DE1523900C

DE1523900C - Electric timepiece with an electromagnetically driven balance wheel

Info

Publication number: DE1523900C
Authority: DE
Inventors: Carl N Ensign Geor ge G Lienert Walter H Elgin IU Challacombe (V St A ) G04c 3 04
Original assignee: Elgin National Industries Inc
Current assignee: Elgin National Industries Inc
Publication date: 1972-06-15

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Zeitmeßwerk r = der radikale Abstand der UnwuchtmasseThe invention relates to an electrical timepiece r = the radical distance between the unbalanced mass

mit einer elektromagnetisch angetriebenen Unruh als von der Schwingachse,with an electromagnetically driven balance wheel as the swing axis,

Gangordner zum schrittweisen Fortschalten eines _a — den bei ruhender Unruh gemessenenGear folder for step-by-step progression of an _a - the one measured with the balance wheel at rest

drehbar gelagerten Schaltrades, dessen Unruh einen Winkel zwischen einer vertikalen Achserotatably mounted ratchet wheel whose balance wheel forms an angle between a vertical axis

Durchmesser unter 8 mm aufweist. 5 _und dem Ort der Unwuchtmasse undHas a diameter of less than 8 mm. 5 _and the location of the unbalanced mass and

Bei kommerziellen Uhren, bei denen eine elek-, _Fn{A) _{= eine Funktion der} Schwingungsamplitude,In commercial clocks, where an elec-, _{Fn {A)} _{= a function of the} oscillation amplitude,

trische Batterie zur Aufrechterhaltung von Schwin- ° ° 'tric battery to maintain oscillation ° ° '

gungen einer Unruh oder eines ähnlichen Gang- Das Produkt mr in der obigen Gleichung stellt reglers und zum Antrieb eines Räder- oder Zeiger- · den Betrag der Gangfehler verursachenden Unwuchtmovements of a balance wheel or a similar gear- The product mr in the above equation represents the controller and for driving a wheel or pointer- · the amount of the imbalance causing the gear error

werkes verwendet wird, bestehen gewöhnlich keine io dar.work is used, usually do not consist of an io.

Beschränkungen hinsichtlich der Leistungsaufnahme Es ist ersichtlich, daß bei einwandfrei ausgewuch-Limitations on the power consumption It can be seen that with perfectly balanced

oder der Abmessungen der Bauteile. Auch bei Uhren teter Unruh das Produkt mr gleich Null ist undor the dimensions of the components. Even with clocks teter balance the product mr is zero and

mittlerer Größe, beispielsweise Uhren für Auto- Fn(A) herausfällt und damit ohne Wirkung bleibt,medium size, for example clocks for auto- Fn (A) falls out and thus has no effect,

mobile, die durch die Fahrzeugbatterie gespeist Die Schwingungsdauer wird dann unabhängig vonmobile, which is fed by the vehicle battery The period of oscillation is then independent of

werden und einige Watt verbrauchen können, gibt 15 der Amplitude, und es herrscht Isochronismus. Mitand can consume a few watts, gives 15 the amplitude, and there is isochronism. With

es nur wenig Einschränkungen. Bei der Konstruk- Isochronismus wird die Unabhängigkeit der Schwin-there are few restrictions. With the construct isochronism the independence of the vibrational

tion einer Uhr von der Größe einer Armbanduhr gungsfrequenz von der Schwingungsamplitude be-tion of a watch the size of a wristwatch, the frequency of the oscillation depends on the

od. dgl., die den vom Markt gestellten Anforderungen zeichnet. _: or the like, which draws the demands made by the market. _:

an die Größe und das Gewicht genügt, werden da- Unwuchtbedingte Gangfehler beruhen auf demIf the size and weight is sufficient, then the imbalance-related gait errors are based on the

gegen sehr strenge Anforderungen hinsichtlich des 20 Einfluß der Schwerkraft. Aus diesem Grunde gehtagainst very strict requirements with regard to the influence of gravity. Because of this, goes

Tragekomforts, der Freiheit von Ersatz und Justie- die Lage der Unwucht, -also des Massenschwer-Wearing comfort, the freedom of replacement and adjustment - the position of the unbalance, i.e. the weight of the

rung irgendwelcher Teile durch den Benutzer und punktes in bezug auf eine durch die Schwingungs--'tion of any parts by the user and point in relation to a through the vibration-- '

der Verwendung von Bauteilen gestellt, die in den achse der Unruh gehende senkrechte Linie in diethe use of components placed the vertical line going into the axis of the balance in the

begrenzten Raum passen und trotzdem eine einwand- obige Gleichung ein. Die Gleichung zeigt, daß einelimited space and still fit a perfect equation. The equation shows that a

freie Zeitangabe für mindestens 1 Jahr oder mehr 25 Unwucht ohne Einfluß bleibt, wenn, der Winkel αfree time specification for at least 1 year or more 25 unbalance remains without influence if, the angle α

gewährleisten. . gleich 90° und Kosinus (α) = 0 sind. '<·guarantee. . are equal to 90 ° and cosine (α) = 0. '<·

Es sind elektrische Uhren bekannt, welche"diesen Der Faktor Fn(A) ist bekanntlich sehr wichtig; er Bedingungen schon recht gut genügen (siehe z. B. wird bei 1,22 Umdrehungen entsprechend einer USA.-Patentschrift 2 865163), und auf welche die Schwingungsamplitude von 220° zu Null. Wenn also Erfindung sich anwenden läßt. Das in einem Gehäuse 30 die Schwingungsamplitude der Unruh auf 1,22 Umbefindliche Werk einer solchen elektrisch angetriebe- drehungen gehalten werden kann, bleibt eine etwaige nen Uhr enthält einen Gangregler mit Unruh und Unwucht ohne nachteiligen Einfluß.
Spiralfeder, der durch einen elektromagnetischen Es gibt im wesentlichen zwei Möglichkeiten, um Antrieb, welcher eine Batterie enthält, angetrieben eine Unwucht bei einer gegebenen Frequenz auszuwird, eine Anzeigeanordnung, beispielsweise ein 35 schalten: Erstens die Unwucht zu beseitigen und Zeigerwerk mit Stunden-, Minuten- und Sekunden- zweitens der Schwingungsamplitude auf 1,22 oder zeiger, ein Hemmungs- oder Schaltrad, das schritt- etwa IV4 Umdrehungen zu halten. Der Grad, bis zu weise durch die aus Unruh und Spiralfeder be- welchem eine Unwucht beseitigt werden kann, wird stehende Anordnung fortgeschaltet wird, und eine in der Praxis durch produktionstechnische und wirt-Antriebsgruppe, die mit dem Schaltrad verbunden 40 schaftliche Gründe begrenzt. Der verbleibende Unist und die Anzeigeanordnung betätigt. Die bekannte wucnteinfluß kann durch Aufrechterhalten einer Uhr kann mit einer Frequenz von 2,5 Hz oder fünf Schwingungsamplitude von etwa 220° weitgehend Halbschwingungen pro Sekunde arbeiten. Bei einer unwirksam gemacht werden. . - ·. üblichen Uhr entsteht bei jeder Halbschwingung ein Aus der oben angegebenen Gleichung ist außertickendes Geräusch. 45 dem ersichtlich, daß der Einfluß der Unwucht durchElectrical clocks are known which "this factor Fn (A) is known to be very important; he already satisfies conditions quite well (see, for example, at 1.22 revolutions according to a US Pat. No. 2,865,163), and on which the oscillation amplitude of 220 ° to zero. So if the invention can be applied. That in a housing 30 the oscillation amplitude of the balance can be kept at 1.22 reversed movement of such electrically driven rotations, a possible clock contains a gear regulator with Balance and imbalance without any negative influence.
Coil spring, which is driven by an electromagnetic There are essentially two ways to drive which contains a battery to eliminate an imbalance at a given frequency, a display arrangement, for example a 35 switch: first, to remove the imbalance and a pointer mechanism with hours, minutes - and seconds - secondly, the oscillation amplitude to 1.22 or pointer, an escapement or ratchet wheel that keeps the pace - about IV4 revolutions. The degree to which an imbalance can be eliminated from the balance wheel and spiral spring is advanced, and in practice it is limited by production-related and economic drive groups that are connected to the ratchet wheel. The remaining Unist and the display arrangement are actuated. The well-known influence of wucnt can by maintaining a clock can work with a frequency of 2.5 Hz or five oscillation amplitudes of about 220 ° largely half oscillations per second. In the event of one being rendered ineffective. . - ·. In the usual clock, every half oscillation produces a ticking sound from the equation given above. 45 which can be seen that the influence of the imbalance by

Einer der wichtigsten Faktoren für die Gang- Vergrößerung der Federkonstante C verringert wergenauigkeit der Unruh- und Federanordnung des den kann. Die Konstanten C und / bestimmten die Zeitintegrationsmechanismus einer Uhr oder anderen Schwingungs- oder Schlagfrequenz. Wenn die übliche » zeithaltenden Einrichtung ist die Einjustierung des Schlagfrequenz von 5 Hz beibehalten werden soll, Schwerpunktes der Unruh in bezug auf die Dreh- 50 muß bei einer Erhöhung von C auch / vergrößert oder Schwingungsachse. In der Uhrenindustrie wird werden. Eine Vergrößerung von / bedeutet in der für diesen Faktor der Begriff »Unwucht« (poise) ver- Praxis jedoch eine Vergrößerung des Durchmessers wendet. Wenn also der Schwerpunkt einer Unruh der Unruh. In Armbanduhren ist der Platz jedoch außerhalb der Drehachse liegt oder die Unruh defekt sehr beschränkt und eine Vergrößerung des Durchist, sind die Schwingungen nicht gleichförmig, und 55 messers der Unruh daher unerwünscht. Wenn also die Uhr ist »dejustiert«. Unwuchteinflüsse durch Erhöhung von C und Bei-One of the most important factors for increasing the rate of the spring constant C reduces the accuracy of the balance and spring arrangement of the can. The constants C and / determined the time integration mechanism of a clock or other oscillation or beat frequency. If the usual time-keeping device is to maintain the adjustment of the striking frequency of 5 Hz, the balance wheel's center of gravity in relation to the axis of rotation must also be increased with an increase in C or the axis of oscillation. In the watch industry will be. In practice, however, an increase in / means an increase in diameter for this factor, the term »imbalance« (poise). So if the center of gravity of a balance is the balance. In wristwatches, however, the space is outside the axis of rotation or the balance wheel is defective and the diameter is increased, the oscillations are not uniform and the balance wheel is therefore undesirable. So when the clock is "misaligned". Influences of imbalance by increasing C and by-

Der Unwucht-Effekt kann durch die folgende behaltung oder Verkleinerung von / herabgesetztThe imbalance effect can be reduced by maintaining or reducing /

Gleichung ausgedrückt werden: werden sollen, muß die Schwingungsfrequenz erhöhtEquation to be expressed: to be, the oscillation frequency must be increased

werden. Im allgemeinen wird durch eine Erhöhungwill. In general, by an increase

τ -' ττ'ΐ/ ' Ji mrcosa .-.,.J 60 der Frequenz die Stabilität des Unruhsystems durchτ - 'ττ'ΐ /' Ji mrcosa .-.,. J 60 the frequency the stability of the balance system through

V C \ C I Verringerung von Unwuchtemflussen besser. Aus der VC \ C I Reduction of unbalance flows better. From the

obigen Gleichung ist ersichtlich, daß C mit demabove equation it can be seen that C with the

Dabei bedeutet Quadrat der Frequenz wächst, so daß eine Verdopp-The square of the frequency means increases, so that a doubling

T ■■ die Dauer einer Halbschwingung, lung der Frequenz Unwuchteinflüsse um den Faktor 4 T ■■ the duration of a half oscillation, development of the frequency Imbalance influences by a factor of 4

, , rr, ...... .i.TL ⁶5 herabsetzt.,, rr, ...... .i.TL ⁶ 5 lowers.

/ =· das Trägheitsmoment der Unruh, _{Es ist} ·„ _{der uhrenindustrie bekannt>
daß es an} / = · The moment of inertia of the balance _{wheel, it is} · "known to _{the watch industry> that it is on}

C die Federkonstante der Spiralfeder, _sj_ch wünschenswert ist, die Schwingungsfrequenz derC is the spring constant of the spiral spring, _s j _c h is desirable, the oscillation frequency of the

m --- die Masse des Defektes (Unwuchtmasse), Unruh zu erhöhen. Dies ist jedoch nicht ohne wei- m --- the mass of the defect (unbalanced mass) to increase the balance. However, this is not

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teres möglich. Bei den gewöhnlichen mechanischen tungen zur Beherrschung des Überschwingens entUhren wird die praktisch erreichbare Grenze durch fallen können. .·.. ,: ■■. den erhöhten Leistungsbedarf gesetzt. Die verfügbare Ein weiterer Nachteil der bekannten elektrischen Leistung kann in der Praxis nur durch Vergrößerung Uhren bestand darin, daß die konventionellen stoßder Antriebsfeder erreicht werden. Dies ist jedoch S und bruchsicheren Unruhlagerungen sich oft als unbei mechanischen Uhren entweder unmöglich oder zureichend erwiesen haben. Die beiden am meisten unerwünscht. Bei Uhren, in denen die Unruh elek- benutzten Konstruktionen waren flexible Unruhen trisch oder, elektronisch betätigt wird, stellt der und federbelastete Lager. Hiermit läßt sich zwar eine Reglerantrieb im wesentlichen eine Art Elektromotor gewisse Unempfindlichkeit gegen Stöße erreichen, ein dar. Es ist erwünscht, den Wirkungsgrad des in einer io stabiler Betrieb wird jedoch hierdurch in Frage gezeithaltenden Einrichtung verwendeten Motors durch stellt. Es wurde gefunden, daß bei einer im Vergleich Konstruktion einer Anordnung zu verbessern, die mit zu konventionellen Konstruktionen genügenden Verhöheren Geschwindigkeiten oder Drehzahlen arbeitet kleinerung des Verhältnisses der Masse der Unruh und damit einen Betrieb der Unruh mit höherer zum Quadrat des Wellendurchmessers praktisch das Frequenz ermöglicht. Die derzeitigen elektrischen 15 gleiche Maß an Stoßfestigkeit wie bisher erreicht· Armbanduhren mit Unruh arbeiten alle mit fünf werden kann. Schlägen pro Sekunde. In der Zeitschrift »The Horological Journal«,more possible. With the usual mechanical measures to control the overshoot, the practically achievable limit will be able to fall through. . · ..,: ■■. set the increased power requirement. Another disadvantage of the known electrical power can in practice only be achieved by enlarging watches consisted of the fact that the conventional thrusting drive spring. However, this is S and unbreakable balance bearings have often proven to be either impossible or sufficient in mechanical watches. The two most undesirable. In clocks in which the constructions used in the balance were flexible balance trically or electronically operated, the and provides spring-loaded bearings. In this way, a regulator drive essentially a kind of electric motor can be achieved, a certain insensitivity to shocks. It has been found that in a comparative construction of an arrangement that works with increased speeds or rotational speeds that are sufficient to conventional constructions, a reduction in the ratio of the mass of the balance and thus an operation of the balance with a higher than the square of the shaft diameter practically enables the frequency. The current electrical 15 achieves the same level of shock resistance as before · Wristwatches with a balance wheel can all be operated with five. Beats per second. In the magazine "The Horological Journal",

Bei höheren Betriebsfrequenzen treten außerdem Juni 1963, S. 191 bis 197, ist ein elektrisches Uhrmechanische Schwierigkeiten beim Weiterschalten werk beschrieben, dessen Unruh einen Durchmesser des Schaltrades auf. Der Impuls des Schaltrades so von 7,7 mm hat und mit 2,5 Hz bei einer Schwinnimmt proportional zur Frequenz zu, und es wird gungsweite zwischen I³Af und IVs Umdrehungen» schwierig, das Schaltrad nach dem Weiterschalten schwingt. Auch bei dieser Uhr ist eine mechaniscKe zu sperren. Ein weiteres Problem bestand darin, die - Überschwingsicherung notwendig, die bei einer Un-Schwingüngsamplitude von etwa I¹A Umdrehungen , ruhamplitude von I³U Umdrehungen wirksam wird, bei der erhöhten Frequenz aufrechtzuerhalten. Die 25 Auf die Nachteile einer solchen Emrtchtung, wie sie Dämpfung nimmt mit dem Quadrat der Geschwin- bei allen bekannten elektrischen Uhrwerken der vordigkeit zu, und man erreicht bald einen Punkt, bei liegenden Art mit einer Unruh erforderlich ist, wurde der die Eingangsleistung über vertretbare Werte an- bereits hingewiesen.At higher operating frequencies also occur June 1963, p. 191 to 197, an electrical clock mechanical difficulties in advancing work is described, the balance on a diameter of the ratchet wheel. The impulse of the ratchet wheel is 7.7 mm and with 2.5 Hz when it swims, it increases proportionally to the frequency, and it becomes difficult to move between I ³ Af and IVs revolutions, the ratchet wheel swings after switching on. A mechanical lock is also required on this watch. Another problem was to maintain the overshoot protection necessary, which ^{becomes effective at a non-oscillation amplitude of about I 1} A revolutions, rest amplitude of I ³ U revolutions, at the increased frequency. The disadvantages of such a device, as damping increases with the square of the speed, in all known electric clockworks the advance, and one soon reaches a point where the lying type with a balance wheel is required when the input power was beyond justifiable Values already indicated.

steigt. Es wurde aber festgestellt, daß bei der doppel- Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine ten Frequenz zwar die Anzahl der Impulse pro Se- 30 geiau arbeitende, elektromagnetisch angetriebene künde doppelt so groß ist, jedoch jeder Impuls nur Uhr geringen Energiebedarfes anzugeben, die möghalb solange andauert. Es ist außerdem aus der liehst störungsfest gegen Stöße und Unwuchteinflüsse Theorie der Elektromotoren bekannt, daß der Wir- auf die Unruh ist, ohne daß eine mechanische Überkungsgrad eines Motors von der Geschwindigkeit Schwingsicherung erforderlich ist. abhängt, mit der sich der Fluß in dem drehmoment- 35 Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß erzeugenden Luftspalt ändert. Bei einer Uhr der vor- die Unruh, die ein Trägheitsmoment zwischen 4,5 liegenden Art ist diese Änderungsgeschwindigkeit und 7 · IO-³ gem² aufweist, mit einer Schlagzahl von ungefähr doppelt so groß wie früher, wenn die Frer 9 bis 12 Schlägen je Sekunde arbeitet und daß das quenz verdoppelt wird. Zum Betrieb einer mecha- Trägheitsmoment des Schaltrades Vsoo bis V450 des nischen Uhr mit zehn Halbschwingungen pro Se- 40 Trägheitsmomentes der Unruh beträgt, künde wäre die doppelte Eingangsleistung wie bei Die Federkonstante der Spiralfeder der Unruh einer mit fünf Halbschwingungen pro Sekunde beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 7 dynem je arbeitenden ,mechanischen Uhr erforderlich. Winkeleinheit im Bogenmaß, während die elektrö-increases. It has been found, however, that with the double The object of the invention is to provide a th frequency, although the number of pulses per segment is twice as large, but each pulse only has a low energy requirement which lasts as long as possible. It is also known from the theory of electric motors that are resistant to shocks and unbalance influences, that the action is on the balance without a mechanical degree of rotation of a motor from the speed vibration protection is required. depends with which the flux in the torque 35 The invention solves this problem in that the generating air gap changes. In a watch forward the balance, which is a moment of inertia between 4.5 the type to this rate of change and 7 · IO ³ gem ² has, with a stroke rate of about twice as large as before, when the Frer 9 to 12 beats per Second works and that the quenz is doubled. To operate a mecha- moment of inertia of the indexing wheel Vsoo to V450 of the niche clock with ten half oscillations per se- 40 moment of inertia of the balance wheel, double the input power would be announced as with The spring constant of the spiral spring of the balance wheel with five half oscillations per second is preferably between 5 and 7 dynem per working mechanical clock required. Angular unit in radians, while the electrical

Ein weiteres Problem bei elektrisch angetriebenen magnetische Antriebseinrichtung vorzugsweise einen Uhren mit einer Unruh- und Spiralfederanordnung 45 Magnetkreis mit einer Zeitkonstante zwischen einer ist das sogenannte »Überschwingen«. Dieses Problem und 3 Millisekunden enthält. Der Durchmesser der tritt auf, wenn die Schwingungsamplitude der Unruh Unruh kann zwischen 6 und 8 mm betragen, eine Umdrehung oder 360° erreicht. Bei Uhren mit Ein Schutz für die Merkmale, die sich auf die' elektrisch angetriebenem Gangwerk wird durch die Bemessung der Unruh und des Schaltrades beziehen, Bewegung der Unruh ein Impuls ausgelöst, der 50 wird nur im Zusammenhang mit der Lösung der der Energie an die Unruh- und Spiralfederanordnung Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe beansprucht, abgibt. Wenn die Amplitude 360° erreicht, erhält ' Durch die vorliegende Erfindung wird ein elekdie Unruh zusätzliche und unerwünschte Impulse, trisch angetriebenes Uhrwerk angegeben, das mit die ausreichen können, die Unruh in einem Zustand vorzugsweise 5 Hz arbeitet und keine Überschwingüberflüssiger Bewegung zu halten. Bei konventio- 55 steuerung fordert. Wie erwähnt, ist das von dem unnellen Konstruktionen mit Schaltrad tritt dabei ein erwünschten Impuls bei der Überschreitung einer doppeltes Weiterschalten auf, und die Zeiger laufen Schwingungsamplitude von 360° zu überwindende doppelt so schnell wie sie sollen. Bei allen bisherigen Gegendrehmoment der Spiralfeder bei einer mit zehn elektrischen Uhren, die Werke mit einer Unruh ent- Halbschwingungen pro Sekunde arbeitenden Unruhhalten, sind daher irgendwelche Maßnahmen zur 60 anordnung viermal so groß als bei fünf Halbschwin-Verhütung dieses unerwünschten Effektes vorgesehen. gungen pro Sekunde. Bei der vorliegenden Konstruk-Die hierfür verwendeten Steuereinrichtungen erfor- tion wurde die Frequenz praktisch verdoppelt, wähdern jedoch eine besondere Einjustierung, sie ver- rend der Leistungsbedarf nur geringfügig ansteigt, so brauchen Energie und erhöhen die Kosten. Es hat daß die üblichen Uhrenbatterien verwendet werden sich nun unerwarteterweise gezeigt, daß bei höheren 65 können. Es treten also doppelt so viele Impulse wie Arbeitsfrequenzen und einer Verbesserung der Kon- bisher auf, wobei jeder Impuls nur etwa die Hälfte struktion des Zeitintegrationsmechanismus einer der bisherigen Energie liefert. Der Widerstand der elektrischen Uhr solche zusätzlichen Steuereinrich- Spiralfeder ist gleich oder etwas größer als die Ein-Another problem with electrically powered magnetic drive devices is preferably one Watches with a balance and spiral spring arrangement 45 magnetic circuit with a time constant between one is the so-called "overshoot". This problem includes 3 milliseconds. The diameter of the occurs when the oscillation amplitude of the balance wheel can be between 6 and 8 mm, reached one revolution or 360 °. For watches with a protection for the features that relate to the ' electrically driven movement is related to the dimensioning of the balance and the ratchet wheel, Movement of the balance wheel triggered an impulse which is only related to the resolution of the 50 Energy to the balance and spiral spring arrangement according to the invention claimed the task, gives away. When the amplitude reaches 360 °, the present invention provides an electrode Balance wheel indicated additional and undesirable impulses, trically driven clockwork, which with which can be sufficient, the balance wheel works in a state preferably 5 Hz and no overshoots Keep moving. With conventional control 55 calls. As mentioned, this is from the unnatural Constructions with a ratchet wheel generate a desired impulse when a value is exceeded double indexing to, and the pointers run oscillation amplitude of 360 ° to be overcome twice as fast as they should. With all previous counter-torque of the spiral spring at one with ten electric clocks, the movements with a balance wheel de- half oscillations per second working balance wheel, Therefore any measures for the 60 arrangement are four times as large as with five half-swine contraception this undesirable effect is provided. per second. With the present construct The control devices used for this purpose have practically doubled the frequency however, a special adjustment, which means that the power requirement only increases slightly, see above need energy and increase costs. It has the usual clock batteries are used it has now been shown, unexpectedly, that at higher 65 can. So there are twice as many impulses as Working frequencies and an improvement of the con- so far on, with each impulse only about half Construction of the time integration mechanism delivers one of the previous energy. The resistance of the electrical clock such additional control device- spiral spring is equal to or slightly larger than the input

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gangsenergie, um zu verhindern, daß sich ein Zustand die größer als die Schraubenschäfte sind. Der Blockinput energy to prevent a condition that is larger than the screw shafts. The block

übermäßiger Bewegung der Unruh einstellt. Die - 24 lagert ein Kernstück 28, dessen freies Ende alsexcessive movement of the balance wheel. The - 24 supports a core piece 28, the free end of which as

Unruhanordnung kann im Amplitudenbereich zwi- Statorblock 30 dient und am äußeren Ende eine PoI-Balance arrangement can be used in the amplitude range between stator block 30 and a pole at the outer end

schen IVa und \^lU Umdrehungen, in dem Unwucht- fläche bildet. Der Block 24, das Kernstück 28 undbetween IVa and \ ^l U revolutions in which the unbalanced surface forms. The block 24, the core piece 28 and

effekte am wenigstens wirksam werden, betrieben 5 der Statorblock 30 sind vorzugsweise einstückig ausEffects are at least effective, operated 5 the stator block 30 are preferably made in one piece

werden. einem magnetisierbaren Werkstoff niedriger Rema-will. a magnetizable material of low remainder

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines nenz hergestellt.The invention is prepared below on the basis of a nenz.

bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Auf das Kernstück 28 ist zwischen isolierendePreferred embodiment in conjunction with On the core piece 28 is between insulating

der Zeichnung näher erläutert. In den Figuren sind Endscheiben 34 eine Wicklung 32 gewickelt, die alsothe drawing explained in more detail. In the figures, end disks 34 are wound a winding 32, that is to say

gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet; io eine Magnetspule 33 bildet.the same parts are denoted by the same reference numerals; io forms a solenoid 33.

es zeigt An der Stirnfläche des Vorsprunges 21 ist durchit shows at the end face of the projection 21 is through

. F i g. 1 eine Draufsicht auf eine elektrische Uhr Schrauben 37 eine Unruhplatine 36 befestigt, die ein. F i g. 1 is a plan view of an electric watch screws 37 attached to a balance plate 36, which is a

mit dem bevorzugten Werk, Lager 38 für ein Ende der Welle 40 der Unruh 44with the preferred movement, bearing 38 for one end of the shaft 40 of the balance wheel 44

F i g. 2 eine Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der trägt. Am anderen Ende ist die Unruhwelle 40 durchF i g. 2 is a sectional view in a plane 2-2 of the bearing. At the other end, the balance shaft 40 is through

• Fig. 1, 15 ein Lager 42 in der Platine 12 gelagert. Die Unruh• Fig. 1, 15 a bearing 42 mounted in the board 12. The balance

F i g. 3 eine längs einer Ebene 3-3 der F i g. 1 44 muß sehr leicht sein, damit die gewünschte Fre-F i g. 3 a along a plane 3-3 of FIG. 1 44 must be very light so that the desired fre-

gesehene Schnittansicht eines Teiles des Werkes, die quenz in dem kleinen und beschränkten Raum er-seen sectional view of part of the work, the quenz in the small and limited space

insbesondere die Gangwerkanordnung mit Unruh reicht-werden kann. Die Unruh enthält einen Weich-in particular the movement arrangement with balance wheel can be sufficient. The balance contains a soft

und Spiralfeder und deren funktionelle Beziehung eisenring 46, der an der Unruhwelle 40 über einenand coil spring and its functional relationship iron ring 46, which is attached to the balance shaft 40 via a

zu einer Kontaktanordnung eines elektromagne- 20 Ring 48 verbunden ist, welcher mittels Speichen anis connected to a contact arrangement of an electromagnetic 20 ring 48, which by means of spokes

tischen Antriebes zeigt, der Unruhwelle befestigt ist. An dem Weicheisenringtable drive shows that the balance shaft is attached. On the soft iron ring

Fig. 4 eine längs einer Ebene 4-4 der Fig. 1 46 ist eine hochstehende Nase 50 gebildet, die durch ~Fig. 4 a along a plane 4-4 of Fig. 1 46 is an upstanding nose 50 is formed, which by ~

gesehene Schnittansicht eines Teiles des Uhrwerkes, den Statorblock oder Pol 30 der Magnetspule 33 an-seen sectional view of part of the clockwork, the stator block or pole 30 of the magnetic coil 33 to-

die insbesondere den Einstellzapfen und einen Teil " gezogen werden kann. Der Ring 46 ist vorzugsweisewhich in particular the adjustment spigot and part "can be pulled. The ring 46 is preferred

der nach Wunsch durch diese betätigbare Antriebs- 25 auf einer Berylliumbronzebasis gebildet, um zu ge-formed as desired by this actuatable drive 25 on a beryllium bronze base in order to

gruppe zeigt, , währleisten, daß die Nase aufrecht stehen bleibt. Dergroup shows, ensure that the nose remains upright. the

F i g. 5 eine Querschnittsansicht in einer Ebene 5-5 Ring 48, der ebenfalls aus Berrylliumbronze bestehenF i g. 5 is a cross-sectional view in a plane 5-5 ring 48, which also consist of berryllium bronze

der Fig. 1, die insbesondere das Gangwerk mit kann, dient zur Verstärkung des Unruhringes 46. Dieof Fig. 1, which can in particular with the movement, serves to reinforce the balance ring 46. The

Unruh und Spiralfeder, das Schaltrad und die An- Anziehung der Nase durch den Pol 30 dreht dieThe balance wheel and spiral spring, the ratchet wheel and the attraction of the nose by the pole 30 turns the

triebsgruppe zeigt, ■ _ ■ 3° Unruh in F i g. 1 gesehen in GegenuhrzeigerrichtungDrive group shows ■ _ ■ 3 ° balance in F i g. 1 seen in the counterclockwise direction

'"Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht der Unruh um die Unruhachse. Bei der Drehung der Unruh-6 shows an enlarged sectional view of the balance about the balance axis.

und Unruhfeder, und Spiralfederanordnung 41 in Gegenuhrzeiger-and balance spring, and spiral spring arrangement 41 in counterclockwise

F i g. 7 eine schematische Darstellung, die zeigt, richtung wird die Unruhfeder 52, deren eines EndeF i g. 7 is a schematic illustration showing the direction of the balance spring 52, one end of which

wie die Unruh und ein Polstück einer Spule des über einen Kragen 54 mit der Unruhwelle 40 undlike the balance wheel and a pole piece of a coil of the via a collar 54 with the balance shaft 40 and

elektromagnetischen Antriebs zusammenwirken; 35 deren anderes Ende an einem Pfeiler 56 der Unruh-electromagnetic drive cooperate; 35 the other end of which on a pillar 56 of the balance

außerdem sind aus dieser Figur die speziellen Winkel- platine 36 befestigt ist, gespannt und speichert dem-In addition, from this figure the special angle plate 36 is attached, tensioned and therefore stores

verhältnisse bezüglich der Drehachse der Unruh entsprechend Energie. Diese Energie dreht die Unruhrelationships with respect to the axis of rotation of the balance wheel according to energy. This energy turns the balance

zwischen einer radialen Linie, die durch die Vorder- später in der entgegengesetzten Richtung, also inbetween a radial line running through the anterior later in the opposite direction, i.e. in

kante einer Nase einer Betätigungsanordnung auf der F i g. 1 in Uhrzeigerrichtung. Ein üblicher Rückeredge of a nose of an actuator assembly in FIG. 1 clockwise. A common Rücker

Unruh geht, der Nase an der Unruh, des Unruh- 40 57 ist vorgesehen. ■ .The balance works, the nose on the balance, the balance 40 57 is provided. ■.

federpfeilers und dem Polstück zu ersehen, Auf der Unruhwelle 40 ist unterhalb des Rades 48spring pillar and the pole piece can be seen, on the balance shaft 40 is below the wheel 48

F i g. 8 eine Ansicht des Schaltrades von unten, ein Kragen 58 befestigt, der eine radial vorspringendeF i g. 8 is a view of the ratchet wheel from below, a collar 58 attached, the one radially projecting

die zeigt, wie ein Ansatz an der Unruh und ein Zahn Fahne 60 zur Betätigung einer elektrischen Kontakt-which shows how an approach to the balance and a tooth flag 60 for actuating an electrical contact

des Schaltrades zusammenwirken. anordnung im elektromagnetischen Antrieb 16 auf-of the ratchet interact. arrangement in the electromagnetic drive 16

Zur Vereinfachung der Zeichnung und Erläuterung 45 weist, um in der Magnetspule 33 Impulse zum Ansind bestimmte Anordnungen und. Teile, die bei trieb der Unruh- und Spiralenanordnung 14 zu erUhren dieses Typs allgemein üblich sind, weggelassen zeugen. _% To simplify the drawing and explanation, 45 has certain arrangements and. Parts which are common in driving the balance and scroll assembly 14 to be seen of this type are omitted. _%

worden, z.B. Einzelheiten der Platinen, Antriebe Die Fahne 60 kann aus Saphir oder einem ahn-,e.g. details of the circuit boards, drives The flag 60 can be made of sapphire or an ahn-,

und Lagersteine. liehen abriebfesten Werkstoff bestehen. Der Kragenand jewels. borrowed abrasion-resistant material. The collar

Wie Fig. 1 zeigt, ist das Uhrwerk 10 in üblicher 5° 58 trägt außerdem eine Betätigungsanordnung in Weise in einem Gehäuse 11 einer elektrisch ange- Form eines axial vorspringenden Edelsteinstiftes 62 triebenen Uhr 9 untergebracht. Das Werk 10 enthält zur Bewegung des leistungsaufnehmenden Schalteine Platine 12, auf der eine Unruh- und Spiralfeder- rades 18, wie noch beschrieben wird,
anordnung 14, eine elektromagnetische Antriebsan- Am Gestell 12 liegt wie üblich ein Zifferblatt 59 Ordnung 16 zum Antrieb der Unruh, ein bei der 55 an, dessen in der Zeichnung untere Seite mit einer Unruh angeordnetes und durch diese schrittweise üblichen Beschriftung versehen ist.
weitergeschaltetes Schaltrad und eine mit dem Schalt- Der elektromagnetische Antrieb 16 wird durch rad gekuppelte und durch dieses angetriebene An- eine Batterie 64 (Fig. 1) gespeist, deren eine Seite triebsgruppe für die bei einer üblichen Armbanduhr mit dem Gestell 12, also Masse, und deren andere vorhandenen Sekunden-, Minuten- und Stundenzeiger 60 Seite mit einem elektrisch leitenden Klemmenteil 66 montiert sind. Die Uhr kann, soweit hier nicht näher verbunden sind. Das Klemmenteil 66 ist seinerseits dargestellt ist, in üblicher Weise ausgebildet sein mittels einer Schraube 69 an einem Klemmenpfeiler (siehe z. B. die USA.-Patentschrift 2 865 163). 68 befestigt. Der Klemmenpfeiler 68 ist isoliert anAs FIG. 1 shows, the clockwork 10 is in the usual 5 ° 58 also carries an actuating arrangement in a housing 11 of an electrically driven clock 9 which is driven by an axially protruding gemstone pin 62. The movement 10 contains a plate 12 for moving the power-consuming circuit board, on which a balance wheel and spiral spring wheel 18, as will be described below,
arrangement 14, an electromagnetic drive system. As usual, there is a dial 59 on the frame 12 to drive the balance wheel, one at 55, the lower side of which is arranged with a balance wheel in the drawing and provided with the usual lettering.
The electromagnetic drive 16 is coupled to a battery 64 (Fig. 1), one side of which is a drive group for a conventional wristwatch with the frame 12, i.e. ground and the other existing second, minute and hour hand 60 side are mounted with an electrically conductive terminal part 66. The clock can, as far as not closely related here. The clamp member 66, in turn, is shown to be formed in a conventional manner by means of a screw 69 on a clamp post (see e.g. U.S. Patent 2,865,163). 68 attached. The terminal post 68 is isolated on

Die Platine 12 (Fig. 1 und 2) kann aus einem der Grundplatine des Gestells 12 gehaltert und überThe circuit board 12 (Fig. 1 and 2) can be held from one of the base plate of the frame 12 and over

magnetisierbaren Werkstoff niedriger Remanenz be- 65 einen isolierten Leitungsdraht 70 mit einem Anschlußmagnetizable material of low remanence is 65 an insulated lead wire 70 with a connection

stehen und umfaßt nach oben stehende Teile 21, 22. 72 verbunden, der durch ein Ende des Drahtes derstand and comprises upstanding parts 21, 22. 72 connected by one end of the wire of the

Am Teil 22 ist ein Montagcblock 24 durch Schrau- Wicklung 32 der Magnetspule 33 gebildet wird. DasA mounting block 24 is formed on part 22 by helical winding 32 of magnetic coil 33. The

bcn 26 befestigt, die durch Löcher im Block reichen, andere Ende 74 des die Wicklung 32 bildendenbcn 26, which extend through holes in the block, other end 74 of the winding 32 forming

Drahtes ist mit einem Leitungsdraht 75 verbunden, der an einer Klemme 76 befestigt ist. Die Klemme 76 ist mittels einer Schraube 78 an einer Halterung 77 befestigt. Die Halterung 77 ist ihrerseits mittels einer Schraube 80 an einem Block 79 befestigt, der über eine Isolierscheibe 81 um Gestell 12 getragen wird. Von der Halterung 77 erstreckt sich in Richtung auf die Unruh- und Spiralfederanordnung eine elektrische Kontaktanordnung in Form eines Kontaktdrahtes 82. Der Kontaktdraht 82, dessen Durchmesser in der Größenordnung von 25 um liegen kann, wird periodisch durch die Fahne 60 der Unruh 44 erfaßt und in Berührung mit einem Gegenkontakt gebracht, der durch eine messerartige Kante 84 eines plattenartigen Bauteils 83 gebildet wird, welches mittels einer Schraube elektrisch mit dem Gestell 12 verbunden ist, um einen geschlossenen elektrischen Stromkreis für die Magnetspule 33 zu bilden. Die Schraube 85 erlaubt eine Einjustierung des Bauteiles 83 und damit der Lage der Kante 84 bezüglich des Kontaktdrahtes 82. Hierdurch kann die Dauer des entstehenden elektrischen Impulses und damit der ) Energieinhalt des auf die Regleranordnung einwirkenden magnetischen Impulses eingestellt werden. Der Wicklung 32 der Magnetspule 33 ist eine Diode 86 parallel geschaltet. Diese Diode überbrückt die Wicklung 32, wenn der Strom in einer Richtung fließt, der derjenigen entgegengesetzt ist, die zur Erzeugung eines Antriebsimpulses für die Unruh erforderlich ist. Die Diode 86 verlängert die Lebensdauer der Kontakte, da die Bildung von Funken beim Abheben des Kontaktdrahtes 82 von der Kante 84 verringert wird.The wire is connected to a lead wire 75 which is attached to a clamp 76. The clamp 76 is fastened to a bracket 77 by means of a screw 78. The holder 77 is in turn by means of a Screw 80 attached to a block 79 which is carried around frame 12 via an insulating washer 81. An electrical one extends from the holder 77 in the direction of the balance and spiral spring arrangement Contact arrangement in the form of a contact wire 82. The contact wire 82, its diameter may be of the order of 25 µm, the vane 60 periodically turns the balance 44 detected and brought into contact with a mating contact, the by a knife-like edge 84 of a plate-like component 83 is formed, which is electrically connected to the frame 12 by means of a screw is connected to form a closed electrical circuit for the solenoid 33. the Screw 85 allows adjustment of the component 83 and thus the position of the edge 84 with respect to the Contact wire 82. This can reduce the duration of the electrical impulse and thus the ) Energy content of the magnetic pulse acting on the controller arrangement can be adjusted. A diode 86 is connected in parallel to the winding 32 of the solenoid 33. This diode bridges winding 32 when the current is flowing in a direction opposite to that used to generate it a drive pulse for the balance is required. The diode 86 extends the service life of the contacts, since sparks are formed when the contact wire 82 is lifted off the edge 84 is decreased.

Wenn also der Kontaktdraht 82 von der den ruhenden Gegenkontakt bildenden Kante 84 entfernt ist, fließt also praktisch kein Strom aus der Batterie durch die elektrische Anordnung.So when the contact wire 82 is removed from the edge 84 forming the stationary mating contact is, so practically no current flows from the battery through the electrical arrangement.

Wenn die Kontaktfahne 60 in Gegenuhrzeigerrichtung (F i g. 1) schwingt und am Kontaktdraht 82 angreift und diesen Berührung mit dem Ende des Gegenkohtaktes 84 bringt, wird ein Stromkreis von der Batterie 64 über das Klemmenteil 66, den Klemmenpfeiler 68, den Leitungsdraht 70, den Anschluß 72, die Wicklung 32, den Anschluß 74, den Draht 75, die Klemme 76, den Block 77, den Kontaktdraht 82 und die messerartige Kante 84 zu dem als Masse wirkenden Gestell 12 geschlossen, das die Rückleitung zu dem mit Masse verbundenen Pol der Batterie 64 bildet. Dieser Strom fließt in derselben Richtung wie der, der an der Diode 86 ein statisches Potential erzeugt, und die Diode führt daher nicht mehr Strom als vorher.When the contact tab 60 swings counterclockwise (FIG. 1) and on the contact wire 82 attacks and brings this contact with the end of the Gegenkohtaktes 84, a circuit of the battery 64 via the terminal part 66, the terminal post 68, the lead wire 70, the connection 72, the winding 32, the terminal 74, the wire 75, the terminal 76, the block 77, the contact wire 82 and the knife-like edge 84 closed to the frame 12 acting as a mass, which the return line to the pole of the battery 64 connected to ground. This current flows in the same direction like the one that creates a static potential at diode 86, and the diode therefore no longer carries current as previously.

Wenn die Magnetspule 33 erregt ist, wird die eine Verlängerung des Weicheisenstückes 46 bildende Nase 50 durch den Pol 30 angezogen. Der von der Magnetspule erzeugte magnetische Fluß fließt durch die Nase 50, den Ring 46 und ein Bauteil 87 zurück zu dem den Pol 30 entgegengesetzten Ende der Magnetspule. Der Rückweg für den Fluß ist nicht vollständig dargestellt, in F i g. 2 sind nur die Enden des Bauteiles 87, das aus einem magnetisch weichen Material besteht, zu sehen. Durch diese Vorgänge entsteht also ein Impuls, der die Unruh 44 antreibt. Der elektrische Stromkreis ist nur wenige Millisekunden "geschlossen, und die Fahne 60 gibt dann bei ihrer Drehung in Gegenuhrzeigerrichtung das Ende des Kontaktdrahtes 82 frei, so daß der Stromkreis dann wieder zwischen dom Kontaktdraht 32 und der den Gegenkontakt bildenden Kante 84 unterbrochen ist. Prellen und übermäßige Bewegungen des Drahtes 82 werden durch einen Edelstein-Ablenkstift 92 weitgehend vermieden. Im Augenblick der Öffnung der Kontakte ist die magnetische Energie in der Wicklung der Magnetspule 33 am größten, und infolge der Selbstinduktion neigt der Strom dazu, in der gleichen Richtung weiterzufließen wie der er-' wähnte Impulsstrom, also vom Anschluß 72 zum ίο Anschluß 74. Hierdurch würde normalerweise im Augenblick der Kontakttrennung zwischen dem Kontaktdraht 82 und dem Gegenkontakt 84 ein Funken entstehen, bei der vorliegenden Anordnung kann jedoch der durch das zusammenbrechende Magnetfeld erzeugte Strom durch die Diode 86 fließen, so daß die Spule praktisch kurzgeschlossen ist und die induzierte Spannung rasch abklingt.When the solenoid 33 is energized, an extension of the piece of soft iron 46 is formed Nose 50 attracted by pole 30. The magnetic flux generated by the magnetic coil flows through it the nose 50, the ring 46 and a component 87 back to the end of the magnet coil opposite the pole 30. The return path for the river is not fully shown in FIG. 2 are just the ends of the Component 87, which consists of a magnetically soft material, can be seen. Through these operations an impulse is created that drives the balance wheel 44. The electrical circuit is only a few milliseconds "is closed, and the flag 60 then gives the when it is rotated counterclockwise End of the contact wire 82 free, so that the circuit is then again between the dome contact wire 32 and the edge 84 forming the mating contact is interrupted. Bouncing and excessive movements of wire 82 are largely avoided by a gem deflector pin 92. At the moment the opening of the contacts is the magnetic energy largest in the winding of the solenoid 33, and due to the self-induction the current tends to to continue to flow in the same direction as the pulse current mentioned, that is, from the connection 72 to the ίο Connection 74. This would normally occur at the moment of contact separation between the Contact wire 82 and the mating contact 84 a spark can arise in the present arrangement however, the current generated by the collapsing magnetic field will flow through the diode 86 so that the coil is practically short-circuited and the induced voltage decays quickly.

In Fig.l und 5 ist genauer dargestellt, wie die Unruh- und Spiralfederanordnung 14, das Schaltrad 18 und die Antriebsgruppe zusammenwirken.In Fig.l and 5 it is shown in more detail how the The balance and spiral spring arrangement 14, the ratchet wheel 18 and the drive group cooperate.

Die Unruh schwingt in der üblichen Weise uad^;* erhält während jedes Schwingungszyklus einen ma- - gnetischen Impuls. Der Kragen 58 führt den Edelsteinstift 62 längs eines Weges, der^die Zahnspitzen des Schaltrades 18 schneidet. "" „■' The balance swings uad in the usual way ^; * receives a magnetic impulse during each oscillation cycle. The collar 58 guides the gemstone pin 62 along a path which intersects the tooth tips of the ratchet wheel 18. """■'

In F i g. 1 sind die Teile in der neutralen Lage oder Achse dargestellt, d. h. in der Lage beim Beginn der Rückwärtsbewegung des Schaltrades 18. In der Praxis bewegt sich der Stift 62 im Betrieb bei der in Gegenuhrzeigerrichtung verlaufenden Halbschwingung über einen Punkt bei einem Zahn 18 a. Die Unruh bewegt sich dann in Uhrzeigerrichtung. Bei Beginn der Fortschaltbewegung gelangt der Edelsteinstift 62 zum Zahn 18 a des Schaltrades und bewirkt eine Relativbewegung des Schaltrades 18 in Gegenuhrzeigerrichtung. . Der Stift 62 verläßt bei seiner kreisförmigen Bewegung dann die Spitze des Schaltradzahnes 18 a; und die Unruh setzt ihre Schwingung in Uhrzeigerrichtung fort, ohne weiter auLdas Schaltrad einzuwirken.In Fig. 1 the parts are shown in the neutral position or axis, i.e. H. able at the beginning the backward movement of the ratchet 18. In practice, the pin 62 moves in operation at the position shown in FIG Counterclockwise half-oscillation over a point at a tooth 18 a. the The balance wheel then moves clockwise. At the beginning of the advancing movement, the gemstone pin arrives 62 to tooth 18 a of the ratchet wheel and causes a relative movement of the ratchet wheel 18 in Counterclockwise. . The pin 62 then leaves the tip of the circular movement Ratchet tooth 18 a; and the balance continues to oscillate clockwise without going any further also act on the ratchet wheel.

F i g. 7 zeigt die speziellen Beziehungen zwischen den Edelstein-Betätigungsgliedern 60, 62, die. am Kragen 58 befestigt sind und sich mit der Unruh 44 drehen, der Unruhnase 50, des Polstückes 30 der Magnetspule 33 und des _ Spiralfederpfeiles 56 bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Winkel zwischen der Mittellinie w der Nase 50» und einer Linie x, die von der Drehachse der Unruh durch die vordere Spitze oder Kante der Nase 50 verläuft, beträgt 7°45'. Der Winkel zwischen der Linie * und der Linie y, die die Drehachse der Unruh mit der vorderen Spitze oder Kante des Polstückes 30 verbindet, beträgt 9° 15'. Die Vorderkante der Edelsteinfahne 60 liegt in einer durch die Drehachse gehenden Geraden z, die mit der Geraden * einen Winkel von 15' bildet. Die Verbindungsgerade u der Drehachse mit der Mitte des Schaltstiftes 62 bildet mit der Geraden ζ einen Winkel von 45°. Die von der Drehachse durch die Mitte des Spiralfederpfeilers So 56 gehende Gerade ν bildet mit der Geraden .r einen Winkel von 14°.F i g. FIG. 7 shows the specific relationships between gemstone actuators 60, 62, FIGS. are attached to the collar 58 and rotate with the balance wheel 44, the balance nose 50, the pole piece 30 of the magnet coil 33 and the spiral spring arrow 56 in a preferred embodiment of the invention. The angle between the center line w of the nose 50 'and a line x which runs from the axis of rotation of the balance through the front tip or edge of the nose 50 is 7 ° 45'. The angle between the line * and the line y, which connects the axis of rotation of the balance wheel with the front tip or edge of the pole piece 30, is 9 ° 15 '. The leading edge of the gemstone flag 60 lies in a straight line z passing through the axis of rotation and which forms an angle of 15 'with the straight line *. The straight line u connecting the axis of rotation with the center of the switching pin 62 forms an angle of 45 ° with the straight line ζ. The straight line ν going from the axis of rotation through the center of the spiral spring pillar So 56 forms an angle of 14 ° with the straight line .r.

Die von unten gesehene Ansicht in F i g. 8 zeigt das Zusammenwirken zwischen dem Antriebs- oder Schaltstift 62, der am Kragen 58 der Unruhwelle 40 befestigt ist, und den Zähnen des Schal trades 18. Der Winkel, in dem der Stift 62 mit einem Zahn 18« des Schaltrndes im Eingriff ist, ist mit I bezeichnet. Der Winkel λ zwischen den Radien von der Dreh-The view seen from below in FIG. 8 shows the interaction between the drive or Shift pin 62, which is attached to the collar 58 of the balance shaft 40, and the teeth of the scarf trades 18. The angle at which the pin 62 engages with a tooth 18 ″ of the switching rim is denoted by I. The angle λ between the radii of the rotational

9 109 10

achse der Unruh zu den Spitzen benachbarter Zähne steht. Auf einem Lagerzapfen 130 ist ein Rad 132 des Schaltrades ist der Antriebswinkel und entspricht gelagert, das das Minutenrad 128 mit dem Stundengenau dem Kreisbogen, den der Schaltstift 62 durch- rad 116 koppelt. Wenn also das Ende des Einstelllaufen muß, um von einem Zahn, beispielsweise dem Zapfens 120 in F i g. 4 nach oben gezogen wird und Zahn 186, freizukommen und einen anzutreibenden 5 die Räder 122, 124 ineinander eingreifen, können Zahn 18 a zu erreichen. Der mit β bezeichnete Winkel das Minuten- und Stundenrad durch entsprechende ist der Überlaufwinkel. Der ,Winkel.I ist also die Drehung des Zapfens 120 verstellt werden. Summe der Winkel« und ß. Der Einstellzapfen 120 ist mit zwei Ringnuten 134, The axis of the balance wheel is to the tips of neighboring teeth. A wheel 132 of the indexing wheel is mounted on a bearing journal 130 and corresponds to the drive angle that the minute wheel 128 couples with the exact hour to the arc through which the indexing pin 62 couples wheel 116. So if the end of the adjustment run has to be driven by a tooth, for example the pin 120 in FIG. Is pulled upwardly 4 and tooth 186 to get free, and a 5 to be driven, the wheels 122, 124 engage one another can 18 to achieve a tooth. The angle marked with β the minute and hour wheel by corresponding is the overflow angle. The, Winkel.I is the rotation of the pin 120 can be adjusted. Sum of the angles «and ß. The adjusting pin 120 is provided with two ring grooves 134,

Die Zähne des Schaltrades 18 sind asymmetrisch 135 versehen, in die ein elastischer Ring oder eine geformt und umfassen zwei sich schneidende Flächen, io Feder 136 eingreifen können, die an der Platine 12 die eine relativ lange Überlauffläche 88 und eine beispielsweise durch eine Schraube 137 befestigt ist. relativ kurze Antriebsfläche 89 umfassen. Das Schalt- Wenn der Einstellzapfen nach innen gedruckt wird, rad wird in der eingestellten Lage durch einen Per- greift der Ring 136 in die Ringnut 134 ein und hält manentmagneten 90 (Fig. 1) gehalten, der einen ent- die Räder 122,124 außer Eingriff. Wenn der Einstellsprechenden Zahn des Schaltrades anzieht. 15 zapfen 120 dagegen nach oben gezogen ist, greift derThe teeth of the ratchet wheel 18 are asymmetrically 135 provided, in which an elastic ring or shaped and comprise two intersecting surfaces, io spring 136 can engage, which is fastened to the plate 12, the one relatively long overflow surface 88 and one for example by a screw 137 is. comprise relatively short drive surface 89. When the adjusting pin is pressed inwards, the switching wheel is held in the set position by a ring 136 engaging the annular groove 134 and holding one of the wheels 122, 124 out of engagement . When the adjuster tightens the corresponding tooth of the ratchet wheel. 15 pin 120, on the other hand, is pulled upwards, the

Im Betrieb treibt der Stift 62 den Zahn 186 in Ring 136 in die Ringnut 135 ein und hält die RäderIn operation, the pin 62 drives the tooth 186 in ring 136 into the annular groove 135 and holds the wheels

Gegenuhrzeigerrichtung (in F i g. 8 gesehen) an, 122,124 im Eingriff. Counterclockwise (viewed in Fig . 8) on, 122,124 in engagement.

wenn die Unruhe 44 und der an ihr befestigte Stift Bei einer nach kommerziellen Gesichtspunktenif the unrest 44 and the pin attached to it are on a commercial basis

62 in Uhrzeigerrichtung schwingen. Der Stift 62 läuft annehmbaren, elektrisch angetriebenen Uhr kleiner Swing 62 clockwise. The pen 62 runs smaller than acceptable, electrically powered watches

über den Zahn 186 hinaus. Durch die auf einen be- ao Größe, beispielsweise einer Armbanduhr, soll dasbeyond tooth 186 . By being ao size, for example a wristwatch, that should be

nachbarten Zahn einwirkende Anziehung des Ma- Werk im allgemeinen nicht größer als etwa 25-mm"-"Adjacent tooth acting attraction of the Ma- Werk generally not greater than about 25 mm "-"

gneten 90 (Fig. 1) dreht sich das Schaltrad 18 bis sein. In der Uhrenindustrie wird als die.Größe einesgneten 90 (Fig. 1) turns the ratchet 18 to be. In the watch industry it is considered the size of one

in seine neue Stellung weiter. Wenn der Stift 92 zu- - Werkes der kürzeste Abstand längs eines Durchmes-in his new position. When the pin 92 works the shortest distance along a diameter

rückschwingt, schlägt er am nächsten Zahn 18a an sers durch die Zeigerächse bezeichnet. Weiterhin istswings back, it strikes on the next tooth 18a denoted by the pointer axis. Furthermore is

und dreht das Schaltrad 18 etwas rückwärts. Das 25 es wünschenswert, die Stabilität des Gangr,eglers desand rotates the ratchet 18 backwards a little. That 25 it is desirable to increase the stability of the gangr, eglers des

Schaltrad wird jedoch durch den Magneten 90 in Werkes einer solchen Uhr zu verbessern und denHowever, the ratchet wheel will improve the work of such a clock by the magnet 90 and the

seiner weitergeschalteten Lage gehalten. Der Stift 62 Einfluß von Unwuchteffekten dadurch minimal zuheld in its advanced position. The pin 62 influence of unbalance effects thereby minimally

läuft dann am Zahn 18 a vorbei zu einem Punkt, an halten, daß die Frequenz auf etwa zehn Halbschwin-then runs past tooth 18 a to a point, hold on, that the frequency to about ten half-wave

dem der nächste Antriebsschritt beginnt. Das Schalt- gungen pro Sekunde oder etwa das doppelte der Fre-which the next drive step begins. The switching per second or about twice the frequency

rad wird also durch den an der Welle 40 der Unruh 30 quenz der bekannten, elektrisch angetriebenen Arm-wheel is so by the on the shaft 40 of the balance 30 frequency of the known, electrically driven arm

44 angebrachten Stift 62 schrittweise gedreht. banduhren mit Unruh und Spiralfeder als Gangregler 44 attached pin 62 rotated step by step. band watches with balance wheel and spiral spring as speed regulator

Die bei dem beschriebenen Werk verwendete erhöht wird.The one used in the work described is increased.

Antriebsgruppe 20 ist am deutlichsten in Fig. 5 zu Der Durchmesser der Unruh hat sich als sehr erkennen. Die Antriebsgruppe 20 kann in konven- wichtiger Parameter erwiesen. Wenn Größe und tioneller Weise aufgebaut sein und wird daher nur 35 Raumbedarf eine maßgebliche Rolle spielen, wie es kurz beschrieben. Das Schaltrad 18 sitzt auf einer hier der Fall ist, muß die Unruh eine solche Masse Welle 100, die zwischen einer Schaltradplatine 96 haben, daß sich ein annehmbares Verhältnis zwischen und der Grundplatine 12 wie üblich in Edelstein- den Trägheitsmomenten der Unruh und des Hemlagern gelagert ist und ein Antriebsrad 101 trägt, das mungsrades ergibt. Die Abmessungen müssen außerdie Antriebsgruppe 20 treibt. Zur Fixierung des 40 dem einen vernünftigen linearen Abstand zwischen Bauteiles 87 und der Schaltradplatine 96 an der der Nase 50 der Unruh 44 und dem Polschuh 30 beim Grundplatine 12 dient ein Stift 97. Die Antriebs- Anlegen des Stromes an die Spule 33 zulassen, dieser gruppe ist zwischen der Grundplatine 12 und einer lineare Abstand ist eine Funktion der für die Spule an dieser beispielsweise durch Schrauben 99 befestig- erforderlichen Vorhaltezeit. Der elektromagnetische ten Brücke 103 gelagert. Die Grundplatine 12 und die 45 Antrieb setzt der verwendbaren Kontaktdauer Gren-Brücke 103 enthalten Lager für eine Welle 104, die zen. Wenn sich die Nase dem Pol 30 nähert, muß der am unteren Ende ein in das Antriebsrad 101 eingrei- Strom so rechtzeitig eingeschaltet werden, daß der, fendes Rad 102 und am oberen Ende ein Rad 105 Fluß in der Spule 32 sich seinem Maximalwert näträgt. Das Rad 105 treibt ein Sekundenrad 106. Ein hern kann, wenn der Rand der Nase in die Nähe des mit dem Sekundenrad 106 verbundenes Rad 108 50 Randes des Poles gelangt. Die Vorhaltezeit für das treibt ein Rad 110 an, das mit einem Rad 111 ver- Schließen des Kontaktes ist etwas größer als die Zeitbunden ist. Das Rad 111 greift in ein Minutenrad 112 konstante der Spule, die durch das Verhältnis der ein, das auf einer hohlen Minutenwelle 114 sitzt. Die Spuleninduktivität bei dem Pol 30 direkt gegenüberhohle Minutenwelle trägt außerdem ein Stundenrad stehender Nase 50, zum Spulenwiderstand definiert 116, das durch einen nicht dargestellten Trieb vom 55 ist. Es wurde gefunden, daß sich optimale Ergebnisse Minutenrad angetrieben wird. Die Übersetzungsver- bei einer Spulenzeitkonstante zwischen etwa einer hältnisse der Antriebsgruppe sind so gewählt, daß und 3 Millisekunden und einem Volumen in der die Zeiger in der gewohnten Weise umlaufen. Größenordnung von 30 bis 50 mm^s ergeben.Drive group 20 can be seen most clearly in FIG. 5. The diameter of the balance wheel has been found to be very good. The drive group 20 can be proven in convenient parameters. When built up in size and manner, space requirements will only play a significant role, as briefly described. The ratchet wheel 18 sits on one here, the balance must have such a mass shaft 100, which is between a ratchet plate 96, that an acceptable relationship between and the base plate 12 is stored as usual in precious stones - the moments of inertia of the balance and the Hemlager is and carries a drive wheel 101 , the formation wheel results. The dimensions must except the drive group 20 drives. To fix the 40 a reasonable linear distance between component 87 and the ratchet plate 96 on the nose 50 of the balance 44 and the pole piece 30 on the base plate 12 is a pin 97. The drive application of the current to the coil 33 allow this group is between the base plate 12 and a linear distance is a function of the lead time required for the coil to be fastened to it, for example by screws 99. The electromagnetic bridge 103 is supported. The base plate 12 and the 45 drive sets the usable contact duration Gren bridge 103 contain bearings for a shaft 104, the zen. When the nose approaches the pole 30 , the current flowing into the drive wheel 101 at the lower end must be switched on in good time so that the fendes wheel 102 and at the upper end a wheel 105 flux in the coil 32 approaches its maximum value. The wheel 105 drives a second wheel 106. One can hern if the edge of the nose comes into the vicinity of the wheel 108 50 edge of the pole, which is connected to the second wheel 106. The lead time for the drives a wheel 110 , which is connected to a wheel 111. Closing the contact is somewhat greater than the time limits. The wheel 111 meshes with a minute wheel 112 constant of the coil, which by the ratio of which sits on a hollow minute shaft 114. The coil inductance at the pole 30 directly opposite the hollow minute shaft also carries an hour wheel standing nose 50, defined 116 for the coil resistance, which is from 55 by a drive (not shown). It has been found that the minute wheel is driven for optimal results. The translation ratio for a coil time constant between approximately one ratio of the drive group is chosen so that 3 milliseconds and a volume in which the pointers rotate in the usual way. Of the order of 30 to 50 mm ^s .

Fig.4 zeigt den Mechanismus zur Einstellung des Bei der vorliegenden Konstruktion wird der mini-Fig. 4 shows the mechanism for adjusting the

Werkes von Hand. Der Einstellzapfen 120 reicht 60 mal mögliche Durchmesser der Unruh durch dasWork by hand. The adjustment pin 120 extends 60 times the possible diameter of the balance through the

durch eine ÖiFnung in der Grundplatine 12 und läßt Trägheitsmoment des Schaltrades begrenzt. Schalt-through an opening in the base plate 12 and allows the moment of inertia of the ratchet wheel to be limited. Switching

sich in F i g. 4 gesehen nach oben bewegen, so daß räder mit einem Trägheitsmoment, das kleiner alsin Fig. 4 seen move upwards so that wheels with a moment of inertia less than

ein an seinem Ende befindliches Zahnrad 122 mit etwa 0,15 · 10~^:J gern-ist, sind nur schwer herzustel- a gear 122 at its end with about 0.15 · 10 ~ ^{: J} gladly is difficult to manufacture.

einem Zahnrad 124 in Eingriff gebracht werden kann, len. Die obere Grenze für den Durchmesser der Un-a gear 124 can be engaged, len. The upper limit for the diameter of the

das mittels einer Buchse 125 und einer Schraube 127 65 ruh ist durch die gewählte Arbeitsfrequenz begrenzt,the rest by means of a socket 125 and a screw 127 65 is limited by the selected working frequency,

drehbar an der Platine 12 gelagert ist. Das Zahnrad Die Zeitkonstante des elektrischen Kreises bestimmtis rotatably mounted on the board 12 . The gear wheel determines the time constant of the electrical circuit

124 kämmt mit dem Rad 126 auf der Minutenwelle, die Vorhaltezeit für die Kontaktanordnung. Da die 124 meshes with wheel 126 on the minute shaft, the lead time for the contact arrangement. Since the

das wiederum mit dem Minutenrad 128 im Eingriff Unruh im Vergleich zu den bekannten Konstruktio-which in turn with the minute wheel 128 in mesh balance compared to the known construction

nen mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit schwingt, durchläuft sie auch den doppelten Winkelbereich während der Zeit, die zum Aufbau des Stromes in der Spule erforderlich ist. Wenn der Durchmesser der Unruh zu groß ist, ist die Nase 50 zu weit vom Pol 30 entfernt, wenn der Kontaktdraht 82 in Berührung mit der Kante 84 kommt. Der Wirkungsgrad des induzierten Antriebes ist proportional der Geschwindigkeit, mit der sich der Fluß beim Annähern der Nase an den Pol ändert; diese Geschwindigkeit ist ihrerseits proportional der Umfangsgeschwindigkeit der Unruh. Der Wirkungsgrad nimmt daher mit zunehmendem Unruhdurchmesser und zunehmender Schwingungsfrequenz zu, da dann die Änderungsge.schwindigkeit des Flusses im Luftspalt zwisehen der Nase 50 und dem Pol 30 ebenfalls zunimmt. Mit wachsender Schwingungsfrequenz wird es jedoch zunehmend schwieriger, mit Unruhen größeren Durchmessers zu arbeiten. Es wurde festgestellt, daß der optimale Durchmesser der Unruh einer elektri-• sehen Armbanduhr od. dgl., die mit zehn Halbschwingungen pro Sekunde arbeitet, zwischen 6 undnen oscillates at twice the angular velocity, it also passes through twice the angular range during the time required for the current to build up in the coil. When the diameter If the balance is too big, the nose 50 is too far from the pole 30 when the contact wire 82 is in Contact with the edge 84 comes. The efficiency of the induced drive is proportional to the The rate at which the flux changes as the nose approaches the pole; this speed is in turn proportional to the peripheral speed of the balance wheel. The efficiency therefore increases with increasing balance wheel diameter and increasing oscillation frequency, because then the rate of change of the flux in the air gap between the nose 50 and the pole 30 also increases. However, as the vibration frequency increases, it becomes increasingly difficult, with larger disturbances Diameter to work. It was found that the optimal diameter of the balance wheel of an electric • see wristwatch or the like, which works with ten vibrations per second, between 6 and

) 8 mm liegt.) 8 mm.

Bei Unruhen, deren Durchmesser 6 bis 8 mm nicht überschreiten darf, läßt sich praktisch kein größeres Trägheitsmoment als-etwa 7 · 10~^;igcm-' erreichen, da die Masse sonst übermäßig groß wird und wesentlich stärkere Lagerungsanordnungen als üblich erforderlich werden. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die Begrenzung der Unruhmasse die Stoßfestigkeit der Unruhwelle wesentlich erhöht, so daß zusätzliche Sloßsicherungen wie federnd gehalterte Lager überflüssig werden. Das Trägheitsmoment der Unruh soll mindestens das Dreihundertfache des Trägheitsmomentes des Schaltrades betragen, das in der Größenordnung von 0,015 bis 0,0225· lü~^:igcmliegt. Das optimale Verhältnis der Trägheitsmomente der Unruh und des Schaltrades liegt für einen Betrieb mit der Schwingungsamplitude von etwa 225^: in der Größenordnung von 300 bis 450 :1. Da die Masse der Unruh möglichst klein sein soll, beträgt das Trägheitsmoment der Unruh vorzugsweise etwa 4,5 · IO-³ gern-'.In the case of a balance, the diameter of which must not exceed 6 to 8 mm, practically no greater moment of inertia than ^{-approx. 7 · 10 ~; i} gcm- 'can be achieved, since otherwise the mass becomes excessively large and much stronger bearing arrangements than usual are required. It has now been shown, surprisingly, that the limitation of the balance mass significantly increases the shock resistance of the balance shaft, so that additional safety devices such as spring-mounted bearings are superfluous. The moment of inertia of the balance wheel should be at least three hundred times the moment of inertia of the ratchet wheel, which is in the order of magnitude of 0.015 to 0.0225 · lü ~ ^{: i} gcm. The optimal ratio of the moments of inertia of the balance wheel and the ratchet wheel for operation with an oscillation amplitude of about 225 ^{: is of} the order of magnitude of 300 to 450: 1. Since the mass of the balance wheel should be as small as possible, the moment of inertia of the balance wheel is preferably about 4.5 x IO ³ Gernkogel '.

ι Durch die' Wahl des Trägheitsmomentes der Unruhι By choosing the moment of inertia of the balance wheel

werden die optimalen Parameter der Unruh-Spiralfeder eingeschränkt. Wenn die Amplitude der Unruh durch plötzliche Stöße oder Bewegungen des Unterarmes eine Amplitude von 360° oder zwei Umdrehungen erreicht, wird die elektrische Kontaktanordnung geschlossen, und die Unruh erhält einen zusätzlichen unerwünschten Impuls. Beim Auftreten dieses Impulses entspricht die Spannung der Spiralfeder einer Verdrehung um 360- oder 2 η im Bogenmaß. Das Drehmoment der Spiralfeder wirkt dem durch den erregten Elektromagneten ausgeübten Zug entgegen, und wenn dieses Drehmoment größer ist als das Anzugsdrehmoment des Elektromagneten, wird der Unruh während des unerwünschten Impulses keine zusätzliche Energie zugeführt. Die Amplitude der Unruh fällt dann rasch auf den normalen Wert von 225° oder IV₄ Umdrehungen ab. Das Anzugs- oder Haltedrehmoment der in der oben beschriebenen Weise bemessenen Elektromagnetanordnung liegt in der Größenordnung von 25 bis 30 dyncm. Eine Spiralfeder, die bei einer Verdrehung um 2.7 ein ausreichendes Gegendrelimoment zu erzeugen vermag, muß eine Stärke in der Größenordnung von 5 dyncm pro Winkeleinheit im Bogenmai.5 (Radian) haben. Die Stärke C der Spiralfeder muß also mindestens 5 dyncm/Radian betragen. Die obere Grenze der Stärke der Spiralfeder liegt aus konstruktiven Gründen bei etwa 7 dyncm/Radian. Die Federkonstante der Spirale liegt also im Bereich zwischen 5 und .7 dyncm/Radian.the optimal parameters of the balance spring are restricted. If the amplitude of the balance wheel reaches an amplitude of 360 ° or two revolutions due to sudden jolts or movements of the forearm, the electrical contact arrangement is closed and the balance wheel receives an additional undesired impulse. When this pulse occurs, the tension of the spiral spring corresponds to a rotation of 360 or 2 η in radians. The torque of the spiral spring counteracts the tension exerted by the energized electromagnet, and if this torque is greater than the tightening torque of the electromagnet, no additional energy is supplied to the balance wheel during the undesired impulse. The amplitude of the balance wheel then quickly drops to the normal value of 225 ° or IV ₄ revolutions. The tightening or holding torque of the solenoid assembly dimensioned in the manner described above is of the order of 25 to 30 dyncm. A spiral spring, which is able to generate a sufficient counter-torque when twisted by 2.7, must have a strength in the order of magnitude of 5 dyncm per angular unit in the arc of 5 (radian). The strength C of the spiral spring must therefore be at least 5 dyncm / radian. For structural reasons, the upper limit of the strength of the spiral spring is around 7 dyncm / radian. The spring constant of the spiral is therefore in the range between 5 and .7 dyncm / radian.

Das mit zehn Halbschwingungen pro Sekunde arbeitende, zeithaltende beschriebene Uhrwerk enthälteine im Vergleich zu den bekannten Konstruktionen stärkere Spirale, also eine Spirale mit höherer Feder^ konstante C, in Kombination mit einer leichteren Unruh, d. h. einer Unruh mit geringerem Trägheitsmoment. In der schwingenden Unruh und der Spirale ist mehr Energie gespeichert, woeftfreh die Ganggenauigkeit der Uhr bei gleichbleibender öröße des Werkes verbessert wird.The time-keeping described clockwork, which works with ten vibrations per second, contains a Compared to the known constructions, a stronger spiral, i.e. a spiral with a higher spring ^ constant C, in combination with a lighter balance, i.e. H. a balance with a lower moment of inertia. More energy is stored in the oscillating balance wheel and the hairspring, which increases the accuracy the watch is improved with the same size of the movement.

Es ist unzweckmäßig, das Trägheitsmoment des Schaltrades zu verringern. Mit zunehmender Frequenz nehmen jedoch auch die Schwierigkeiten bei der Weiterschaltung des Schaltrades zu, und dieses kann dann zuviel Energie aufnehmen, wodurch es schwierig wird, die Unruhamplitude mit einer gegebenen Magnetspulenanordnung aufrechtzuerhalten.It is inexpedient to decrease the moment of inertia of the ratchet wheel. With increasing frequency however, the difficulties in indexing the ratchet also increase, and this can then absorb too much energy, which makes it difficult to determine the balance amplitude with a given Maintain solenoid assembly.

Claims

Patent claims:

1. Electric timepiece with an electromagnetically driven balance wheel as a gear folder for step-by-step switching of a rotatably mounted ratchet wheel whose balance wheel has a diameter of less than 8 mm, characterized in that the balance wheel (44), which has a moment of inertia between 4.5 and 7 · 10 ~ ³ -gcm ^s , works at a rate of 9 to 12 beats per second and that the moment of inertia of the ratchet wheel (18) is V ₃₀₀ to V _{450 of} the moment of inertia "of the balance wheel.

2. Timepiece according to claim 1, characterized in that the spring constant of the spiral spring (52) the balance (44) is between 5 and 7 dyncm per angular unit in radians and that the electromagnetic drive assembly forms a magnetic circuit with a time constant between contains one and 3 milliseconds.

3. Timepiece according to claims 1 and 2, characterized in that the diameter of the balance wheel (46) is between 6 and 8 mm.

1 sheet of drawings