Die Erfindung betrifft ein elektronisches Uhrwerk mit einem mechanischen Schwinger. der mit permanentmagnetischen Mitteln versehen ist, und das wenigstens einen Transistor. eine Steuerspule und eine Arbeitsspule aufweist, wobei die Spulen elektromagnetisch mit den permanentmagnetischen Mitteln des Schwingers zusammenarbeiten.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Ausbildung einer Einstelleinrichtung für eine genaue Einstellung der Amplitude des mechanischen Schwingers wie er in dieser Art elektrischer Uhren allgemein verwendet wird und in den meisten Fällen aus einer Unruh, einer Stimmgabel oder einem sonstigen Schwingungsteil besteht.
Bei derartigen elektronischen Uhrwerken wird der mechanische Schwinger in seiner elektromagnetisch angetriebenen Schwingungsbewegung mittels wenigstens eines Halbleiter Schaltkreiselementes gesteuert. Diese Schaltelemente und andere Teile des Kreises können jedoch unvermeidbare Abweichungen der charakteristischen Werte und Konstanten aufweisen, wenn diese Teile im industriellen Massstab hergestellt werden. Diese Abweichungen bedingen naturgemäss eine entsprechende Abweichung der Schwingungsamplitude des mechanischen Schwingers von seinem vorgegebenen Wert, selbst wenn alle Teile des Kreises mit Sorgfalt und Genauigkeit hergestellt werden. Diese Abweichung ergibt sich weiterhin durch unvermeidbare Abweichungen in der Bearbeitung der Magnete. der Spulen und der sonstigen Teile, welche zusammen den elektromechanischen Übertragungsmechanismus bilden.
Weiterhin spielen hierbei noch Abweichungen in der Belastung eine Rolle, insbesondere durch das übliche Uhrräderwerk. welches für den Umwandlungsmechanismus die Belastung darstellt.
Zur Erzielung einer vorherbestimmten Schwingungsperiode eines mechanischen Schwingers wurde bisher in der Weise verfahren. dass verschiedene Teile der Steuerkreise mit den Steuer- und Antriebsspulen durch andere ersetzt wurden, wobei oft Einstellungen vorgenommen werden mussten, die eine genaue Veränderung der mechanischen Belastungsbedingungen für den Schwinger zum Zwecke hatten.
Zur Erfüllung der vorstehend erwähnten Forderungen ist es eine übliche Massnahme. einen veränderbaren Widerstand in den elektronischen Steuerkreis zu schalten. Hierbei wurde versucht, diese Art von Widerständen in Miniaturausführung herzustellen. um sie in kleinen elektronischen Uhrwerken verwenden zu können.
Es ist ferner versucht worden, derartige veränderbare Widerstände mit nur wenigen elektrischen Kontakten anzuwenden. was jedoch zu einer fehlerhaften Arbeitsweise des elektronischen Uhrwerks führte.
Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung derartiger ver ändeilider Widerstände besteht in deren unzureichender Widerstandsfälligkeit genen äussere Erschiitterungen, denen die Uhr oft im praktischen Gebrauch ausgesetzt ist. Diese un zurcichende Widerstandsfähigkeit gegen Stösse erfordert dann eine wiederholte Neueinstellung des Widerstandswertes.
Eine andere übliche Verfahrensweise zur gelegentlichen Durchführung notwendiger Einstellungen der Amplitude eines mechanischen Schwingers eines elektronischen Uhrwer kes besteht in der Herabsetzung der Amplitude von einem bestimmten höheren Wert auf einen optimalen Wert durch Vertinderung eines einstellbaren Widerstandskreises mit einer Mehrzahl von Widerständen. die in Reihe mit der Antriebsspule des Bewegungswandlers geschaltet werden, um hierdurch den Gesamtwiderstandswert des Kreises auf einen bestimmten höheren Wert zu bringen.
Ein einstellbarer Widerstand muss jedoch. wenn alle Teile des Kreises, in welchen er eingeschaltet ist und wenn alle anderen Teile dieses Kreises den theoretischen Wert aufweisen, einen gewissen Mittelwert haben, wenn es möglich sein soll, eine Streuung der tatsächlichen Werte auch im Sinne der Verkleinerung des einstellbaren Widerstandes ausgleichen zu können. Dies hat jedoch einen Verlust an Energie zufolge, deren Mittelwert dem Mittelwert des Widerstandes entspricht.
Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile bisher bekannter Verfahrensweisen und die Schaffung eines verbesserten elektronischen Steuerkreises, welcher die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Ein solches elektronisches Uhrwerk mit einem mechanischen Schwinger, der mit permanentmagnetischen Mitteln versehen ist, und das wenigstens einen Transistor, eine Steuerspule und eine Antriebsspule aufweist, wobei die Spulen elektromagnetisch mit den permanentmagnetischen Mitteln des Schwingers zusammenarbeiten, ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit wenigstens einem zur Regelung der Amplitude des Schwingers dienenden einstellbaren Block von Widerständen versehen ist, der zwischen dem Eintrittsteil wenigstens eines Transistors, welcher die Steuerspule und die Basis-Emitter Strecke des Transistors aufweist, und dem Austrittsteil wenigstens eines Transistors, welcher die Antriebsspule und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors aufweist, eingeschaltet ist, wobei der einstellbare Block von Widerständen eine Unterlage aus einem Isolierstoff.
wenigstens eine Reihe von dieser Unterlage getragenen schichtartigen Widerstandselementen und wenigstens eine Reihe von schichtartigen, zu der Reihe von Widerstandselementen parallelen und von derselben Unterlage getragenen Leiterelementen aufweist, wobei jedes Widerstandselement durch seitlich angeordnete und von derselben Unterlage getragene schichtartige Leiterelemente mit der entsprechenden Reihe von Leiterelementen elektrisch verbunden ist, wobei die Leiterelemente so angeordnet sind, dass, wenn sie nacheinander in der einen Unterbrechungsweise unterbrochen werden, der effektive Widerstand des Blockes von Widerständen stufenweise in solcher Art erhöht wird, dass dadurch der Widerstand des Eintrittskreises erhöht wird, wodurch der induzierte elektrische Strom in der Steuerspule herabgesetzt und die Amplitude des Schwingers vergrössert wird, wogegen,
wenn die Leiterelemente in einer zweiten Unterbrechungsweise unterbrochen werden, der effektive Widerstand des Blocks von Widerständen stufenweise ebenfalls erhöht wird, jedoch so, dass der Widerstand des Austrittskreises erhöht wird. wodurch der elektrische Antriebsstrom in der Arbeitsspule herabgesetzt und die Amplitude des Schwingers verkleinert wird.
Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass bei einem Kreis, in welchem alle theoretischen Werte eingehalten werden, der veränderbare Widerstand nicht einen gewissen Mittelwert aufweist. sondern dass dieser Mittelwert gleich Null ist. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass der regelbare Widerstand sowohl in dem Kreis der Steuer- wie auch der Antriebsspule eingeschaltet werden kann. wodurch die Amplitude des Schwingers in einem Falle herabgesetzt, im andern Falle jedoch vergrössert wird. Da aber der Widerstand nicht von einem gewissen Mittelwert. sondern von Null auf geändert wird, ist er, ausser in seltenen Ausnahmefällen, immer kleiner als bei den bekannten Uhrwerken.
Ausserdem wird eine Veränderung des Widerstandes ausschliesslich durch Unterbrechung einer Leitung herbeigeführt, so dass die Einstellung in einfachster Weise und so ausgeführt wird, dass sie bei dem Gebrauch der Uhr durch äussere Umstände nicht beeintlusst werden kann.
In den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Uhrwerkes dargestellt, wobei zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf das batteriegetriebene Uhrwerk einer elektronischen Uhr mit dem erfindungsgemässen Block von Widerständen,
Fig. 2 eine Rückansicht des in Fig. 1 dargestellten Blocks von Widerständen,
Fig. 3 ein Schaltschema eines Steuerkreises entsprechend der Fig. 1,
Fig. 4 den Block von Widerständen nach Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 5 eine Abwandlung des in Fig. 3 dargestellten Schaltschemas,
Fig. 6 ein abgewandeltes Schaltschema gegenüber der Fig. 3, wobei zwei anstelle von einem Transistor vorgesehen sind, die zu einem Multivibrator verbunden sind,
Fig. 7 Schaltschema einer weiteren modifizierten Ausführung gegenüber der Fig. 7, wobei zwei Blöcke von Widerständen verwendet werden,
Fig.
8 eine Draufsicht auf den Block von Widerständen gemäss Fig. 7,
Fig. 9 eine Ansicht der Rückseite des in Fig. 8 dargestellten Blocks von Widerständen,
Fig. 10 eine Seitenansicht des in Fig. 8 und 9 dargestellten Bauteiles.
Die Fig. 1 und 2 zeigen hierbei eine erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung bei einem batterieangetriebenen elektronischen Uhrwerk 1, wobei die scheibenförmige Batterie 2 in einer entsprechenden Ausnehmung 3 in der Werkplatte 4 der Uhr untergebracht ist. Diese Batterie 2 wird gehalten in ihrer Lage mittels eines Streifens 5, welcher fest, jedoch abnehmbar auf der Werkplatte 4 mittels zweier Befestigungsschrauben 6 und 7 gehalten wird.
Eine Platte 8 aus Kunststoff, Keramik oder einem anderen Isolierstoff sitzt fest in einer entsprechend geformten Ausnehmung 9 in der Werkplatte 4 und wird hier mittels zweier Schrauben 10 und 11 gehalten die in die Platte 8 eingeschraubt sind. Auf der Rückseite dieser Platte ist ein Transistor 12 vorgesehen, dessen Zuleitungen an den Stellen 13, 14 und 15 befestigt sind. In gleicher Weise sitzt auf der Rückseite der Platte 8 ein Kondensator 16, welcher mittels seiner Zuleitungen an den Stellen 15 und 17 gehalten wird.
Ein an einer Platte 18 aus Isolierstoff befestigter Spulenhalter 19 trägt eine kombinierte Spulenanordnung aus einer Steuerspule 20 und einer Antriebsspule 21 üblicher Art, wie es schematisch in Fig. 3 angedeutet, in Fig. 1 jedoch nicht ausdrücklich dargestellt ist. Diese beiden Spulen sind so ausgelegt und angeordnet, dass sie elektromagnetisch zusammenarbeiten mit einem Steuer- und einem Antriebspermanentmagneten 22 und 23, die fest an einer Unruh 24 sitzen.
Das Uhrwerk ist selbstverständlich mit einem üblichen Räderwerk ausgestattet, welches jedoch nicht dargestellt ist und von welchem lediglich einige Zahnradlager 25 bis 28 angedeutet sind, die fest in einer Werkplatte 29 befestigt sind.
Diese Werkplatte 29 ist an der Werkplatte 4 mittels einer Mehrzahl von Schrauben 30 befestigt. Die Platte 18 sitzt fest an der Werkplatte 4 mittels einer Halteschraube 31. Das Räderwerk des Uhrwerks ist in üblicher Weise antreibbar von der Unruh 24, wie es bei derartigen elektronischen Uhrwerken bekannt ist.
Nach dem Schaltschema gemäss Fig. 3 ist die Steuerspule 20 elektrisch an einem Ende über den Anschluss 32, den Kondensator 16 und die Abzweigung 33 an die Basiselektrode des Transistors 12 angeschlossen. Die andere Seite dieser Steuerspulen 20 ist elektrisch über den Anschluss 34 mit einem Ende 35 des Blocks von Widerstandselementen 36 verbunden, dessen anderes Ende 37 durch den Anschluss 38 und den Unterbrecher 39 mit der Batterie 2 und weiter durch die Antriebsspule 40 um den Anschluss 41 mit dem Kollektor des Transistors 12 und mit einem Ende des Vorspannungswiderstandes 42 verbunden ist, dessen anderes Ende durch die Abzweigung 33 an die Basis des Transistors 12 und über die Stelle 17 an den Kondensator 16 angeschlossen ist. Ausserdem ist die Reihe der Leiterelemente des Blocks von Widerständen 36 über die Stelle 14 mit dem Emitter des Transistors 12 verbunden.
Die elektrischen Verbindungen sind in den Fig. 1 und 2 nicht alle eingezeichnet und bestehen teilweise aus Schrauben, der Werkplatte 4, den Streifen 5 usw.
Die beiden Widerstände 36 und 42 werden gebildet durch Aufdrucken oder Aufdampfen einer üblichen Masse mit elektrischen Widerstandseigenschaften auf die Platte 8, wobei diese Masse beispielsweise Palladium, Silber und ein Metalloxyd enthält und bei 700 bis 800" C eingebrannt wird.
Andere Leiter sowie leitende Teile in dem Block von Widerständen 36 werden in üblicher Weise in Form gedruckter Schaltungen auf der Isolierplatte 8 ausgeführt mittels einer bekannten, elektrisch leitenden Masse mit Silber, Gold, Platin od. dgl., welche dann ebenfalls bei einer Temperatur zwischen 700 und 800 C eingebrannt wird.
Bei beiden Operationen kann die Einbrenntemperatur verändert werden in Abhängigkeit von der Art und Zusammensetzung des Materials der Isolierplatten.
Zur Veränderung des Widerstandswertes des Vorspannungswiderstandes 42 können eine oder mehrere seitliche Einschnitte mechanisch ausgeführt werden, wobei jedoch keine Unterbrechung der Stromleitung eintritt.
Der Block von Widerständen 36 (Fig. 1) enthält allgemein einen elektrisch leitenden Teil 43 und einen Widerstandsteil 44. Der Widerstandsteil 44 besteht aus einer Reihe von hintereinander angeordneten Widerstandselementen rl bis r5 (Fig. 4). Der elektrisch leitende Teil 43 besteht aus einer Reihe von axialen Leiterelementen al bis a5, welche durchgehend ausgebildet sind, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, und welche mechanisch, beispielsweise unter Verwendung eines Diamantwerkzeugs, unterbrochen werden können. Jeder dieser axialen Leiterelementen al bis a5 ist mit einem bzw. zwei Querleitern bl bis b6 versehen, welche so ausgebildet sind, dass sie den Widerstandsstreifen 44 kreuzen und ebenfalls mechanisch unterbrochen werden können.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Widerstandselemente r2 bis r5 wirkungslos durch die elektrisch leitende Verbindung der Leiterelemente al bis a5, die in Längsrichtung untereinander verbunden sind und somit einen Nebenschluss für die Widerstands elemente r2 bis r5 bilden.
Durch die Unterbrechung u des ersten seitlichen Leiterelementes b1 wird das erste Widerstandselement 1 zwischen die mit ihm leitend (37, 38, 39, 2) verbundene Antriebsspule 40 und dem Emitter (14) des Transistors 12, der durch die Leiterelemente aj bis aS und b6 mit der Steuerspule 20 verbunden ist, eingeschaltet. Es wird also in den Antriebskreis eingeschaltet.
Wenn demgegenüber das letzte seitliche Leiterelement b6 unterbrochen wird, wird das letzte Widerstandselement r5 zwischen die Steuerspule 20 und den übrigen, durch die Leiterelemente al bis a4 kurzgeschlossenen Teil des Blocks von Widerständen 36 eingeschaltet, der einerseits mit dem Emitter des Transistors und anderseits mit der Antriebsspule 40 verbunden ist. Es wird also in den Steuerkreis eingeschaltet. Selbstverständlich ist die Anzahl der Widerstandselemente rl bis r5 lediglich beispielsweise angegeb'en und kann erhöht oder vermindert werden.
Wird bei einer Amplitudeneinstellung die Anzahl der Unterbrechungen u erhöht, vergrössert sich entsprechend der effektive Widerstand des Blocks der Widerstände 36, wobei gleichzeitig, wenn der Widerstand z. B. in den Kreis der Antriebsspule 40 eingeschaltet wurde, eine Herabsetzung der Schwingungsamplitude der Unruh 32 erfolgt.
Wie durch praktische Versuche festgestellt wurde, besteht eine allgemeine Beziehung zwischen dem eingeschalteten Widerstand und der Veränderung der Schwingungsamplitude des mechanischen Schwingers, so dass z. B. durch Aufteilung des Widerstandsstreifens in gleich grosse Widerstandselemente die Amplitude des Schwingers schrittweise jedesmal um einen bestimmten, konstanten Wert verändert werden kann.
So entspricht bei einem elektronischen Uhrwerk ein Widerstand von 500 Ohm einer Veränderung des Amplitudenwinkels um 20 .
Durch Einschaltung weiterer Widerstandselemente des Widerstandsstreifens 44 kann der Amplitudenwinkel der Unruh um je 20 verändert werden: wenn ein Widerstandselement eingeschaltet wird um 20 , wenn zwei Widerstandselemente eingeschaltet werden um 40 usw.
Dabei wird immer durch die Eingliederung eines Widerstandes in den Steuerkreis, was durch nacheinander erfolgende Unterbrechungen der seitlichen Leiterelemente in Richtung A (Fig. 3) erfolgen kann, der Amplitudenwinkel der Unruh vergrössert, wogegen durch seine Eingliederung in den Antriebskreis, was durch nacheinander erfolgende Unterbrechungen der seitlichen Leiterelemente in Richtung B erfolgen kann, verkleinert. Die einzelnen Leiterelemente können aber auch in einer anderen Weise unterbrochen werden.
Wenn der eingeschaltete Gesamtwiderstandswert wieder herabgesetzt werden soll, können die Unterbrechungen durch Verlöten nach Aufbringung einer entsprechenden leitenden Masse wieder elektrisch geschlossen werden.
Auf diese Weise kann hierbei die Anzahl der eingesetzten Widerstandselemente erhöht oder vermindert werden, wie es den jeweiligen Erfordernissen entspricht.
Die Anordnung in Fig. 5 ist im wesentlichen gleich derjenigen in Fig. 3. Hierbei sind lediglich der Widerstand 42 und die Batterie 2 in anderer Weise als bei der Anordnung nach Fig. 3 geschaltet, jedoch ist die Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche. Eine schrittweise Unterbrechung in Richtung des Pfeiles A' ergibt die gleichen Wirkungen wie die Unterbrechung in Richtung des Pfeiles A. Auch die umgekehrte Arbeitsweise in Richtung des Pfeiles B' ergibt dieselben Wirkungen, wie es in Zusammenhang mit der Arbeitsweise B beschrieben wurde.
Bei der Steuerkreisausbildung nach Fig. 6 sind zwei Transistoren 12a und 12b, zwei Vorspannungswiderstände 42a und 42b und zwei Kondensatoren 16a und 16b vorgesehen anstelle der einfachen Elemente 12, 16 und 42. Die Batterie ist mit 2a bezeichnet. Diese Steuerkreiselemente sind in der Weise angeordnet, dass sie einen an sich bekannten Multivibrator bilden. Die Spulen 20a und 20b sind ähnlich angeordnet und geschaltet wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Diese beiden Spulen wirken bei dieser Ausführungsform abwechselnd als Steuerspule und als Antriebsspule.
Die Kondensatoren 16a, 16b und die Widerstände 42a, 42b wirken hier als Zeitkonstante, wie es auf diesem Gebiet an sich bekannt ist.
Ein Block von Widerständen 36a, welcher mit strichpunktierter Linie umrissen ist, stellt den Amplitudenwiderstand dar, welcher dem Bauteil 36 nach Fig. 3 entspricht.
Wenn die Spule 20a als Antriebsspule arbeitet, wird die Schwingungsamplitude bei einer Erhöhung des Widerstandswertes des in den Antriebskreis 20a-12a eingeschalteten Widerstandes 36a herabgesetzt und umgekehrt.
Wenn dagegen die Spule 20a als Steuerspule arbeitet, wird die Schwingungsamplitude bei einer Erhöhung des Wider- standswertes des in den Steuerkreis 20a-12b eingeschalteten Widerstandes 36a erhöht und umgekehrt.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 sind die Kreisbestandteile im wesentlichen die gleichen wie jene nach Fig. 6, so dass die entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Anordnung sind jedoch die Widerstände 42a' und 42b', welche den Widerständen 42a und 42b nach Fig. 6 entsprechen, parallel zu den Kondensatoren 16a und 16b geschaltet, um die entsprechenden Verbindungen zu vereinfachen. Die Wirkungsweise ist jedoch dieselbe wie vorher.
Die Spulen 20a' und 20b', welche den Spulen 20a und 20b der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, sind in etwas anderer Weise als vorher geschaltet, jedoch hat sich hierdurch ihre Wirkungsweise nicht verändert.
Die Transistoren 12a und 12b sind auf der Platte 8a (Fig. 8 bis 10) angeordnet, ebenso wie die beiden gleichen Blöcke von Widerständen 36a und 36b und alle anderen wesentlichen Bauteile, was schematisch durch eine gestrichelte Umrisslinie 36a und 36b in der Fig. 7 angedeutet und in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist.
Die gegenseitige Zusammenarbeit zwischen den Einstellwiderständen 36a und 36b und den Spulen 20a' und 20b' ist genau die gleiche wie vorher.
Die Amplitudeneinstellwirkung ist jedoch in diesem Fall verdoppelt im Vergleich mit derjenigen, wie sie mit einer Ausführung gemäss Fig. 6 erzielbar ist.
Nachfolgend sind zwei numerische Beispiele angeführt unter Bezugnahme auf die Anordnung nach Fig. 6.
Unter der Voraussetzung, dass r1 = r2 = q = r4 = 1 Kilo Ohm und das elektronische Uhrwerk, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, in üblicher Weise angetrieben wird, ergeben sich folgende Werte: Unterbrechungsstellen bl bl, b2 bl, b2, b3 bl-b4
Kilo-Ohm Gesamtwiderstand 1 2 3 4 erzielte Amplitudenerhöhung 5" 9" 14" 19 Unterbrechungsstellen a1 al, a2 alle3 a1-a4 Gesamtwiderstand 1 2 3 4 Amplitudenverminderung 11" 21 32 43 Bei einem weiteren Versuch wurden die Widerstandselemente in folgender Weise bemessen:
r1 = 1 Kilo-Ohm r2 = 2 Kilo-Ohm r3 = 3 Kilo-Ohm r4 = 4 Kilo-Ohm Unterbrechungsstellen b1 b1, b2 b-b3 b1-b4 Gesamtwiderstand 1 3 6 10 Amplitudenerhöhung 5" 14" 29 52 Unterbrechungsstellen a1 a2 a3 a4
Kilo-Ohm Gesamtwiderstand 1 2 3 4 Amplitudenverminderung 11" 21 32 43
Bei der Anordnung nach den Fig. 7 bis 10 wurden die Widerstandselemente wie folgt dimensioniert: r1:r2:r3:r4 = 3:3:2:1.
Die Anordnung des Schalters 39a dient hierbei lediglich zur Unterbrechung des Stromkreises im Falle einer Nichtverwendung der Uhr, wodurch übermässiger und zweckloser Energieverbrauch verhindert wird.
The invention relates to an electronic clockwork with a mechanical oscillator. which is provided with permanent magnetic means, and at least one transistor. has a control coil and a working coil, the coils working together electromagnetically with the permanent magnetic means of the oscillator.
The invention relates in particular to the design of an adjusting device for an accurate adjustment of the amplitude of the mechanical oscillator as it is generally used in this type of electrical clocks and in most cases consists of a balance wheel, a tuning fork or some other oscillating part.
In such electronic clockworks, the mechanical oscillator is controlled in its electromagnetically driven oscillating movement by means of at least one semiconductor circuit element. However, these switching elements and other parts of the circuit may have unavoidable deviations in the characteristic values and constants if these parts are manufactured on an industrial scale. These deviations naturally result in a corresponding deviation of the oscillation amplitude of the mechanical oscillator from its specified value, even if all parts of the circle are produced with care and accuracy. This deviation also results from unavoidable deviations in the processing of the magnets. the coils and the other parts which together form the electromechanical transmission mechanism.
Furthermore, deviations in the load play a role, in particular due to the usual clockwork. which is the burden for the conversion mechanism.
In order to achieve a predetermined oscillation period of a mechanical oscillator, the procedure has hitherto been used. that different parts of the control circuits with the control and drive coils were replaced by others, whereby settings often had to be made which had the purpose of precisely changing the mechanical load conditions for the transducer.
It is a common measure to meet the aforementioned requirements. to switch a variable resistor into the electronic control circuit. Attempts have been made to produce this type of resistor in miniature. to be able to use them in small electronic watch movements.
Attempts have also been made to use such variable resistors with only a few electrical contacts. however, this led to malfunction of the electronic timepiece.
Another disadvantage of using such variable resistances is their inadequate resistance to external shocks to which the watch is often exposed in practical use. This inadequate resistance to shocks then requires repeated readjustment of the resistance value.
Another common procedure for occasionally performing necessary adjustments to the amplitude of a mechanical oscillator of an electronic clockwork consists in reducing the amplitude from a certain higher value to an optimal value by decreasing an adjustable resistance circuit with a plurality of resistors. which are connected in series with the drive coil of the motion converter in order to bring the total resistance of the circuit to a certain higher value.
An adjustable resistor must, however. if all parts of the circuit in which it is switched on and if all other parts of this circuit have the theoretical value, have a certain mean value, if it should be possible to compensate for a spread of the actual values in the sense of reducing the adjustable resistance . However, this results in a loss of energy, the mean value of which corresponds to the mean value of the resistance.
The purpose of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of previously known methods and to create an improved electronic control circuit which does not have the above-mentioned disadvantages.
Such an electronic clockwork with a mechanical oscillator which is provided with permanent magnetic means and which has at least one transistor, a control coil and a drive coil, the coils working together electromagnetically with the permanent magnetic means of the oscillator, is characterized in that it has at least one to regulate the amplitude of the oscillator serving adjustable block of resistors is provided between the entry part of at least one transistor, which has the control coil and the base-emitter path of the transistor, and the exit part of at least one transistor, which the drive coil and the collector-emitter -Track of the transistor is switched on, wherein the adjustable block of resistors is a pad made of an insulating material.
has at least one row of layer-like resistance elements carried by this base and at least one row of layer-like, parallel to the row of resistance elements and carried by the same base conductor elements, each resistance element by laterally arranged and carried by the same base layer-like conductor elements with the corresponding row of conductor elements electrically is connected, wherein the conductor elements are arranged so that when they are interrupted one after the other in the one interruption manner, the effective resistance of the block of resistors is increased gradually in such a way that thereby the resistance of the entry circuit is increased, whereby the induced electrical current is decreased in the control coil and the amplitude of the oscillator is increased, whereas,
if the conductor elements are interrupted in a second interruption mode, the effective resistance of the block of resistors is also gradually increased, but in such a way that the resistance of the exit circuit is increased. whereby the electrical drive current in the work coil is reduced and the amplitude of the oscillator is reduced.
A particular advantage of this arrangement is that in a circle in which all theoretical values are adhered to, the variable resistance does not have a certain mean value. but that this mean value is zero. This advantage is achieved in that the controllable resistor can be switched on in the circuit of the control coil as well as the drive coil. whereby the amplitude of the oscillator is reduced in one case, but increased in the other. But since the resistance does not have a certain mean value. but is changed from zero to, it is, except in rare exceptional cases, always smaller than with the known movements.
In addition, a change in resistance is brought about exclusively by interrupting a line, so that the setting is carried out in the simplest way and in such a way that it cannot be influenced by external circumstances when the watch is in use.
In the attached drawings, for example, embodiments of the clockwork according to the invention are shown, showing:
1 shows the top view of the battery-powered clockwork of an electronic clock with the block of resistors according to the invention,
Fig. 2 is a rear view of the block of resistors shown in Fig. 1;
Fig. 3 is a circuit diagram of a control circuit according to Fig. 1,
4 shows the block of resistors according to FIG. 1 on a larger scale,
Fig. 5 shows a modification of the circuit diagram shown in Fig. 3,
6 shows a modified circuit diagram compared to FIG. 3, with two instead of one transistor being provided which are connected to form a multivibrator,
FIG. 7 is a circuit diagram of a further modified embodiment compared to FIG. 7, two blocks of resistors being used,
Fig.
8 a top view of the block of resistors according to FIG. 7,
Fig. 9 is a view of the rear of the block of resistors shown in Fig. 8;
10 is a side view of the component shown in FIGS. 8 and 9.
1 and 2 show a first possible embodiment of the invention in a battery-powered electronic clockwork 1, the disk-shaped battery 2 being accommodated in a corresponding recess 3 in the work plate 4 of the clock. This battery 2 is held in its position by means of a strip 5, which is fixedly but detachably held on the work plate 4 by means of two fastening screws 6 and 7.
A plate 8 made of plastic, ceramic or some other insulating material sits firmly in a correspondingly shaped recess 9 in the work plate 4 and is held here by means of two screws 10 and 11 which are screwed into the plate 8. On the back of this plate, a transistor 12 is provided, the leads of which are attached at points 13, 14 and 15. In the same way, a capacitor 16 is seated on the back of the plate 8 and is held at points 15 and 17 by means of its supply lines.
A coil holder 19 fastened to a plate 18 made of insulating material carries a combined coil arrangement comprising a control coil 20 and a drive coil 21 of the usual type, as indicated schematically in FIG. 3, but not expressly shown in FIG. 1. These two coils are designed and arranged in such a way that they work together electromagnetically with a control and drive permanent magnet 22 and 23, which are firmly seated on a balance wheel 24.
The clockwork is of course equipped with a conventional gear train, which, however, is not shown and of which only a few gear wheel bearings 25 to 28 are indicated, which are firmly fixed in a work plate 29.
This work plate 29 is fastened to the work plate 4 by means of a plurality of screws 30. The plate 18 sits firmly on the work plate 4 by means of a retaining screw 31. The gear train of the clockwork can be driven in the usual way by the balance wheel 24, as is known in such electronic clockworks.
According to the circuit diagram according to FIG. 3, the control coil 20 is electrically connected at one end via the connection 32, the capacitor 16 and the branch 33 to the base electrode of the transistor 12. The other side of these control coils 20 is electrically connected via the connection 34 to one end 35 of the block of resistance elements 36, the other end 37 through the connection 38 and the interrupter 39 to the battery 2 and further through the drive coil 40 around the connection 41 is connected to the collector of the transistor 12 and to one end of the bias resistor 42, the other end of which is connected through the branch 33 to the base of the transistor 12 and via the point 17 to the capacitor 16. In addition, the row of conductor elements of the block of resistors 36 is connected to the emitter of transistor 12 via point 14.
The electrical connections are not all shown in Figs. 1 and 2 and partly consist of screws, the work plate 4, the strips 5, etc.
The two resistors 36 and 42 are formed by printing or vapor deposition of a conventional mass with electrical resistance properties on the plate 8, this mass for example containing palladium, silver and a metal oxide and being baked at 700 to 800.degree.
Other conductors as well as conductive parts in the block of resistors 36 are carried out in the usual way in the form of printed circuits on the insulating plate 8 by means of a known, electrically conductive mass with silver, gold, platinum or the like, which then also at a temperature between 700 and 800 C is burned in.
In both operations, the baking temperature can be changed depending on the type and composition of the material of the insulating panels.
In order to change the resistance value of the biasing resistor 42, one or more lateral incisions can be made mechanically, but without interrupting the power line.
The block of resistors 36 (FIG. 1) generally contains an electrically conductive part 43 and a resistance part 44. The resistance part 44 consists of a series of resistor elements r1 to r5 (FIG. 4) arranged one behind the other. The electrically conductive part 43 consists of a number of axial conductor elements a1 to a5, which are formed continuously, as shown in the drawing, and which can be mechanically interrupted, for example using a diamond tool. Each of these axial conductor elements a1 to a5 is provided with one or two transverse conductors b1 to b6, which are designed so that they cross the resistance strip 44 and can also be mechanically interrupted.
In the illustrated embodiments, the resistance elements r2 to r5 have no effect due to the electrically conductive connection of the conductor elements a1 to a5, which are connected to one another in the longitudinal direction and thus form a shunt for the resistance elements r2 to r5.
The interruption u of the first lateral conductor element b1 causes the first resistance element 1 to be between the drive coil 40 connected to it in a conductive manner (37, 38, 39, 2) and the emitter (14) of the transistor 12, which is passed through the conductor elements aj to aS and b6 is connected to the control coil 20, turned on. So it is switched into the drive circuit.
If, on the other hand, the last lateral conductor element b6 is interrupted, the last resistance element r5 is switched on between the control coil 20 and the remaining part of the block of resistors 36 short-circuited by the conductor elements al to a4, which is connected to the emitter of the transistor on the one hand and to the drive coil on the other 40 is connected. So it is switched into the control circuit. Of course, the number of resistance elements r1 to r5 is only given as an example and can be increased or decreased.
If the number of interruptions u is increased with an amplitude adjustment, the effective resistance of the block of resistors 36 increases accordingly, and at the same time when the resistance z. B. was switched on in the circuit of the drive coil 40, a reduction in the oscillation amplitude of the balance wheel 32 takes place.
As has been established by practical tests, there is a general relationship between the switched-on resistor and the change in the vibration amplitude of the mechanical vibrator, so that e.g. B. by dividing the resistance strip into resistance elements of equal size, the amplitude of the oscillator can be changed step by step each time by a certain, constant value.
In an electronic watch movement, a resistance of 500 ohms corresponds to a change in the amplitude angle of 20.
By switching on further resistance elements of the resistance strip 44, the amplitude angle of the balance wheel can be changed by 20: if one resistance element is switched on by 20, if two resistance elements are switched on by 40, etc.
The integration of a resistor in the control circuit, which can be done by successive interruptions of the lateral conductor elements in direction A (Fig. 3), increases the amplitude angle of the balance, whereas by incorporating it into the drive circuit, this is achieved by successive interruptions the lateral ladder elements in direction B can be made smaller. However, the individual conductor elements can also be interrupted in another way.
If the switched-on total resistance is to be reduced again, the interruptions can be electrically closed again by soldering after applying a corresponding conductive mass.
In this way, the number of resistance elements used can be increased or decreased as required.
The arrangement in FIG. 5 is essentially the same as that in FIG. 3. Here, only the resistor 42 and the battery 2 are connected in a different manner than in the arrangement according to FIG. 3, but the mode of operation is essentially the same. A step-by-step interruption in the direction of the arrow A 'produces the same effects as the interruption in the direction of the arrow A. The reverse operation in the direction of the arrow B' also produces the same effects as was described in connection with the operation B.
In the control circuit configuration according to FIG. 6, two transistors 12a and 12b, two bias resistors 42a and 42b and two capacitors 16a and 16b are provided instead of the simple elements 12, 16 and 42. The battery is labeled 2a. These control circuit elements are arranged in such a way that they form a multivibrator known per se. The coils 20a and 20b are arranged and connected in a manner similar to that shown in FIG. 3. In this embodiment, these two coils act alternately as a control coil and as a drive coil.
The capacitors 16a, 16b and the resistors 42a, 42b act here as time constants, as is known per se in this field.
A block of resistors 36a, which is outlined with a dash-dotted line, represents the amplitude resistance, which corresponds to the component 36 according to FIG. 3.
If the coil 20a operates as a drive coil, the oscillation amplitude is reduced when the resistance value of the resistor 36a connected in the drive circuit 20a-12a increases, and vice versa.
If, on the other hand, the coil 20a operates as a control coil, the oscillation amplitude is increased when the resistance value of the resistor 36a connected in the control circuit 20a-12b increases, and vice versa.
In the arrangement according to FIG. 7, the circle components are essentially the same as those according to FIG. 6, so that the corresponding parts are designated by the same reference numerals. In this arrangement, however, the resistors 42a 'and 42b', which correspond to the resistors 42a and 42b shown in FIG. 6, are connected in parallel with the capacitors 16a and 16b in order to simplify the corresponding connections. However, the mode of operation is the same as before.
The coils 20a 'and 20b', which correspond to the coils 20a and 20b of the previous embodiment, are connected in a somewhat different way than before, but their mode of operation has not changed as a result.
The transistors 12a and 12b are arranged on the plate 8a (Fig. 8 to 10), as are the two same blocks of resistors 36a and 36b and all other essential components, which is shown schematically by a dashed outline 36a and 36b in Fig. 7 is indicated and shown in FIGS. 8 to 10.
The mutual cooperation between the setting resistors 36a and 36b and the coils 20a 'and 20b' is exactly the same as before.
In this case, however, the amplitude adjustment effect is doubled in comparison with that which can be achieved with an embodiment according to FIG.
Two numerical examples are given below with reference to the arrangement according to FIG. 6.
Assuming that r1 = r2 = q = r4 = 1 kilo ohm and the electronic clockwork, as shown in Fig. 1, is driven in the usual way, the following values result: interruption points bl bl, b2 bl, b2, b3 bl-b4
Kilo-Ohm total resistance 1 2 3 4 amplitude increase achieved 5 "9" 14 "19 interruption points a1 al, a2 all3 a1-a4 total resistance 1 2 3 4 amplitude reduction 11" 21 32 43 In a further experiment the resistance elements were measured as follows:
r1 = 1 kilo-ohm r2 = 2 kilo-ohm r3 = 3 kilo-ohm r4 = 4 kilo-ohm interruption points b1 b1, b2 b-b3 b1-b4 total resistance 1 3 6 10 amplitude increase 5 "14" 29 52 interruption points a1 a2 a3 a4
Kilo-Ohm total resistance 1 2 3 4 Amplitude reduction 11 "21 32 43
In the arrangement according to FIGS. 7 to 10, the resistance elements were dimensioned as follows: r1: r2: r3: r4 = 3: 3: 2: 1.
The arrangement of the switch 39a only serves to interrupt the circuit in the event that the clock is not used, thereby preventing excessive and pointless energy consumption.