DE1798185A1

DE1798185A1 - Uhrenantriebseinrichtung

Info

Publication number: DE1798185A1
Application number: DE19681798185
Authority: DE
Inventors: Phillip Forty
Original assignee: United States Time Corp
Current assignee: United States Time Corp
Priority date: 1967-09-28
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1971-03-18
Also published as: CH504038A; US3487630A; CH1436068A4; DE1798185B2; GB1180328A; FR1582442A

Description

DIPL.-INQ. M. SC. DIPL.-PMVS. DR.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Ü.S.Ser.No. 676,988

The United States Time Corporation, Waterbury, Connecticut, U.S.A.

Uhrenantriebseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhrenantriebseinrichtung für Kleinuhren, insbesondere Armbanduhren, zum Antrieb von Zeitanzeigevorrichtungen über eine Übertragungsvorrichtung mit einer Unruh, deren Unruhkörper auf einer Unruhwelle befestigt ist, die in einem Gestell drehbar gelagert ist, mit einem Haltearm, an dessen freiem Ende das äussere Ende einer mit dem inneren Ende an der Unruhwelle befestigten Spiralfeder fest angebracht iot, und mit einem elektrisch betätigbaren, zum Antrieb dienenden Motoraggregat, das am Gestoll befestigt ist und seine elektrische Energie über eine vorzugsweise elektronische Schaltung erhält, die über einen mit der

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Unruh zusammenwirkenden Aufnehmer zeitsteuerbar ist.

Die Wissenschaft über zeithaltende Geräte gehört zu den ältesten Bereichen der Industrie. Uhrmachern haben jahrelang versucht, zeithaltende Geräte mit gröoserer Genauigkeit zu schaffen, die bei massigen Kosten und in kleiner Grosse so hergestellt werden können, dass sie ohne weiteres tragbar s ind.

Eines der grössten Probleme bei der Erhöhung der Genauigkeit besteht in der Beseitigung des Lagefehlers. Dieses Problem tritt bei stationären Uhren nicht auf, die so konstruiert sind, dass sie in einer bestimmten Lage, beispielsweise der senkrechten Lage, betrieben werden. Anders ist es bei tragbaren Kleinuhren, insbesondere Taschen- oder Armbanduhren, die ihre Lage während des Tages oft in sehr erratischer Art ändern, Besonders bei Armbanduhren kann das Zifferblatt zum Teil nach unten oder nach oben oder auch schräg gerichtet sein. Die senkrechte Schwerkraft verursacht dann in gewissen Stellungen einen langsameren Lauf der Uhr.

Um nun das Problem des Stellungsfehlers zu beseitigen, wurden schon viele Lösungen vorgeschlagen. Beispielsweise ist es bekannt, eine Stimmgabel mit hoher Frequenz, beispielsweise 300 Schwingungen pro Sekunde, über eine Batterie anzutreiben,

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um so diesen Stellungsfehler auszuschalten. Diese Art eines Antriebs ist jedoch empfindlich und teuer und hat immer noch einen solchen Stellungsfehler, dass Uhren dieser Art nicht die offiziellen Bescheinigungen als Chronometer erhalten. Ferner sind auch vers'chiedene komplexe Arten von Resonatoren bekannt, doch bestehen bei diesen Schwierigkeiten inbezug auf Grosse, Kosten, Energiebedarf und Herstellung. Es ist auch bekannt, federangetriebene Kleinuhren mit einer Vielzahl von Unruhrädern oder sonstigen komplizierten Kompensierungsvorrichtungen auszustatten,doch haben sich auch diese Konstruktionen infolge ihrer hohen Kosten, ihrer komplexen Beauart und der Schwierigkeit der Einstellung nicht bewährt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Unruh-Kleinuhr zu schaffen, die in der Herstellung verhältnismässig einfach und billig und die frei von Stellungsfehlern ist. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der im Gestell drehbar angeordnete Haltearm über die Übertragungsvorrichtung drehbar ist, die vom Motoraggregat über ein Schrittschaltwerk antreibbar ist.

Durch diese erfindungsgemässe Konstruktion ergibt sich eine minimale mechanische Einwirkung auf die freie Bev/egung dieser Unruh.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Kleinuhr, beispielsweise die Armbanduhr, ein Gestell einschlisslich einer Gestellplatine und einer Brücke oder auch zwei Gestellplatinen, zwischen denen die Unruhwelle drehbar angeordnet ist. Ferner ist eine elektrische Energiequelle, beispielsweise eine elektrische Batterie oder eine Sonnenzelle, und f-erner eine elektronische Schaltung vorgesehen. Die Unruh ist dabei mit dem inneren Ende der Spiralfeder verbunden. Das äussere Ende der Spiralfeder ist an einem Haltearm befestigt. Dieser ist entweder unmittelbar oder über ein Getriebe mit einem Schaltrad verbunden. Der Haltearm ist in einem Lager so gelagert, dass er durch das Schaltrad um volle 360 gedreht werden kann. Das Schaltrad selbst wird entweder mittelbar oder unmittelbar durch ein elektrisches Motoraggregat, beispielsweise einen Elektromagneten, angetrieben. Das Motoraggregat wird mit elektrischen Impulsen über eine Schaltung versorgt, die elektrisch an die Stromquelle angeschlossen ist.

Durch die Drehung des Schaltrades wird über den mit dem Schaltrad verbundenen Haltearm ein Drehmoment auf das äussere Ende der Spiralfeder ausgeübt. Hierdurch wird die Spiralfeder mehr aufgewunden, als dies in der gleichen Richtung infolge der Schwingung der Unruh der Fall wäre. Das Drehmoment ist entgegengesetzt zur Spannung der Spiralfeder infolge des Aufwindens durch die Unruh. Durch eine Übertragung eines

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Drehmoments auf das äussere Ende der Spiralfeder wird der Unruh Energie zugeführt und die Schwingung der Unruh aufrechterhalten. Vorzugsweise wird ein solches Drehmoment einmal bei jeder vollen Schwingung der Unruh in dem Augenblick zugeführt, wenn der Unruhkörper am einen Ende seiner Schwingung ist, d.h. wenn die Unruh die Schwingungsrichtung ändert und die ganze kinetische Energie der Unruh nunmehr in der Spiralfeder die Form von potentieller Energie aufgespeichert ist.

Die Schaltung wird dabei durch eine Zeitsteuervorrichtung gesteuert, die mit der Unruh zusammenwirkt. Beispielsweise kann die Unruh ein oder mehrere Magnete tragen, die mit einer stationären Spule im Gestell zusammenwirken, um so durch ihr Zusammenarbeiten eine Steuerung bezw. eine Aufnahme, d.h. eine Art Geber oder Steuerung, für die Schaltung zu bewirken.

• »

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Auaführuncfjbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

j?ig.1 eine Draufsicht auf eine KJeinuhr gemäss der Erfindung, wobei daa Zifferblatt teilweise aufgebrochen ist, um die Lage der darunterliegenden Teile; durzuntollen, - 6 -

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Pig.2 einen Teilschnitt nach Linie A-A der Fig.1 in

grösserem Masstab als diese,
Fig.3 eine schematische Darstellung des Schaltrades und

seines Antriebs,
Figo4 eine Draufsicht auf die Unruh und den zugehörigen

Aufnehmer,
Pig.5 eine schaubildliche Teilansicht der Unruh und der

stationären Spule,
Fig.6 eine graphische Darstellung der Spannung eines

Schaltimpulses als Punktion der Zeit, Fig.7 ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Verwendung mit der Ausführungsform gemäss Fig.4,

Fig.8 ein Schaltdiagramm der Blockschaltung gemäss Pig.7, Fig.9 eine schaubildliche Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Unruh mit dem Aufnehmer, Fig.10 ein Schaltschema zur Verwendung mit der Ausführungsform nach Fig.9.

Das in Fig.1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Armbanduhr, die ein übliches Gehäuse 1 mit einem nicht dargestellten Boden und einem einsüückigen Aussenring 2 hat. Ein Uhrglas 3 ist am Gehäuse 1 angeordnet und schützt die Innenteile der Uhr. Ein unterhalb des Uhrglase3 angebrachtes Zifferblatt 4 hat auf seiner Vorderseite eine Vielzahl von Ziffern, die

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zur Zeitangabe dienen. Der Sekundenzeiger 6, der Minutenzeiger 7 und der Stundenzeiger 8 sind mit den zugehörigen Wellen oder Rohren verbunden, die in der Mitte des Zifferblatts 4 angeordnet und angetrieben sind. Der Antrieb der Zeiger erfolgt über «in Getriebe 9, das eine Reihe von miteinander kämmenden Zahnrädern und Trieben aufweist. Ein erstes Zahnrad 10 des Getriebes ist mit einem Schaltrad 11 fest verbunden. Die Antriebsenergie liefert eine kleine elektrische Trockenbatterie 12, die einen äusseren oberen Kontakt 13 aufweist. Gegebenenfalls können auch eine Sonnenzelle, ein aufladbarer Akkumulator oder andere Energiequellen verwendet werden,, Am Kontakt 13 liegt eine Kontaktfeder 14 an, die an einer Leitung 15 befestigt ist, die zu einer elektronischen Schaltung 16 führt. Die Schaltung 16 hat eine Ausgangsleitung 17, die zum Motoraggregat 18 führt, das vorzugsweise eine Spule mit einem hin- und hergehenden Anker 19 aufv/eist. Der Anker 19 endigt in Antriebsklinke 20, die das Schaltrad 11 antreibt. Eine Sperrklinke 21 dient dazu, das Schaltrad 11 in seiner richtigen Lage zu halten.

In dem Teilschnitt nach Fig.2 sind der Unruhkörper 22 und die zugehörigen Teile zu sehen. Der Unruhkörper 22 ist mit einer Unruhwelle 26 fest verbunden, die in einem oberen Lager 23 und in einem Bodenlager 24 gelagert ist. Der Unruhkörper hat

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die Form einer flachen Stange. Doch können auch ohne weiteres andere Formen verwendet werden. Das Bodenlager 24 ist vorzugsweise ein Steinlager, das in der Bodenplatine 25 befestigt ist. Das innere Ende einer Spiralfeder 28 ist mit der Unruhwelle über eine Nabe 29 fest verbunden. Das andere Ende der Spiralfeder 28 ist an einem Flansch 30 eines Haltearmes 31 befestigt. Das innere Ende des Haltearmes 31 ist einstückig mit einer Buchse 32 oder mit dieser fest verbunden. Die Buchse ist mit dem Schaltrad 11 einstückig oder fest mit ihm verbunden und ist drehbar in einer Brücke 27 angeordnet. Das obere Lager 23, vorzugsweise ein stossgesichertes Steinlager, ist in der Buchse 32 angeordnet. Die Uhr weist ferner eine nicht dargestellte Stellvorrichtung zum Handverstellen der Zeiger auf. Vorzugsweise ist die Anordnung dabei so, dass die Stellvorrichtung beim Stellen der Zeiger den Stromkreis zur Batterie unterbricht und der Unruhkörper von seiner Mittel- oder.Ruhelage, gehalten wird, so dass sich ein Wiederanlaufen der Uhr ergibt.

Fig.3 zeigt die Funktion des Motoraggregats. Das Motoraggregat 18, vorzugsweise in Art einer Spule, trägt den hin- und hergehenden Anker 19, der an seinem Ende die Antriebsklinke 20 hat. Bei Eingang eines von der Schaltung 16 kommenden Stromimpuls wird der Anker 19 vorbewegt. Hierdurch ergibt sich über

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die Antriebsklinke 20 eine Bewegung des Schaltrades 11 um einen Zahn im Uhrzeigersinn. Fach Aufhören des Stromes kehrt der •Anker durch eine nicht dargestellte Feder in seine Ausgangslage zurück. Das Motoraggregat kann gegebenenfalls bei Auftreten eines Impulses während der Rückwärtsbewegung einen Antrieb ausüben. Als Motoraggregat kann auch ein Schrittmotor verwendet werden, der bei jedem Stromimpuls eine Schrittbewegung erzeugt. Der Anker des Schrittmotors wäre dann mit dem ersten Zahnrad 10 und mit der Buchse entweder unmittelbar oder über Zwischenräder verbunden. Die Sperrklinke 21 wird verwendet, um ein Drehen des Schaltrades durch Stoss oder andere Ursachen zu verhindern und um das Schaltrad in der richtigen Stellung zu halten. Die richtige Grosse und Anzahl der Zähne des Schaltrades 11 hängt von der Beziehung des Schaltrades zur Unruh ab. Vorzugsweise wird das Schaltrad 11 um einen Zahn bei jeder vollständigen Schwingung der Unruh weitergeschaltet. Wenn die Unruh eine Frequenz aufweist, bei der beispielsweise pro Sekunde sechs Schwingungen auftreten, so kann das Schaltrad sechzig Zähne haben und sich pro Minute sechsmal drehen.

Da jedoch der Zahnabatand die auf die Unruh übertragene Energiemenge bestimmt, über die die Drehbewegung des Haltearmes 31 bestimmt wird, hängt der Zahnab3tand mit der Amplitudenabnahme

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infolge Reibung usw. der Unruh und der gewünschten Arbeitsamplitude der Unruh zusammen.

'Verschiedene Aufnehmer und Schaltungen können vorgesehen werden, damit die dem Motoraggregat 18 zugeführten Stromimpulse richtig zeitgesteuert werden. Ein geeigneter Aufnehmer ist in Pig.4 und 5 dargestellt und eine bevorzugte Schaltung im Zusammenhang mit diesem Aufnehmer in den Pig.7 und 8. Wie aus Fig.4 und 5 hervorgeht, trägt der Unruhkörper an einem oder beiden Enden ein Magnetglied 34 bzw. 35. Wenn nur ein Msgnetglied verwendet wird, so trägt der Unruhkörper an seinem entgegengesetzten Ende ein Gegengewicht. Die Magnetglieder 34 und 35 sind so angeordnet, dass sie sich dicht an der Aufnahmespule 36 vorbeibewegen. Der Spule zugerichtet sind der Nordpol des Magnetgliedes 35 und der Südpol des Magnetgliedes 34. Die Magnetglieder können klein und aus sehr billigem keramischem Material sein. Das Zusammenwirken der Magnetglieder 34 und 35 mit der Aufnahmespule 36 ergibt eine Aufnahmespannung, die zur Verwendung als Steuerspannung erheblich verstärkt werden kann, da sie nicht zur Erzeugung des Antriebsstromos zur Drehung der Unruh benutzt wird. Die Spule hat die Form eines vollständigen toroidalen Kreises, d.h. eines Ringen, und kann dadurch gebildet sein, dass; ein feiner Draht auf eine

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Form aufgewickelt wird oder indem Kupfer oder Silber oder andere leitende Metalle aufgedruckt oder sonstwie abgelagert werden.

Wie aus Fig.6 hervorgeht, wird Spannung durch den Aufnehmer ständig erzeugt, wenn die Unruh in Bewegung ist. Wenn die Unruh anhält, so ist die Spannung an den Punkten b Null. In der einen Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, wird dabei eine positive Spannung (Vorwärts-Spannung) und bei Drehung in entgegengesetzter Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn eine negative Spannung (Rückwärts-Spannung) erzeugt.

Vorzugsweise ist der Impuls für das Motoraggregat Null (Null-Spannung) am Ende der Unruhschwingung in einer Richtung. Beispielsweise dreht das Motoraggregat den Arm im Uhrzeigersinn um 6° in dem Moment, in dem der Unruhkörper seine Schwenkung im Uhrzeigersinn beendet hat, beispielsweise nach dem Vorbeischwingen um 130 - 150° aus der Ruhestellung 104 (siehe Fig.9). Die Mittelstellung der Unruhschwingung ist um 6° versetzt und bildet einen vollständigen Kreis im Verlauf von 60 Schwingungen. Durch Drehen des Armes v/ird die Spiralfeder um jeweils 6° in der gleichen Wickelrichtung mehr aufgewickelt, als die Spiralfeder durch die Schwingung der Unruh aufgewickelt

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Der Aufnehmer erzeugt eine steigende und fallende Spannung, d.h. eine positive und eine negative, die in ihrer Form mehr oder weniger regelmässig in Abhängigkeit von der Eegelmässigkeit der Amplitude der Unruh ist. Eine typische Spannungsausgangskurve als Punktion der Zeit ist in Fig.6 dargestellt. Eine vollständige Schwingung ist während einer Halbschwingung positiv und während der anderen Halbschwingung negativ, wobei eine volle Schwingung von S-F reicht. Es ist erwünscht, dass das Motoraggregat lediglich aktiviert wird, wenn die Unruh in ihre momentane Null- oder Ruhestellung an einem Schwingungsende, d.h. an einem der beiden Endpunkte der Schwingung, angekommen ist. Zu diesem Zweck kann angenommen werden, dass die Polarität des Magneten derart ist, dass das gewünschte Schwingungsende, an dem der Impuls erteilt werden soll, in Bezug auf die Spannung von negativ zu positiv geht. Gemäss Fig.6 wäre dies der Fall, wenn die Spannung in einer Richtung von a nach b und c zunimmt, während kein Impuls auftritt, wenn die Spannung in der Richtung von d nach e und f abnimmt. Der dem Motoraggregat aufgedrückte Spannungsausgangsimpuls sollte vorzugsweise am Übergangspunkt auftreten, d.h. bei Null-Spannung des Aufnelimers, was also dem Punkt b entspricht.

Der Fortgang der Spannungen von Negativ zu Positiv wird mit

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Vorteil, beim Aufbau einer geeigneten Steuerschaltung ausgenutzt. In Fig.7 ist die Blockdarstellung einer solchen Schaltung gezeigt, die im einzelnen in Fig.8 dargestellt ist. Aus Fig.6 ergibt sich, dass beim Verlauf der Spannung von a zu b zu c diese vom negativen zum positiven Y/ert ansteigt. Der Aufnehmer 50 der Fig.7 ergibt an seinem Ausgang 51 sowohl eine negative als auch eine positive Spannung. Diese Spannung wird dadurch aufgeteilt, dass ein positiver Zweig parallel zu einem negativen Zweig 53 angeschlossen wird. Der positive Zweig ist in einfacher Weise eine Leitung. Der negative Zweig 53 liegt in Reihe mit einem Umkehrkreis 54» der die negativen Impulse in positive Impulse umkehrt. Der Umkehrkreis 54 spricht auf positive Impulse nicht an. Der Ausgang des Umkehrkreises 54 liegt in Reihe mit einem Zeityerzögerungskreis 55. Der Zeitverzögerungskreis 55 verzögert den positiven, vom Umkehrkreis 54 kommenden Impuls ein wenig. Sowohl der positive Zweig 52 als auch der Ausgang des Zeitverzögerungskreises 55 sind mit einem digitalen "Und"-Tor 56 verbunden. Das "Und"-Tor 56 ergibt lediglich dann einen Ausgang, wenn eine gleichzeitige Eingangsgrösse an den beiden Eingängen 57 und 58 auftritt. Der positive, am Eingang 57 auftretende Impuls kommt von dem positiven Zweig 52. Der positive Impuls am Eingang 58 wird über den Zeitverzögerungskreis zugeführt.

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Wenn die Spannung von Punkt a zu Punkt b weiterläuft, so ergibt sich ein Impuls (eine Eingangsspannung), auf die der Umkehrkreis 54 anspricht. Der Umkehrkreis 54 kehrt diesen Eingangswert in einen positiven Impuls u. Der Zeitverzögerungskreis 55 verzögert die Weitergabe dieses positiven Impulses. Wenn die Spannung weiter von Punkt b nach Punkt c ansteigt, so ergibt sie einen positiven Impuls, der durch den positiven Zweig 52 zu dem Eingang 57 des ⁿUnd"-Tores weitergeleitet wird. Das "Und"-Tpr 56 erkennt daher positive Eingangswerte, die an beiden Eingängen 57 und 58 gleichzeitig auftreten. Der Eingangswert am Eingang 57 ergibt sich aus der positiven Spannung von b nach c. Der Eingangswert am Eingang 58 wird von der negativen Spannung von a nach b erzeugt, die so verzögert wurde, dass sie gleichzeitig mit dem positiven Spannungswert von b nach c über den Zeitverzögerungskreis 55 eintrifft.

Das "Ühc^-Tor 56 ergibt infolge der gleichzeitigen Eingangswerte an seinen Eingängen 57 und 58 eine Ausgangsspannung an seinem Ausgang 59. Diese Ausgangsspannung wird zu einem in Reihe angeordneten monostäilen Multivibrator 60 weitergeleitet. Dieser Multivibrator 60 erzeugt einen Ausgangsimpuls an seinem Ausgang 61, der mit dem Motoraggregat 18 verbunden ist. Das Motoraggregat 18, beispielsweise eine Spule, erteilt dem Schaltrad einen mechanischen Impuls. Die Dauer des auf das

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Motoraggregat 18 über den Multivibrator 60 einwirkenden.Impulses ist unabhängig von der Dauer des vom "Und"-Tor 56 kommenden Eingangswertes am Multivibrator 60. Die gleichzeitige Überlappung der negativen Spannung a-b und der positiven Spannung b-c kann sehr kürz - von der Grössenordnung von Mikrosekunden - sein. Der dem Motoraggregat 18 aufgedrückte Ausgangsimpuls kann jedoch irgendeine gewünschte Dauer entsprechend den Werten der im Multivibrator 60 verwendeten Komponenten haben. Anstatt einen derartigen monostabilen Multivibrator zu verwenden, können auch andere Impulsvorrichtungen benützt werden, deren Ausgangsimpuls unabhängig von der Dauer der EingangstrJlggerspannung ist, beispielsweise ein Schmitt-Trigger oder ein stark gedämpfter Oszillator.

Pig.8 zeigt ein Schaltschema. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich hier lediglich um ein Ausführungsbeispiel der verschiedenen Schaltkreisteile der Fig.7 handelt und dass auch andere bekannte Schaltungen anstatt dieser Schaltkreisteile verwendet werden können. Vorzugsweise wird eine ganze Schaltung durch Mikrostromkreisverfahren, beispielsweise in einem einzigen Siliziumplättehen, gebildet. Die Schaltung, obgleich sie kompliziert erscheinen mag, kann bei Verwendung von Äikrostromkreisverfahren sehr klein gehalten werden, da nur die letzte Stufe erhebliche Stromwerte führt. Der

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Aufnehmer 50 ist an die Eingangsseite 7.0 eines Impulsumformers 71 angeschlossen. Die Ausgangsseite des Impulsumformers 71 besteht aus zwei Teilwicklungen 72 und 73. Die Teilwicklung 72 ist an die Leitung 74 angeschlossen, die den positiven Zweig 52 gemäss Fig.7 darstellt. Die andere Teilwicklung 73 des Impulsumformers 71 ist mit ihrem einen Ende an die Basis eines PNP-Transistors 75 angeschlossen. Der PNP-Transistor 75 und seine zugehörigen Vorspannungserzeuger bilden den Umkehrkreis 54, der die negativen Spannungsimpulse an der Teilwicklung 73 in positive Impulse umwandelt. Die Yorspannungserzeuger weisen zwei Spannungsquellen 76 und 77 aufo Der Ausgang des Transistors 75, d.h. sein Kollektor 78, führt zum Zeitverzögerungskreis 55. Der Zeitverzögerungskreis hat eine Kapazität 80 und einen Entladewiderstand 81. Die Grosse der Kapazität 80 hängt von der Verzögerung ab, die erwünscht oder notwendig ist, um das "Und"-Tor 56 zu triggern. Der Ausgang des Zeitverzögerungskreises 55 ist mit einem Eingang 82 des ^MUnd"-Tores 56 verbunden. Der andere Eingang 83 des "Und"-Kreises ist unmittelbar an die Leitung 74 angeschlossen. Die Eingänge 82 und 83 bestehen jeweils aus NPN-Transistoren, nämlich den Transistoren 84 und 85. Der Ausgang des Transistors 84 ist mit der Basis 86 eines NPN-Transistors 87 verbunden. Der Emitter des Transistors 87 ist an einen Kollektor eines NPN-

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Transistors 88 angeschlossen. Die Transistoren 87 und 88 liegen in Reihe, um so die "Und"-Punktion des Tores 56 zu erzeugen. Der Ausgang des "Und"-Stromkreises 56, welcher durch die Leitung 89 gebildet wird, führt vom Kollektor des Transistors 87 weg. Eine Ausgangsspannung an der Leitung 89 tritt nur auf, wenn gleichzeitig eine positive Spannung an den Eingängen 82 Und 83 des "Und"-Tores 56 vorhanden ist. In der dargestellten Schaltung ist die Schaltvorrichtung für die Eingänge durch die Transistoren 84 und 85 gebildet, doch können auch andere Schaltvorrichtungen verwendet werden, beispielsweise empfindliehe Zungenrelais oder andere Arten von Halbleitervorrichtungen. Der Ausgang des "Und"-Tores 56 ist mit einer Kapazität 90 verbunden, die den Eingang des Multivibrators 60 darstellt. Der Multivibrator 60 hat einen ersten NPN-Transistor 91 und einen zweiten NPN-Transistor 92. Dieser Kreis weist ferner eine Kapazität 93, eine Induktanz 94 und ferner Vorspann- und Stabilisierungswiderstände auf. Der Ausgangswert des Multivibrators 60 wird vom Kollektor des Transistors 92 über eine Ausgangsleitung 95 abgenommen, die mit der Spule des Motoraggregate 18 verbunden ist, die beispielsweise die Spule eines Elektromagneten sein kann.

Eb können jedoch auch andere Aufnehmer und andere Stromkreise und Schaltungen bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

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Der in Pig.9 dargestellte Aufnehmer weist einen einzigen kleinen Magnet 100 auf, der an einem Ende des Unruhkörpers 101 angeordnet ist. Am andern entgegengesetzten Ende des Unruhkörpers ist ein nicht dargestelltes Gegengewicht angebracht. An äer Gestellplatine 103 ist eine kleine Spule 102 von wenigen Windungen, "beispielsweise fünfzig, eines feinen Drahtes "befestigt. Gegebenenfalls kann die Spule auch an dem Haltearm befestigt sein, oder es kann der Magnet stillstehen und die Spaule an der Unruh angebracht sein. Die Spule ist in Fig.9 im Uhrzeigersinn aus der Ruhestellung 104 um 20 bis 30 versetzt dargestellt. Diese Mittelstellung 104 ändert sich bei jeder Bewegung des Armes. Die Unruh hat eine grosse Amplitude von ungefähr 270° in beiden Richtungen, d.h. eine Gesamtschwingung von 540°, so dass der Magnet an der Spule ohne Rücksicht auf die Mittelstellung der Unruh vorbeigeht.

Ein bevorzugter Stromkreis in Verwendung mit dem Aufnehmer gemäss Pig.9 ist in Fig.10 dargestellt. DieSchaltung nach Fig. 10 ergibt eine kleine Spannung an der Spule 102, die ausreicht, um einen grossen Strom im Motoraggregat, hier in der Antriebsspule 18', zu erzeugen. Die Schaltung verwendet ein komplementäres Paar von Transistoren, nämlich einen PNP-Transistor und einen NPN-Traneiator 106, und hat ferner einen Widerstand 107, eine Stromquelle 108 und eine Kapazität 109.

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Die Uhr gemäss der Erfindung hat bestimmte Vorteile im Vergleich zu anderen elektronischen Unruh-Uhren. Der mechanische Impuls wird der Spiralfeder so erteilt, dass es nicht notwendig ist, Ringe an die Unruhwelle für die Kontaktgabe, elektrische Abnahmestifte usw. anzubringen. Aus diesem Grunde kann die Uhr sehr niedrig sein. Die Unruh kann gemäss der Erfindung eine grosse Amplitude, beispielsweise über zwei Umdrehungen, ohne Schwierigkeiten durch Galoppieren aufweisen. Das Zusammenschlagen der Spiralfeder kann bei grosser Amplitude dadurch vermieden werden, dass eine Überspule (overcoil) oder eine schraubenartige Feder verwendet wird. Ferner ist die Uhr gemäss der Erfindung frei von allen beweglichen elektrischen Kontakten und hat keine mechanischen Behinderungen der Unruh,

Die vorliegende Erfindung kann in mannigfacher Hinsieht abgewandelt werden. Beispielsweise könnte der Stiftenarm nur eine kurze bogenartige Bewegung anstatt einer vollständigen Drehung durchführen. Diese Anordnung würde zwar eine Unruh ergeben, die frei von mechanischen Störungen ist, die jedoch nicht frei von Stellungsfehlern wäre.

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Claims

Patentansprüche

1. JUhrenantriebseinrichtung für Kleinuhren, insbesondere Arm-

"" banduhren, zum Antrieb von Zeitanzeigevorrichtungen über eine Übertragungsvorrichtung mit einer Unruh, deren Unruhkörper auf einer Unruhwelle befestigt ist, die in einem Gestell drehbar gelagert ist, mit einem Haltearm, an dessen freiem Ende das äußere Ende einer mit dem inneren Ende an der Unruhwelle befestigten Spiralfeder fest angebracht ist, und mit einem elektrisch betätigbaren, zum Antrieb dieneriden Matoraggregat, das am Gestell befestigt ist und seine elektrische Energie über eine vorzugsweise elektronische Schaltung erhält, die über einen mit der Unruh zusammenwirkenden Aufnehmer zeitsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gestell (25, 27) drehbar angeordnete Haltearm (31) über die Übertragungsvorrichtung (9) drehbar ist, die vom Motoraggregat (18) über ein Schrittschaltwerk (11, 20) antreibbar ist.

2. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (31) mit einer im Gestell (25> 27) drehbaren Buchse (32) verbunden ist, die durch das Schrittschaltwerk (11, 20) um vollständige Umdrehungen drehbar ist.

3. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschaltwerk (11, 20) ein Schaltrad (11) hat, das mit der Buchse (32) in Wirkverbindung ist.

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4. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (11) und die Buchse (32) koaxial zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind.

5. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer ein Elektromagnet-

. system (34, 35» 36) aufweist, das mindestens einen Magneten (34, 35) hat, der relativ zu mindestens einer die Aufnahme- * bzw. Steuerspannung erzeugenden Aufnahmespule (36) bewegbar ist.

6. Uhrenantriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (34, 35) an der Unruh (22, 26) und die

' Aufnahmespule (36) am Gestell (25, 27) angebracht ist. .

7. Uhrenantriebseiη dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmespule als vollständiger Leiterring (36) ausgebildet ist.

8. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Diskriminierungsvorrichtung (56) aufweist, die dem Motoraggregat (18) lediglich dann Strom zuführt, wenn die Unruh (22, 26) am Ende ihrer Schwingung in einer bestimmten Richtung ist.

9. Uhrenantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motoraggregat ein Elektromagnet mit einer Antriebsspule (96) und einem hin- und herbeweglichen Anker (19) ist, der an sehein Ende einen Teil, beispielsweiee die Klinke (20), des Schrittechaltwerkes (11, 20) trägt.

109812/0743 ₂₂ ""*""■' '⁴- ORIGINAL INSPECTED

A 36 677 h

30.8.1968

10. ührenantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel drehbare Zeiger · (6, 7, 8) sind, die über miteinander kämmende Räder und Triebe (9) antreibbar sind, die die Übertragungsvorrichtung bilden.

11. Ührenantriebseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (11) mit dem ersten Zahnrad (10) der

_ Übertragungsvorrichtung (9) verbunden ist.

12. Ührenantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Energiequelle mindestens, eine Trockenbatterie (12) ist.

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