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Anordnung zur Unterhaltung der Schwingung des Gangreglers einer elektrischen
Uhr Es sind bereits verschiedene Anordnungen zur Unterhaltung des Ganges einer elektrischen
Uhr bekannt, die eine Impulsaussendevorrichtung aufweisen, welche mittels einer
photoempfindlichen Zelle gesteuert wird und auf einen Gangregler wirkt, dessen Schwingbewegungen
die Bestrahlungszeiten der Zelle bestimmen. Die bis heute bekanntgewordenen Anordnungen
dieser Art sind im wesentlichen nur geeignet, den Gang des Werkes einer Uhr zu steuern,
die wie bei Großuhren mit Pendel oder Unruh ortsfest ist. Die Strahlenquelle solcher
Anordnungen ist aus einer Lichtstrahlenquelle, die ständig in Wirkung gehalten werden
muß, oder aus einem radioaktiven Körper gebildet. Die ausgesandte Strahlintensität
muß aber relativ groß sein, da nur ein kleiner Teil der ausgesandten Strahlung für
die Bestrahlung der photoempfindlichen Zelle ausgenutzt werden kann. Diese Zellen
sind relativ wenig empfindlich, d. h., die Änderungen ihrer elektrischen Eigenschaften,
welche durch die Änderungen des aufgefangenen Strahlflusses hervorgerufen werden,
sind relativ klein. Daraus folgt, daß diese Zellen notwendigerweise mittels eines
nachgeschalteten elektronischen Verstärkers mit der Impulsaussendevorrichtung verbunden
werden müssen. Diese Verstärker nehmen nicht nur viel Platz in Anspruch, sondern
benötigen überdies für ihre Wirkung eine relativ große elektrische Energiequelle,
so daß diese Art von Unterhaltungsanordnungen für tragbare Uhren (Taschenuhren,
Armbanduhren usw.) nicht in Frage kommt. Besonders nachteilig ist dabei ferner,
daß Änderungen des Verstärkungsgrades, z. B. bei Spannungs- und Temperaturänderungen,
die Amplitude des Gangreglers und damit den Isochronismus störend beeinflussen können.
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Ferner sind Anordnungen bekanntgeworden, um den Gang einer Uhr durch
eine Photozelle und durch ein schwingendes Reglerorgan zu steuern, wobei die Photozelle
selbst die zur Speisung eines elektrischen Motors nötige elektrische Energie zur
Bewegung des Uhrwerkes liefert. In Anbetracht der mangelhaften Leistungsfähigkeit
der photoempfindlichen Zellen, die nur ein Tausendstel bis maximal ein Hundertstel
der durch sie aufgenommenen Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln,
und der kurzen Bestrahlungszeit ist es notwendig, Zellen sehr großer Abmessungen
zu verwenden, die im Gehäuse einer Kleinuhr, z. B. einer Armbanduhr, keinen Platz
findet.
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Diese Nachteile der bekannten Systeme werden bei einer Anordnung zur
Unterhaltung der Schwingung des Gangreglers einer elektrischen Uhr, welche mit einer
im Takt der Gangreglerschwingungen periodisch bestrahlten photoempfindlichen Zelle
versehen ist und ihrerseits antreibend auf den Gangregler wirkt, dessen Schwingbewegungen
die Bestrahlungszeiten dieser als Stromtor wirkenden Zelle steuert, erfindungsgemäß
dadurch vermieden, daß - bei Verwendung radioaktiver Strahlen zur periodischen Bestrahlung
der Steuerzelle - die Vorrichtung zum Antrieb des Gangreglers sowie vorzugsweise
ein davon getrennter Antriebsmotor des Zeigerwerkes direkt durch ein durch die radioaktiven
Strahlen bestrahltes und die Form eines geöffneten Ringes aufweisendes Photoelement
gespeist wird, und dadurch, daß die nur als Stromtor wirkende Photozelle zwischen
beiden Enden dieses Ringes angeordnet und in Serie mit dem Photoelement in den Erregerkreisen
der Gangregler- und Zeigerwerk-Antriebsmagnetkreise geschaltet ist. Diese Anordnung
ist nicht nur sehr raumsparend, da das ringförmige Photoelement sich der Form und
Größe z. B. der Unruh anpaßt, sondern es tritt bei Anordnung der radioaktiven Masse
auf der Unruh auch eine viel bessere Ausnutzung der radioaktiven Strahlungsenergie
ein, da diese während eines großen Teils der Schwingung der Unruh zum Aufladen des
Photoelements und genau im Zeitpunkt der Nullage der Unruh zur Durchschaltung auf
die Triebelemente durch die steuernde Photozelle dienen kann.
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Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform
der Unterhaltungsanordnung gemäß der Erfindung, ohne daß die in den Ansprüchen gekennzeichnete
Erfindung auf das Beispiel beschränkt ist.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform;
Fig.
2 ist eine Draufsicht der Antriebsvorrichtung des ersten Zahnrades des Uhrwerkes.
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In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Reglerorgan
des Uhrwerkes durch eine Unruh 1 gebildet, die der Wirkung einer Spiralfeder unterliegt.
In anderen Ausführungsformen aber könnte dieses Reglerorgan selbstverständlich auch
durch ein schwingendes Pendel, w-elches entweder der Schwerkraft oder der Kraft
einer Torsionsfeder unterliegt, oder durch irgendein anderes, bekanntes und in der
Uhrmacherei heute allgemein benutztes Reglerorgan ersetzt werden.
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Die Anordnung zur Unterhaltung der Schwingung der Unruh 1 und des
Ganges des Zeigerwerkes weist eine Energiequelle auf, die aus einem Photoelement
2 gebildet ist. w-elches die allgemeine Form eines geöffneten Ringes aufweist und
zur Schwingachse der Unruh 1 koaxial angeordnet ist. Zwischen den beiden Enden dieses
Photoelementes 2 befindet sich ein Steuerelement. das aus einer kreisförmigen, als
Stromtor wirkenden Photozelle 3 besteht. Diese Photozelle 3 und das Photoelement
2 werden von einer nicht dargestellten und durch die Unruh getragenen Strahlenquelle
bestrahlt, die aus einem radioaktiven Körper besteht. Die Photozelle 3 ist so angeordnet,
daß sie im Moment des Schwingens der Unruh 1 durch ihre Gleichgewichtslage von dem
radioaktiven Körper bestrahlt wird. Die Photozelle 3 und das Photoelement 2 sind
in Serie geschaltet und speisen einerseits die Erregerwicklung 4 eines Impulsmotors
5, welcher das nicht dargestellte Zeigerwerk schrittweise antreibt, und andererseits
eine Erregerwicklung 6 einer Impulsvorrichtung, die die Unterhaltung der Schwingbewegung
der Unruh 1 sichert.
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Der Impulsmotor 5 ist von bekannter Art; er weist einen Stator 7 und
einen Rotor 8 auf, dessen Achse das erste Rad des Zeigerwerkes trägt.
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Die Impulsvorrichtung besteht aus einem die allgemeine Form eines
Hufeisens aufweisenden Magneten 9 und einem auf der Achse der Unruh 1 fest angebrachten
ferromagnetischen Magnetanker 10, welcher zwischen den Polschuhen des Magneten 9
schwingt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Im Laufe
der Schwingbewegung der Unruh 1 wird das Photoelement 2 durch die Bestrahlung des
von der Unruh getragenen radioaktiven Körpers progressiv aufgeladen, da die Photozelle
3 nichtleitend ist. Hernach, wenn die Unruh 1 durch ihre stabile Gleichgewichtslage
schwingt, wird diese Photozelle 3 durch den radioaktiven Körper bestrahlt, wodurch
sie leitend wird und somit das Entladen des Photoelementes 2 durch die Erregerwicklungen
4 und 6 steuert. Infolgedessen erhalten diese Wicklungen bei jedem Durchgang der
Unruh 1 durch ihre stabile Gleichgewichtslage einen Stromimpuls, wodurch der Rotor
8 des Impulsmotors um einen Schritt vorwärts gerückt wird und der Magnetanker 10
einen Unterhaltungsimpuls erhält. Bei jedem Durchgang der Unruh 1 durch ihre stabile
Gleichgewichtslage wird einerseits das Zeigerwerk schrittweise angetrieben und andererseits
die Schwingbewegung der Unruh unterhalten.
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Gemäß Fig. 2 ist der Antrieb des ersten Zahnrades des Uhrwerkes wie
folgt angeordnet: Die Achse il der Unruh 1 trägt eine Scheibe 12, die mit einem
Stift 13 ausgerüstet ist. Dieser Stift greift in eine Gabel 20 eines in Punkt 14
gelagerten Ankers 15 ein. Dieser Anker arbeitet mit einem auf eine Achse 16 aufgesetzten
Zahnrad 17 zusammen, dessen Zähne die Form von Wolfszähnen aufweisen. Das Zahnrad
17 bildet mit dem Anker 15 zusammen nicht eine Hemmvorrichtung, sondern eine Antriebsvorrichtung,
da die Stifte 18 und 19 dieses durch den Stift 13 angetriebenen Ankers auf die hinteren
Flächen der Zähne des Rades 17 wirken, um dieses schrittweise in einer Ruckbewegung
anzutreiben. Der Stift 13 treibt somit mittels des Ankers 15 das mit dem ersten
Rad des Uhrwerkes fest verbundene Zahnrad 17 schrittweise in einer Drehbewegung
an.
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Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung gemäß vorliegender Erfindung
ist es somit möglich, mit einer relativ schwachen Strahlenquelle nicht nur die Schwingbewegung
des Gangreglers zu unterhalten, sondern auch das Zeigerwerk anzutreiben. Dies wird
dadurch erreicht, daß das Photoelement 2 beinahe während der Gesamtdauer jeder halben
Schwingung der Unruh 1 bestrahlt wird, um somit während einer genügend langen Zeit
mit der zur Betätigung der Gangunterhaltungsvorrichtung erforderlichen Energie geladen
zu werden, und daß hernach die Bestrahlung der Photozelle 3, die als Stromtor wirkt,
die Entladung dieses Elementes 2 in den Erregerkreis dieser Gangunterhaltungsvorrichtung
steuert. Da die beschriebene Anordnung nur sehr wenig Raum beansprucht, kann sie
für die Unterhaltung des Ganges eines kleinen Uhrwerkes Verwendung finden und ohne
weiteres in dem Gehäuse einer Armbanduhr untergebracht werden.