DE1952075A1

DE1952075A1 - Spannungsversorgungseinrichtung fuer elektronische Taschenuhren

Info

Publication number: DE1952075A1
Application number: DE19691952075
Authority: DE
Inventors: Reich Robert Walter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-24
Filing date: 1969-10-16
Publication date: 1970-05-14
Also published as: FR2021454A1

Description

Patentanwalt Wpl.-Ing. Walter Jadcisch

7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 A ~ 3 1 1 Q J

15, Okt.

Robert Walter Reich. Ruvigliana (Schweiz)

Spannungsversorgungseinrichtung

für elektronische Taschenuhren.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversor= gunseinrichtung für elektronische Taschenuhren.

Die in Armbanduhren zur Anwendung gelangenden, meist als gasdichte Khopfsellen ausgebildeten Energieträger sind einzeln zur Spannungsversorgung elektronischer Taschenuhren wegen der für diese Uhren verhältnismässig geringen Kapazität (Alkali-Sammler etwa 80 mAh, Primärelement etwa 160 mAh) nicht geeignet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die Verwendung der bekannten Energieträger auch in

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elektronischen Taschenuhren zu ermöglichen, wobei ee keine Rolle spielen soll» ob es sich um Primärelemente oder Sammler handelt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Spannungeversorgungseinrichtung für elektronische Taschenuhren so auszubilden» dass sie trotz der unterschiede liehen Formen und Abmessungen der Uhrengehäuse nicht nur in alle Üblichen Taschenuhren eingebaut werden kann, sondern nach den Prinzipien des Austauschbaues auch in Anhängeruhren oder in kleine Tischuhrenο

Die den Gegenstand der Erfindung darstellende Spannungsversorgungseinrichtung für elektronische Taschenuhren kenn= zeichnet sich dadurch» dass wenigstens zwei Energieträger für -elektronische Kleinuhren mit ihren Lösungeelektroden an eine negative Anschlussklemme und mit ihren Ableitungselektroden an eine positive Anschlussklemme so angeschaltet sind, dass ein Ausgleich unterschiedlicher Zellenspannungen über die Energie« träger ausgeschlossen ist»

Weitere Einzelheiten und Vorteile /der Erfindung ergeben eich aus der nachstehenden Beschreibung in. ¥erbindung mit den Zeichnungen, in denen darstellen?

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Flg. 1 das grundsätzliche Schaltbild der Spannungs- Versorgungseinrichtung mit zwei Energieträgern,

Flg. 2 das Schaltbild einer AisfUhrungeform mit vier Energieträgern, r

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Taschenuhr mit zwei

koaxial übereinander angeordneten Energieträgern,

Fig. 4 ein weiteres AusfUhruhgsbeiepiel der Spannungen Versorgungeeinrichtung mit Halterung im Axial« schnitt, am Verk einer Uhr abnehmbar befestigt, und

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4, bei abgenommenem Deckel von unten gesehen.

In Flg. 1 ist das grundsätzliche Schaltbild der Spannungen Versorgungseinrichtung gemäss der Erfindung dargestellt, wobei zwei parallelgeschaltete Energieträger E., E₂ vorgesehen sind. Diese Energieträger können Primärelemente oder Sammler sein. Ihre LSsungselektroden L., Lg sind an eine negative Anschluss* klemme H angeschlossen. Die Ableitungselektroden A., Ap der Energieträger sind an eine positive Anschlussklemme P angeschlos= sen, wobei jedoch swiochen jeder Ableitungselektrode A. bzw. A₂

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und der positiven Anschlussklemme P eine Halbleiterdiode D. bzw. Dg angeordnet ist, deren Flussrichtung so gewählt ist, dass sich etwa .vorhandene Unterschiede in den Zellenspannungen nicht über die Energieträger ausgleichen können. Es könnten deshalb ohne Nachteil die Energieträger B--., E₂ stark vonein= ander abweichende Kapazitäten aufweisen_o

In Figo 2 ist das Schaltbild einer Ausführungsform der Spannungsversorgungseinrichtung mit vier Energieträgern E,, E«, ^EV ^EA erzeigt, die innerhalb eines durch den Kreis G angedeu= teten Taschenuhrgehäuses in gleicher Ebene angeordnet sind. Die 'Energieträger sind als Knopfzellen ausgebildet und um die Gröesenverhältnisse zu veranschaulichen, sind die umrisse der Knopfzellen durch die Kreise K angedeutet. Auch hier sind die Lösungselektroden L,, L«» ¹V ^a ^der Energieträger B-, Eg, E-, E. an eine negative Anschlussklemme N und die Ableitungselektroden A-, Ap, A-, A. über je eine Halbleiterdiode D- bzw. D« bzw₀ D- bzw. D. an eine positive Anechlussklemme P angeschlossene Die Anschlussklemmen N, P brauchen selbstverständlich nicht die in Figo 2 gezeigte Lage aufzuweisen, sondern können an Jede belie« bige Stelle verlegt werden„ Zweckmässigerweise werden die Ener» gisträger mit ihren Ijb'sungeelektroden mit dem uhrengehäuse Q leitend verbunden, weil d&durch die einzelTAen

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tungen eingespart werden können; in diesem Falle ist die nega« tive Anschlussklemme N das Uhrengehäuse G- bzw» jeder Funkt des= selben«,

Bei Taschenuhren mit besondere kleinem Durchmesser des im Gehäuse-Inneren zur Verfügung stehenden Raumes besteht die Möglichkeit, beispielsweise zwei Energieträger koaxial über« einander anzuordnen, wie dies in Pig, 3 veranschaulicht ist. In die in Seitenansicht dargestellte Taschenuhr ist ein Energie» träger E- eingesetzt, während ein zweiter, koaxial zum ersten angeordneter Energieträger E₂ zwischen dem Uhrengehäuse G und einer Auseenwand W, z.B. dem Deckel, angeordnet ist. Die dadurch bedingte Yergrösaerung der Dicke der Taschenuhr iet nicht er* heblich, weil es Knopfzellen gibt, deren Dicke nur 3 bis 4 mm beträgt (bei einem Durchmesser von 30 mm sogar nur 2 mm).

Bei dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungs= beispiel der Spannungsversorgungaeinrichtung sind vier ale SiI= beroxyd«Zeilen ausgebildete Energieträger E^, Eg» B-, E, (Pig. 5) mit ihren Lösungselektroden L-j» ^p* *V ^a ⁸^ eine negative Anschlussklemme E (Fig* 4) und mit ihren Ableitungselektroden A₁, Ap, A-, A, (von denen, in FIg₀ 4 nur die Ableitungselektroden A₁ rmd jL, sichtbar sind) an eine positive Anschlussklemme P ao ar.gsachartet, dass ein Ausgleich unterschiedlicher Zellenspan*

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nungen Über die Energieträger ausgeschlossen ist; dies wird durch vier, zwischen die Ableitungselektroden A. bzw. Ag bzw. A, bzw. A und die positive Anschlussklemme P mit Durchlassrichtung zur letzteren angeordnet® Halbleiterdioden D., D«, D-, D. erreicht» von denen man in Fig, 4 nur die Dioden D. und D- sieht» Die Halb« leiterdioden und die positive Anschlussklemme P sind in einen zylindrischen Kunststoffblock K eingegossen, in den vier zylindrische Hohlräume Z₁, Z₂, Z-, Z. zur Aufnahme der Energieträger ' S., E₂, E-, E^ eingeformt sind. Der Kunststoffblock £ ist von einem napfförmigen Blechmantel B umgeben, der im Bereich der positiven Anschlussklemme P zwecks Vermeidung einer elektrischen Verbindung mit der letzteren eine kreisrunde zentrale Oeffnung aufweist« Mittels einer Schraube 3 ist der Blechmantel B an

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seinem offenen Ende durch die als kreisrunder Deckel ausgebildete negative Anschlussklemme N abgeschlossen, an deren Innenseite zwecks Gewährleistung guter Kontaktverhältnisee Stahlfedern F/ angeordnet sind; an der positiven Anschlussklemme P ist analog eine nach aussen ragende, an ihrem freien Ende etwa waagrecht umgebogene Stahlfeder F_ befestigt, deren Funktion später er«

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läutert wird. Der Kunststoffblock K mit dem Blechmantel B und

der als Deckel ausgebildeten negativen Anschlussklemme N bildet eine ein einheitliches Bauteil darstellende Halterung, die leicht auswechselbar ist, und in welche die Energierträger lose eingesetzt werden könnenο

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Diese Halterung let beim gezeigten AuafUhrungebeispiel -mittels einee ringförmigem Permanentmagneten M an dem aus ferromagnetiechem Material bestehenden Werkgehäuse W einer nicht näher dargestellten kleinen Siechuhr abnehmbar befestigt, wobei die mit der positiven Anschlussklemme P verbundene Feder

F unter leichter Biegverformung gegen einen vom Werkgehäuse W

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abstehenden und gegen dieses elektrisch isolierten Kontakt« zapfen K gedrückt wird, der in das Innere des Werkgehäusee V j| fUhrt und mit der positiven elektrischen Anschlussleitung der elektronischen Schaltungsanordnung der Uhr in Verbindung stehtο

Die negative elektrische Anschlussleitung der elektronischen Schaltungsanordnung im Inneren des Werkgehäusee W ist an das

letstere angeschlossen und steht über den permanentmagnetischen

Ring M und das Blechgehäuse B mit der negativen Anschlussklemme N, die mit ihrem peripheren Rand am Stirnrand des Blechmantels B anliegt, in elektrischer Verbindung. Die negative Anschluss«:

klemme H ist Über die Federn F. an die Lösungselektroden L-, L^» %

L-, L. der Energieträger E., E₂, 2-, %a engeschlossen, während

die positive Anschlussklemme P über die Halbleiterdioden D,, D«,

D-, D. und die in den Kunststoffblock K eingegossenen Kontakt»

plättchen K., E₂, K_, K. (von denen in Fig. 4 nur die Kontakt=

K- und K~ sichtbar sind) mit den Ableitungselektroden A,, Ap, A-, A. der Energieträger E^, E₂, E,.-, E₄ "in leitender Verb in«

dung stehtc

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Um elektronische Uhren an die beschriebene Spannungevers sorgungseinrichtung anschlieseen zu können, ist es nur nötig, ein aus ferromagnetischeem Material bestehendes Uhrenteil, z.B. eine Platine, ein Werkgehäuse oder einen Deckel, mit einem von ihm elektrisch isolierten Kontaktzapfen E zu versehen, die po«

sitive elektrische Anschlussleitung der elektronischen Schaltungs« anordnung der Uhr mit diesem Eontaktzapfen E. und die negative

elektrische Anschlussleitung mit dem betreffenden Uhrenteil elektrisch zu verbinden; auf ein solches Uhrenteil kann die be* schriebene Spannungeversorgungseinrichtung ohne weiteres aufge« setzt werden, worauf sie durch den permanentmagnetischen Ring H festgehalten wird»

Es ist einleuchtend, dass man durch Wahl eines permanent« magnetischen Ringes M mit kleinerem Durchmesser die Spannungen versorgungseinrichtung auch auf einem Uhrwerkteil mit kleinerem Durchmesser abnehmbar befestigen kann₀ Dadurch ergibt eich die Möglichkeit eines weitgehenden Austauschbare, sofern man nur bei allen Uhrentellen den Kontaktzapfen K an der gleichen vor« bestimmten Stelle, z.B. im Zentrum, anordnet, die Abmessungen der Halterung der Spännungsversorgungseinrichtung dem kleinsten, zur Verfugung stehenden Raum anpasst und permanentmagnetische Ringe mit gleichen Innendurchmessern (die kleiner sind ale der Aussendurchmesser der Halterung), aber verschiedenen Auseen=

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durchmessen! (die auch grosser sein können als der Aussendurch= messer der Halterung) vorsieht ο Durch die hochentwickelte Tech» nik der integrierten Schaltungen kann man äusserst geringe Ab= messungen der Halterung verwirklichen» und zwar sowohl bezüglich der Dicke (die sich hauptsächlich nach der Dicke der Energie« träger richtet) als auch bezüglich des Durchmesser. Die per* manentmagnetischen Ringe können an die Halterung angeklebt sein, wenn dies erwünscht sein sollte„

Statt der permanentmagnetischen Ringe können selbstvers ständlich auch andere, an sich bekannte Mittel zum vorübergehenden Befestigen der Halterung an einem Uhrenteil verwendet werden, ' beispielsweise Verschraubungen, Federklammern, Steckverbindungen, Schnappverbindungen, Bajonettverschlüsse usw.; vorzugsweise werden auch diese Mittel in ebenfalls an sich bekannter Veise bo ausgebildet, dass sie verstellbar oder gegen solche anderer Abmessungen leicht auswechselbar sind.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausbildung stellt die Spannungsversorgungseinrichtung gemäss der Erfindung nun= mehr ein einheitliches, leicht auswechselbares Bauteil dar, das - insbesondere, wenn der die elektrischen Bauteile mit Ventil= wirkung enthaltende Teil der Halterung als integrierte Schal* tung ausgebildet ist - so geringe Abmessungen aufweist, dass es in jedem Taschenuhrgehäuse Aufnahme finden kann_c

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Die Erfindung ermöglicht es, Spannungsversorgungseinrich*= tungen zu schaffen, mit denen elektronische Taschenuhren oder kleine Tischuhren einige Jahre lang betrieben werden können« Anhängeruhren entsprechend länger.

Selbstverständlich sind innerhalb des Rahmens der Erfin= dung verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann die Zahl der parallel zu schaltenden Energieträger nach den jewels ligen Bedürfnissen und Unterbringungsmöglichkeiten gewählt wer= den. Es sind auch Gruppenschaltungen möglich, wenn die Schal« tungsanordnung der Uhren eine höhere Spannung erfordern. Sie räumliche Anordnung der Spannungsversorgungseinrichtung ist an kein bestimmtes Schema gebunden. Zur Verhinderung des Ausgleiche unterschiedlicher Zellenspannungen kann man sich nicht nur der beschriebenen Halbleiterdioden bedienen, sondern auch anderer geeigneter elektrischer Bauteile mit Ventilwirkung.

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Claims

Patentansprüche:

.y/Spannungsversorgungeeinrichtung für elektronische Taschenuhren,- dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Energieträger (B., E₂ ...) für elektronische Kleinuhren mit ihren LBeungselektroden (L., L- ...) an eine negative Anschluss* klemme (H) und mit ihren Ableitungselektroden (A^, A₂ ·'· ·) an eine positiv» Anschlussklemme (P) so angeschaltet sind, dass ein Ausgleich unterschiedlicher Zellenepannungen über die Energieträger (B., E₂ .·.) ausgeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bwischen jeder Ableitungselektrode (A,, A₂ ·.«) und der positiven Anschlussklemme (P) eine Halbleiterdiode (D., D₂ ...) mit Durchlassrichtung zur positiven Anschlussklemme (P) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträger (E₁, E₂ ...) unterschiedliche Kapazität aufweisen.

4ο Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieträger (E₁, E₂ ...) paarweise koaxial über« einander angeordnet sind„

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5 i Einrichtung nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine Halterung, in welche die Energieträger (E-» S„ ·».) lese einsetzbar sind» und welche mit Mitteln (H) zu ihrer vorüber« gehenden Befestigung an einem Ühreateil (Ö bzw» W) sowie mit den Auegleich unterschiedlicher Zellenspannungen über die Energieträger (E,,'Eg ^β··) ausschlieeeenden, ale Ventile wir« kenden elektrischen Bauteilen (D», Dg ·,·} versehen isto

6ο Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die elektrischen Bauteile mit Ventilwirkung (D-, Dg ···) enthaltende Teil der Halterung als integrierte Schaltung aus* gebildet isti

7* Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet» dass zwecks Anpassung der Halterung an Uhrenteile (G bzw« W) unterschiedlich grosser Uhren (Taschenuhren, Anhängeriahren, kleine Tischuhren) die Mittel (M) zum vorübergehenden Befestigen derHalterung an dem Uhr endteil (G bzw« W) verstellbar bzw_e gegen solche anderer Abmessungen auswechselbar sind_o

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung einen napfförmlgen, mit den Löeungselek= troden (L., L„ .-..). in elektrisch leitender Verbindung stehenden Blechmantel (B) aufweist, und dass die Mittel (M) zum. vorüber=

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gehenden Befestigen der Halterung an einem aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Uhrenteil (Q- bzw. W) aus permanentmagnet tischen Ringen (M) bestehen, deren Innendurchmesser kleiner sind als der Aussendurchmesser des Blechmantels (B).

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