these latter systems generally have a relatively high power consumption and have only a poorly effective locking system when the engine is not operating (see e.g. U.S. Patents 2,546,371, 3,163,808, 3212252 and 3432311).
A device of the type mentioned at the outset has already been described in German Offenlegungsschrift 1 773 675.
Its blocking device only has the effect that the motor is held in the position brought about by the last drive pulse. For this reason, a special mechanical lock in the form of a detent spring had to be provided for the actual movement. Their counterforce has to be overcome again with each switching process, which is associated with additional energy consumption and wear. In addition, the double yoke arrangement used in the German laid-open specification, which interacts with the permanent magnet, involves adjustment difficulties and increases the space requirement quite considerably.
The object of the invention is to create a time-keeping device of the type mentioned at the beginning, which avoids the disadvantages of the known devices and ensures high accuracy and reliability with a comparatively simple and inexpensive construction.
The device according to the invention is characterized in that a ratchet shaft is connected to the motor, to which at least one rotor coil of the motor is attached, and that the magnetizable element is arranged within the rotor coil, which interacts with two magnets which are in the plane of the pendulum movement of the Motors are arranged symmetrically to the center position of the rotor coil.
One advantage of the device can be seen in the fact that, due to the lack of a double yoke arrangement, it requires little space and, due to the lack of a special mechanical locking device, it requires little energy and has little wear. The main advantage of the device, however, is to be seen in the fact that it maintains its structurally specified accuracy even with very rough mechanical handling, i.e. H. under strong, externally imposed accelerations, because it is self-correcting.
In the worst case, a hard impact on the time-keeping device leads to the following result: As a result of the impact, the rotor is moved from the rest position it is currently in to the opposite end position, whereby the switching wheel is switched on before a corresponding impulse arrives. However, the next impulse does not lead to an incremental switching of the switching wheel, since its current direction is selected so that the blocking device holds the rotor in place, while a magnetic repulsion and thus an incremental switching of the rotor would take place if the current direction is opposite. In this way, the synchronization between the frequency standard and the mechanical progression is maintained even if the mechanical devices are initially advanced by one step as a result of an impact.
The new device differs from the state of the art in a progressive manner through this automatic correction, which considerably increases the g-range of the device with a given rate accuracy or the rate accuracy with a given g-range, furthermore through its structural simplicity, its small space and energy requirements.
In the preferred embodiment, the procedure is that the driver stage has a first input and a second input that a first number of transistors is connected to the first input in such a way that a rising potential at the first input drives these first transistors into saturation that a second number of transistors is connected to the second input in such a way that the ground potential at the second input blocks these transistors, while the first number of transistors is saturated, and that a device is provided after receiving an input pulse from the frequency divider to generate preselected output pulse, the device for generating a preselected output pulse expediently having RC circuits connected to the first input and to the second input.
It is also advantageous if at least two stationary magnetic devices are provided between which the rotor coil oscillates back and forth as a function of the output signals of the driver stage. It is also useful if the blocking device holds an indexing device connected to the motor in its position as long as there is no drive via the motor, it being advantageous if the rotor coil has several windings which are arranged symmetrically with respect to the ratchet shaft and if the The indexing device has a ratchet with two arms fastened on the ratchet shaft, furthermore a ratchet wheel with a plurality of teeth arranged along the circumference, with which the ratchet interacts when the ratchet shaft oscillates.
Finally, it is advantageous if the motor has at least one conductor loop through which the output signals of the driver stage flow and which is movable relative to two magnetic poles of opposite polarity.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 is a block diagram of the drive for a clock,
Fig. 2 is a circuit diagram of the driver stage of the clock drive of Fig. 1,
3a to 3c pulse diagrams of the pulse trains at the input and output of the driver stage of FIG. 2,
4a to 4e different coil shapes for the rotor of the motor of the clock drive of FIG. 1,
5a and 5b show a side view and a plan view, respectively, of a locking device for the watch, and
Figures 6a and 6b are respectively a plan view and a side view of the motor for the watch.
The clock drive of FIG. 1 contains a quartz oscillator 10, which supplies a high frequency signal to a frequency divider 12 at its output 11. The frequency divider 12 reduces the frequency of the crystal oscillator in such a way that the pulse repetition frequency at its outputs 13 and 14 is 0.5 or 1 Hz. As FIGS. 3a to 3c show, a driver stage 16, the inputs of which are formed by the outputs 13 and 14 of the frequency divider, changes the polarity of its output signal on an output line 17 leading to a motor 18 after each pulse on one of its inputs 13 and 14 The motor 18 is thus operated directly with the divided frequency of the quartz oscillator, so that extremely high accuracy results without the disadvantages usually occurring with quartz-controlled systems.
What is mainly avoided is the pronounced tendency of the mechanical vibrator to fall out of step when accelerations forced upon the watch influence the vibration amplitude.
The quartz oscillator 10 usually contains a quartz crystal which is excited to oscillate at its resonance frequency. Depending on the crystal selected, the resonance frequency of the quartz lies between approximately 8,000 Hz and 5,000,000 Hz. A signal sequence of these frequencies is fed to the frequency divider 12 from the output 11 of the quartz oscillator 10. The frequency divider 12 is a conventional, multi-stage frequency divider which divides the frequency of the signal fed to its input and delivers signals at its outputs 13 and 14 with a pulse repetition frequency of 1 Hz and 0.5 Hz, respectively.
The driver stage 16 forms a unit for generating a current of alternating polarity, as is clear from FIG. 3c. The polarity of the current at output 17 of the driver stage changes after each pulse on lines 13 and 14, so that it is possible to drive a polarized electric motor 18 with the output signal of the driver stage. As is clear from FIG. 2, the driver stage 16 operates as follows: A rising potential at the input 13 saturates the transistors 19, 21 and 22. At the same time, the ground potential at the input 14, which is fed to the base 23 of the transistor 24, blocks the transistors 24, 26 and 27 so that the current flows in one direction. After a time interval t (cf. FIG. 3c), a capacitor 28 is discharged via a resistor 29, and the transistors 19, 21 and 22 are blocked.
The driver stage is thus in a neutral state.
Starting from this state, a rising potential at input 14 leads to saturation of transistors 24, 26 and 27, so that the current flows in the other direction. After a time interval t2 has elapsed, a capacitor 31 is discharged via a resistor 32 and the transistors 24, 26 and 27 are blocked. The driver stage is thus again in the neutral state. The length of the drive pulses on the line 17 can be adjusted with the aid of the RC elements 28, 29 or 31, 32. At this point it should also be noted that tl = t2 = length of the drive pulses.
The motor 18, which is shown in detail in FIGS. 6a and 6b, comprises a rotor 33 with a single coil or a plurality of symmetrically arranged individual coils. Various coil arrangements are shown in FIGS. 4a to 4e, but the following explanation is limited to the coil shape according to FIG. 4d.
It is clear from FIGS. 6a and 6b that the middle part of the rotor 33 is fastened on the shaft 34 of a ratchet.
The coil rotor is continuously switched back and forth between two stationary systems of permanent magnets 36 and 37. Another possibility - but not shown - is to use a single magnet system with a shunt. The shaft 34 also carries a pawl 38 attached to it with arms 39 and 41 which interact with the teeth 42 of a ratchet wheel 43. While the rotor 33 is switched back and forth as a function of the drive pulses on the line 17, the pawl 38 switches the ratchet wheel 43, which in turn is coupled in the usual way with the display devices. The ratchet wheel 43 preferably has thirty or sixty teeth 42 distributed over its circumference, which corresponds to a pulse repetition frequency of 1 Hz or 0.5 Hz at the output of the driver stage.
The motor 18 is driven by the pulses or drive pulses of opposite polarity on the line 17 in such a way that the rotor 33 rotates from position A to position B with all of the first pulses. One second later, the respective second pulses turn the rotor 33 from position B back to position A. In this way, the motor 18 works continuously with the accuracy of the crystal oscillator, since the drive pulses from the crystal oscillator via the frequency divider 12 and the driver stage 16 get to him directly.
When the motor 18 is in a rest position after a drive pulse 17, the entire indexing system is blocked, specifically by means of at least one iron or ferrite core 44 which is arranged at at least one end of the coil, as shown in the details in FIG. 5a and 5b is shown. The iron core 44, which is arranged in the coil 33, becomes an electromagnet when a drive pulse is received on the line 17. The polarity of this electromagnet is determined by the direction of current of the drive pulse on line 17.
The iron core 44 works with two permanent magnets 46 and 47. When the core 44 is first held by the magnet 46, a driving pulse on the line 17 transforms the core 44 into an electromagnet in the direction of the current I indicated in the drawing, which has the same polarity as the permanent magnet 46 holding the core until then In this way, a restoring force is effective between the electromagnet 44 and the permanent magnet 46, with the result that these two elements move away from one another. In contrast to the known systems with a spring or magnetic lock, only a small amount of power is required in the clock described to overcome the lock.
In addition, the clock described works in a corresponding manner when the iron core 44 is first held in place by the permanent magnet 47, namely when a drive pulse of opposite polarity is received on the line 17. The direction of movement is then of course opposite.
In cases in which the watch described receives a severe shock, the rotor could now be thrown out of its position and, for example, move from position A to position B. This would make it possible for the watch to be one second ahead of time.
As a result of the changing polarity of the drive pulses, however, the next drive pulse does not lead to any deflection of the rotor 33 of the clock, so that the clock again shows the exact time. It can thus be said that the motor 18 and thus the entire clock work in a self-correcting manner.
These explanations show that the watch offers many advantages, and in particular provides a direct display of the divided quartz frequency. In this way, despite its simple and therefore cheap construction, it fully utilizes the accuracy of the quartz standard. Furthermore, the clock has a low power consumption, since driver pulses of alternating polarity are used and since blocking or
Releasing the switching devices only requires very little energy. If a spiral spring is used to electrically connect the motor, it can also be used to store potential energy, which further reduces energy consumption. Furthermore, mechanical detent, blocking or return springs are no longer required in the clock, and the clock can easily be provided with a pointer that is advanced in seconds.