DE2057715A1

DE2057715A1 - Elektronische Uhr

Info

Publication number: DE2057715A1
Application number: DE19702057715
Authority: DE
Inventors: Peter Doeme
Original assignee: SUISSE POUR LINDUSTRIE HORLOGE; Societe Suisse pour lIindustrie Horlogere Management Services SA
Current assignee: SUISSE POUR LINDUSTRIE HORLOGE; SSIH Management Services SA
Priority date: 1969-11-20
Filing date: 1970-11-19
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3665697A; FR2077529B2; CH604223B5; CH1728169A4; FR2077529A2

Description

(Zusatz zu Patent 1 935 158)

Das deutsche Hauptpatent 1 935 158 hat insbesondere eine elektronische Uhr zum Gegenstand mit einer aus einem Anzeigeorgane steuernden Räderwerk gebildeten Vorrichtung zur Zeitanzeige, einer periodische Signale von bestimmter Frequenz erzeugenden elektronischen Schaltung, einem elektromechanischen Wandler für den Antrieb der Anzeigevorrichtung, der ein durch die aus der Schaltung kommenden Signale gesteuertes monostabiles Relais besitzt, dessen bewegliche Einrichtung einen zwei Antriebspaletten aufweisenden Anker enthält, der der Einwirkung mindestens einer ihn in seiner stabilen Lage zu halten bestrebten Feder unterworfen ist und mit der Frequenz der Signale periodisch aus seiner stabilen Lage in eine unstabile zweite Lage schwingt und umgekehrt und dabei die Winkelverstellung eines Zahnrades des Räderwerks durch nacheinander erfolgendes Anstossen seiner Paletten gegen die einzelnen Zähne dieses Zahnrades bewirkt, und Mitteln, um die Winkelverstellung des Zahnrades, die sich aus den im Verlaufe von zwei aufeinanderfolgenden Schwenkbewegungen des Ankers bewirkten Stössen ergibt, auf einen Zahnschritt zu begrenzen.

109822/1388

—2—

Die Erfahrung hat gezeigt, dass der Antrieb des Räderwerkes einer solchen Uhr durch Anstossen (Perkussion) effektiv eine wirklich interessante Lösung darstellt, und zwar insbesondere dann, wenn die Uhr eine aus einer Batterie mit kleinen Abmessungen gespeiste Armbanduhr ist, da die Eraftleistnng und die Betriebssicherheit, mit welchen sich dieser Antrieb bewerkstelligen lässt, besonders hoch sind.

!!an hat Jedoch festgestellt, dass, sofern eine solche Uhr von aussen kommenden Stössen ausgesetzt ist, die Zeitanzeige in bestimmten Fällen ein Nachgeben aufweisen kann, das mit der " Anzahl der Stösse zunimmt.

Dies ist besonders dann der Fall, wenn diese Stösse sich in einem unerwünschten Drehantrieb der Drehteile des Räderwerks und insbesondere des der Stosswirkung des Ankers ausgesetzten Zahnrades äussern, der um so stärker ist, je mehr die betreffenden Stösse zu dem Zeitpunkt erfolgen, da die Ausgangspalebte des Ankers im Betriff ist, die Verzahnung des Zahnrades zu verlassen, d.h. wenn das Umfangsspiei des Zahnrades am grössten ist. Es ist nämlich möglich, dass im Hinblick auf die verhältnismässig zugespitzte Form der Zähne des betreffenden Zahnrades und jeder Palette des Ankers dieses Zahnrad sich unter Einwirkung der störenden Stösse in der Antriebsrichtung entgegengesetzter Sichtung soweit bewegen kann, dass die Eingangspalette, die gegen die Verzahnung anstossen soll, zwischen zwei Zähne eingreift, statt gegen einen von ihnen anzustossen. In einem solchen Fall geht das Räderwerk gegenüber der Stellung, die es effektiv hätte annehmen sollen, wenn das Relais einen richtigen Antrieb hätte durchführen können, offensichtlich nach.

Die Anmelderin hat in ihrer Patentanmeldung P 16 73 774.9-52 bereits vorgeschlagen, die sich aus einem unrichtigen Ansprechen eines elektromechanischen Wandlers auf aus einer passenden elektronischen Schaltung zugeführte periodische Signale

.„^08822/138 8.

_ 3 —

ergebenden Hängel durcli Zuhilfenahme einer Korrekturvorrichtung; au "belieben, die Hittel enthält zum periodischen Feststellen eines etwaigen Abweichens der Zeitanzeigeorgane von einer Besugsstellung, die diese Organe "bei der !Feststellung aufgrund der Zählung der aus der elektronischen Schaltung kommenden Signale hätten einnehmen müssen, wobei die Anzeige dieser 3?eststellungsmittel benutzt wird, um vorübergehend entweder -sofern die Uhr nachgeht - die Hinzufügung eines zusätzlichen Signals zu den aus der elektronischen Schaltung kommenden periodischen Signalen oder - sofern die Uhr vorgeht - die Unterbrechung der Speisung des Wandlers mit elektrischer Energie zu bewirken.

Die Hinzufügung dieser Korrekturvorrichtung war durch den Wunsch begründet, Anzeigefehler jeglicher Art und insbesondere diejenigen zu beheben, die auf Beschleunigungen beruhen, die sich aus äusseren Stössen ergeben, welchen die Uhr ausgesetzt sein könnte.

In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass aufgrund des Perkussionsantriebes diese !Fehler tatsächlich nur diejenigen waren, die den betreffenden äusseren Stössen zuzuschreiben sind.

Die Anmelderin hat versucht, diese Korrekturvorrichtung von verhältnismässig komplizierter Bauweise durch ein in seinem Aufbau eindeutig einfacheres Mittel zu ersetzen, dessen Aufgabe nicht darin besteht, einen Anzeigefehler zu korrigieren, sondern vielmehr seine Entstehung zu verhindern, und zwar ausschliesslich für den Fall, dass ein solcher Fehler seinen Ursprung in durch äussere Stösse erzeugten unpassenden Beschleunigungen des Räderwerkes der Uhr haben würde.

Die unmittelbarste Lösung wäre selbstverständlich die Benutzung einer einem Rückstellorgan unterworfenen und mit der Verzahnung des Zahnrades, auf das der Anker des Wandlers einwirkt j im Eingriff stehenden Sperrklinke gewesen, die sich einer Bewe-

109822/1388 -4

gung dieses Zahnrades in der Antriebsrichtung durch den Anker entgegengesetzter Richtung entgegenstellt und nacheinander durch die einzelnen Zähne des Zahnrades nach Massgabe seiner Verstellung mit Hilfe des durch jeden Zahn während seiner gesamten Bewegung auf die Sperrklinke ausgeübten Schubes aus ihrer Verriegelungsstellung entfernt wird.

Bei einer elektronischen Uhr mit kleinen Abmessungen, wie z.B. einer Armbanduhr oder einer Taschenuhr, ist die Energiemenge, die jeder durch die elektronische Schaltung gelieferte Impuls darstellt, besonders gering, so dass das einwandfreie Arbeiten einer solchen Uhr nur dann gewährleistet ist, wenn die sich dem Vorlauf des Räderwerks entgegenstellenden Widerstandskräfte ebenfalls sehr gering sind.

Bei Verwendung einer vorstehend näher erörterten Sperrklinke führt die wiederholte Reibung der einzelnen Zähne des Zahnrades an der Sperrklinke rasch zu einer Verschlechterung des Zustandes einerseits der Flächen des Teiles der Sperrklinke, an welchem sich die Zähne jedesmal reiben, wenn sie sie entgegen der Einwirkung ihres Rückstellorgans entfernen, und andererseits des mit der Sperrklinke in Berührung tretenden Teiles jedes Zahnes, die erheblich genug werden kann, um ein Blockieren des Zahnrades durch die Sperrklinke in einer solchen Stellung zu bewirken, dass der Anker nicht mehr auf die Zähne des Zahnrades auftreffen, sondern nur daneben treffen kann. Unter solchen Bedingungen geht die Stundenanzeige durch die Uhr gegenüber der tatsächlichen Zeit nach.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Behebung der vorerwähnten Mängel und Nachteile bei Uhren der eingangs näher beschriebenen Art.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine elektronische Uhr zum Gegenstand mit einer aus einem Anzeigeorgane steuernden Räderwerk gebildeten Vorrichtung zur Zeitanzeige, einer periodische

y.<; ,--409S??/ 1388

Signale von "bestimmter Frequenz erzeugenden elektronischen Schaltung, einem elektromechanLschen Wandler für den Antrieb der Anzeigevorrichtung, der ein durch die aus der Schaltung kommenden Signale gesteuertes monostabiles Relais besLtzt, dessen bewegliche Einrichtung einen zwei AritrLebspalebten aufweisenden Anker enthält, der der Einwirkung mindestens einer ihn in seiner stabilen Lage zu halten bestrebten Feder unterworfen ist und mit der Frequenz dieser Signale periodisch aus seiner stabilen Lage in eine unstabile zweite Lage schwingt und umgekehrt und dabei die Winkelversbellung eLnes Zahnrades des Räderwerks durch nacheinander erfolgendes Anstossen seiner Paletten gegen die einzelnen Zähne diesen Zahnrades bewirkt, und Mitteln, um die Winkelvers bellung des Zahnrades, die sich aus den im Verlaufe von zwei aufeinanderfolgenden Schwenkbewegungen des Ankers bewirkten Sbössen ergibt, auf einen Zahnschribt zn begrenzen, die sich erfindun_P;sgomäss dadurch auszeichnen, dass sie eine mit der Verzahnung des Zahnrades im Eingriff stehend»' Sperrklinke, die ,jegliche Bewegung des Zahnrades Ln der Antrieb η richtung durch den Anker enbgegengeisetsber Richtung unbex'binden soll, und Mittel, besibzb, um die Sperrklinke in ihivj TOrriegelungssteilung .nirückziinihren, wenn sie au3 ihr entfernt wird, wobei die Schwingmasse cnr Sperrklinke und die dui-:h -..Iiο Rückstellmittel ausgeübte RücksbelJkraft so gewählt Rind, dass fixe Sperrklinke, di^ von deai in bezug auf die WinkeiveL-:;beiiuiig£iiⁱiohbung des Zahnrades -aufgrund des Anstossens des Ankers,· gegen seine Verzahnung auf sie folgenden Zahn einen Stoss erfährb, sLch von diesem Zahn für eine Zeitspanne entfernt, die ausreicht, damib das En-Le jedes gegen sie anstoosenden Zahnes ungehindert einen Kreisbogen durchwandern kann mit einer Länge, die mindestens gleich der Länge des Hindernisses ist, welches der bei Verriegelungslage der Sperrklinke in die Verzahnung eingreifende Teil von ihr auf der durch das Zahnende gefolgten kreisrunden Bewegungsbahn bildet.

LOO«?'// 1388

-6-BAD ORIGINAL

20577

En der Zeichnung sind ein Aunführungsbeispiel und eine Variante einer erfindungsgemäss ausgebildeten Uhr schematinch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 nine Aufsicht auf einen Teil der Organe einer Ausführungsform der elektronischen Uhr nach der Erfindung,

Flg. 2 einen Schnitt durch eine Einzelheit nach der Linie EE-II in Fig. 1,

I¹Xi¹;. 3 eine Einzelheit von Fig. 1 in vergröasortein ilassstub,

Fig. 4 oiu-.i .lic wesontl i.chen Elemente einer zweiten Auufiihrungsfοriii der elektron i. sehen Uhr nach der Erfindung veranschaulichende Einzelheit entsprechend der Einzelheit ηjch Fig, j.

Die in ler .'.eichnuzii¹; dargestellte elektronische Ti ti £ ■ ^nUrUt a im.· jl2kt otii ; Ι: ■ S-'hiLtun.;, flip -insu periodische Inpnli:;e bei. üch· ho hör Fifqu^n?; 1 ie!(!.rnd^n Osz i i.litoi¹ 0, einen <li-;:3t· Fr^(]Vi^nz t e.i .1 ^n U ,i frequenzteiler 1> und öin^n Kreis Efi j"ür die l'oriii:;«.: · tu.':g Ί<χ au. >lem ^:.'x'9 jitenzt ill:-r T) kommenden oigniiie ui ii'a.3J^!;, der.· pei¹ i.o Li s ;h-λ iügnale mit besonders stabiler 'Kr γαίΐ,ζ Li · ι >.:·(; :,ur Jpe.isun:. ^ane.-i t■! ^l:t.ro; lech'ini sehen V/andlei't) 'ü;' den AntT-:-3i> dec Sokviruiiinr-id ?s 3 eines nicht dargestellten Kn U τ w τ! s, <nl ,he;; die ebe.nfal 1..-J nicht dai; ,cist.e Llten Zciitanzoi ι cor;.,ane der steuert.

Ddesei· Wan;llor enthHLt eineraeitü Magnete 11a und \M> und ami/-reroeitu einen auf einer Schv/enkaclise 2 angebrachten Anker I, an weichem nine ^fule 10 befestigt ist, die sich huiim Jchwingen des Ankers im Ilagnetfüld der ilagnete 11b und 11a verstellt. Dieser Anker ist der Einwirkung von zwei Spiralen unterworfen, von welchen in der Zeichnung nur die Spirale 7 sichtbar ist, die bestrebt ist, ihn in die dargestellte, mit dem Ende eines mit ihm

^{1093 ;>} '■■ ' ' ^{:i 8 8} ' BAD OHGHM. -7-

fest verbundenen Begrenzungsarmes 9 gegen einen Anschlag 14-anliegende Stellung zurückzuführen, wenn er in Richtung F aus dieser Stellung entfernt wird.

Die beiden Spiralen sind durch eine nicht dargestellte Isolierung galvanisch voneinander getrennt, wobei die Spirale 7 mit einem Ende an den Formgebungskreis ER und mit ihrem anderen Ende an einen Anschluss der Spule 10 angeschlossen ist. Die andere Spirale ist mit einem Ende an den anderen Anschluss der Spule und mit ihrem anderen Ende an die Masse angeschlossen.

Aus Jedem durch die Spule 10 aus dem Kreis ER aufgenommenen Impuls entsteht eine die Schwingbewegung des Ankers 1 in Richtung 3? bewirkende elektromotorische Kraft, wobei die Amplitude der Schwingbewegung durch Anschlag des Armes 9 gegen den Anschlag 13 begrenzt ist und der Anker unter Einwirkung der vorgenannten Spiralfedern in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Wie im Hauptpatent 1 935 158 beschrieben, erfolgt der Antrieb des Sekundenrades S im Verlaufe dieser beiden Schwingbewegungen in einander entgegengesetzten Richtungen durch abwechselndes Anstossen der Paletten 1a und 1b gegen zwei einzelne Zähne dieses Rades.

Die Uhr nach der Erfindung ist ausser mit den beschriebenen Organen mit einer Sperrklinke versehen, die aus einem Stab 100 aus magnetisierbarem Material besteht, der auf einer Schwenkachse 101 angebracht ist und mit einem Ende 100A mit der Verzahnung des Rades S in Eingriff gebracht werden kann, während sein anderes Ende 100B in den Spalt eines ü-förmigen Magnetkreises eingreift, der aus einem Dauermagneten 102 und aus beiderseits von ihm angeordneten magnetisierbaren Ankern 103 und 103A gebildet ist. Die maximale Eindringtiefe des Endes

-8-10 SJ h 2 / /1388

1OOB des Stabes 100 zwischen den Ankern 10J und 103A ist durch einen Anschlag 104 begrenzt, der aus einem mittels einer Schraube 106 auf einem Halter 105 befestigten Klötzchen besteht. Die Stellung des Anschlages 104 lässt sich durch leichtes Lösen der Schraube 106 und durch Winkelverschwenkung dieses Anschlages verändern, was es ermöglicht, die Verriegelungsstellung der Sperrklinke 100 sehr fein einzustellen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Sperrklinke 100 so angeordnet, dass sie jegliche Verstellung des Rades S in seiner Antriebsrichtung F, durch den Anker 1 entgegengesetzter Richtung verhindert.

Wie im Hauptpatent 1 935 158 beschrieben, erfolgt dieser Antrieb durch eine besonders schnelle Bewegung des Rades S, so dass der in bezug auf die Richtung dieses Antriebes vor der Sperrklinke 100 liegende Zahn des Rades, im vorliegenden Fall der Zahn d, heftig gegen die Sperrklinke anschlägt.

Hier wird nämlich wieder das Anstossen zu Hilfe genommen, um die Schwenkbewegung der Sperrklinke in Richtung F in der Weise zu bewirken, dass die Übertragung der zum Erzielen dieser Schwenkbewegung notwendigen Energie bei bestem Wirkungsgrad erfolgt und ohne dass es unerlässlich wäre, den Zustand der Flächen, mittels derer diese Übertragung erfolgen muss, und zwar einerseits das Ende jedes einzelnen Zahnes des Rades und andererseits eines geringen Teiles des Stabes 100, besonders zu pflegen. Es sei daran erinnert, dass das wechselseitige Hämmern dieser Flächen die Güte jeder Fläche entsprechend verbessert.

Nun genügt es aber nicht, mit einer gewissen Heftigkeit gegen die Sperrklinke anzuschlagen, damit die gesamte Energie, die sie benötigt, um sich aus ihrer Verriegelungsstellung zu entfernen, ausschliesslich auf sie durch Stoss übertragen wird.

1 0 S ύ2 '/1388

Diese Übertragung muss ausserdem noch so erfolgen, dass die sich daraus ergebende Beschleunigung der Sperrklinke ausreicht, damit sie sich rasch von dem gegen sie anschlagenden Zahn entfernt, und zwar trotz der entgegengerichteten Einwirkung der magnetischen Rückstellkraft aufgrund des aus dem Magneten 102 und den Ankern 103 und 103A bestehenden Magnetkreises.

Ausserdem muss die Sperrklinke mindestens während einer Zeitspanne ausserhalb der Verzahnung des Rades S verbleiben, die ausreicht, damit der gegen sie anschlagende Zahn d unbehindert passieren kann und die Stelle des Zahnes d^ (Fig. 1) zu dem Zeitpunkt einnimmt, da der Anker 1 durch die Spiralen in seine in der Zeichnung dargestellte Stellung zurückgeführt worden ist.

Wie nachstehend gezeigt werden soll, ist dies nur möglich durch besondere Wahl der schwingenden Masse der Sperrklinke und der Rückstellkraft, die durch den Magnetkreis 1O2-1O3-1O3A ausgeübt werden kann.

Dazu wird auf 3Fig. 3 Bezug genommen, in welcher

r« der Aussenradius des durch zwei einander benachbarte Zähne d und d^ dargestellten Rades S ist,

0 der Mittelpunkt dieses Rades ist,

Φ_Η die Winkelstrecke, vom Mittelpunkt 0 aus gesehen, die der Zahn d nach dem Anstossen gegen die Sperrklinke 100 durchlaufen muss, um die Lage des Zahnes d^ einzunehmen,

τ. der den Punkt P der Sperrklinke 100, an welchem das Anstossen der einzelnen Zähne des Rades S erfolgt, von dem Drehpunkt der Sperrklinke trennende Abstand,

-10-109822/1388

0-, der Drehpunkt der Sperrklinke,

Φ_ζ die von CL aus gesehene Winkel st recke, die das Ende Q der Sperrklinke durchlaufen muss, um aus dem Aussenkreis des Rades S mit dem Radius r» auszutreten.

φ_ζ ist also dem Schwenkungswinkel gleichwertig, den die Sperrklinke 100 ausführen muss, damit das Rad S von der in einer Richtung wirksamen Verriegelungswirkung der Sperrklinke gänzlich befreit ist.

Y ist der Winkel, der zwischen einer von dem Punkt P zum Drehpunkt O, und einer aus diesem Drehpunkt auf die Facette f der vorderen Stirnfläche der Sperrklinke gefällten Lotrechten angeschlossen ist. Obwohl diese Facette in Fig. 3 zur Vereinfachung der Zeichnung gerade dargestellt ist, weist sie in Wirklichkeit ein etwas gerundetes Profil auf, wobei ihr Krümmungsmittelpunkt mit dem Drehpunkt 0, der Sperrklinke (oder mit der Achse 101 nach Fig. 1) zusammenfällt.

Es seien:

^ω-ο die Winkelgeschwindigkeit des Rades S nach seinem von Seiten des Ankers 1 erfahrenen Anstossens,

^ η die Winkelgeschwindigkeit des Rades S nach dem Anstossen seines Zahnes d gegen die Sperrklinke 100,

Q τ> das auf den Drehmittelpunkt des Rades S zurückgeführte Trägheitsmoment des Rades S sowie des gesamten übrigen Räderwerkes und der Zeiger,

"_T das Trägheitsmoment der Sperrklinke,

—11— 10 9 8 2 2/1388

k der "Restitutionskoeffizient", dessen Wert zwischen 0 und 1 liegen kann und der durch das Verhältnis der durch ein Organ aus einem bestimmten Werkstoff nach seinem Herabfallen auf eine ebenfalls aus einem bestimmten Werkstoff von ggf. anderer Natur bestehende festehende Unterlage angenommenen Geschwindigkeit zur Geschwindigkeit desselben Organs vor seinem Aufschlagen auf die Unterlage bestimmt wird;

ω'ρ die Winkelgeschwindigkeit der Sperrklinke nach dem Anstossen des Zahnes d.

Es lässt sich nachweisen, dass:

⁽¹⁾ ω'_ε - l_±iE -_ · _ω' · _{r sin}ß

1 +θ,

r_A sinß I * R

ι?η cosy I

wobeiY = α — β ist. (2) U)_R = λ ω¹ _R

worin λ — ι
da

Wie vorstehend beschrieben, muss die Sperrklinke 100 nach ihrem Anstossen durch einen Zahn d

1. sich für eine Zeitspanne entfernen, die ausreicht, damit der Zahn d in seine Stellung d-, gelangen kann,

2. sich ausreichend entfernen, damit der Zahn d in seine Stellung d^ gelangen kann, ohne auf seiner Bewegungsbahn auf die Sperrklinke zu treffen.

109822/138Ö
Diese beiden Bedingungen lassen sich wie folgt formulieren:

12
Erste Bedingung

Die Zeitspanne t nach dem Anstossen eines Zahnes d gegen die Sperrklinke, im Verlaufe derer die Sperrklinke sich entgegen der durch den Magnetkreis 102, 103» IO3A ausgeübten Rückstellwirkung in Richtung Fq verschwenkt, muss gleich oder grosser sein als die Zeitspanne t-g, die dieser Zahn benötigt, um nach seinem Anstossen bei P gegen die Sperrklinke in die Stellung d-, zu gelangen, d.h. um eine Winkelverstellung mit dem Winkel ψττ auszuführen,

so dass also t > tu·

u χι

Sofern das durch den Magnetkreis 102, 103, 103A auf die Sperrklinke ausgeübte Rückstellmoment M_e konstant ist, schreibt sich diese Bedingung:

(5) U . θ_β s . ^H , da λ ^ 1 ^Me " U)¹H

Zweite Bedingung

W Der Gesamtschwenkungswinkelψ der Sperrklinke nach dem Anstossen des Zahns d in Richtung Fq aus ihrer Ruhelage muss gleich oder grosser sein als der Winkel ψ ^, d.h. als der Winkel, um den sich die Sperrklinke verstellen muss, damit ihre Stelle Q sich auf dem Aussenkreis des Rades S mit dem Radius r^ befindet (Verriegelungszustand des Rades S)

-13-10 9 8 2 2/1388

Es lässt sich nachweisen, dass diese Bedingung dazu führt, dass

Für den besonderen Fall, dass die Beziehung (3) eine Gleich heit sbeziehung von zwei Monomen ist, lassen sich die Beziehungen (3) und (4) kombinieren, woraus sich ergibt, dass

Was die Güte der Verriegelung des Rades S anlangt, die durch die Sperrklinke 100 zwecks Verhinderung jeglicher Bewegung dieses Rades in der Richtung E,, d.h. der Richtung des Antriebes durch den Anker 1, entgegengesetzter Richtung hergestellt wird, so sei noch darauf hingewiesen, dass diese Verriegelung in besonders wirksamer Weise dadurch bewirkt wird, dass die Facette f ein gerundetes Profil mit bei 0-. , im Drehmittelpunkt der Sperrklinke 100 selbst, liegendem Krümmungsmittelpunkt aufweist, so dass jede der Facette f durch den Zahn d-, vermittelte Kraft lotrecht zu dieser Facette, d.h. in Richtung auf den Drehpunkt O₁, auf die Sperrklinke übertragen wird und also kein störendes Moment an der Sperrklinke entstehen lassen kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Rad S der Uhr nur durch die beiden Zähne d und d^ dargestellt, und de Richtung seiner Verstellung unter Einwirkung des durch den nicht dargestellten Anker auf die Verzahnung des Rades ausgeübten Stosses durch den Pfeil Fd, angedeutet.

-14-10 9822/1388

Bei dieser Ausführungsform besteht die zum Verhindern jeglicher Bewegung in der Richtung Fd-, entgegengesetzter Richtung bestimmte Sperrklinke aus einem Uhrenstein 107, der am Ende einer Blattfeder 108 befestigt ist, die in einen mit einer nicht dargestellten Platine fest verbundenen Halter 109 eingefügt ist.

Der Stein 107 hat eine parallelepipedische Form, wobei das Anstossen durch die einzelnen Zähne des Rades S, im vorliegenden Fall durch den Zahn d, nach Massgabe der Verstellung des Rades in Richtung Fd-, an der Facette 107a stattfindet.

Die Verriegelung des Rades S in der Richtung Fd-, entgegengesetzter Richtung erfolgt durch Abstützen des Zahnes d-, gegen die zur Facette 107a lotrechte Facette 107b.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist das Ganze so angeordnet, dass die Blattfeder 108 etwa lotrecht zur Facette 107b des Steines 107 verläuft in der Weise, dass sie sich nicht biegt, wenn diese Facette von Seiten eines die Stellung des Zahnes d-, nach der Zeichnung einnehmenden Zahnes einen Schub erfährt, und quer zu ihrer Achse in Richtung des Doppelpfeiles x-x frei schwingt, wenn die Sperrklinke durch einen Zahn wie den Zahn d im Verlaufe seiner Bewegung zum Übergang aus der dargestellten Stellung in die durch den Zahn d- eingenommene Stellung angestossen wird.

Zur Gewährleistung einer optimalen Arbeitsweise der Sperrklinke ist es ausserdem unerlässlich, die beiden vorgenannten Bedingungen zu erfüllen, d.h.

t > tir und χ > ρ durch Analogie mit

In der letztgenannten Beziehung ist

109822/1388 ·

χ die Amplitude der Bewegung des Steines 107» von der aus er aus dem Aussenkreis des Eades S austritt,

ρ die Eindringtiefe des Steines 107 in diesen Kreis in zur Blattfeder 108 lotrechter Richtung.

Es lässt sich nachweisen, dass die Beziehung t £ t™ zu

(6) f £ ^Xü)<R

⁴ Ψη

führt, worin f die Eigenfrequenz der Blattfeder ist, d.h.

(7) f - 1

E ab⁵

λη+ ι_σ .

E - Elastizitätsmodul des Werkstoffes der Blattfeder a = Breite der Blattfeder, b β Dicke der Blattfeder, 1 = Länge der Blattfeder, M - Masse des Steines der Sperrklinke σ « Dichte des Werkstoffes der Blattfeder

Die zweite Bedingung x>p führt zu der folgenden Beziehung

2Ttp

worin Vg die Anfangsgeschwindigkeit der Sperrklinke nach Erhalt des Stosses von Seiten des Zahnes d ist.

-16-10382 ν/Ί388

Sofern das Trägheitsmoment der Sperrklinke sehr viel kleiner ist als das des Rades, was hier zutrifft, und CX= β gesetzt wird, woraus sich ergibt, dassY ■ o, lässt sich aus der vorstehend angegebenen Beziehung (1) herleiten

(9) v'_e « cj'e · *_e - ( ι + k ) sinß . ω'_Ε . r_A

Für den besonderen Fall, wo die Beziehung (8) eine Gleichheitsbeziehung von zwei Monomen ist, sofern beispielsweise β ■ 45° und k » O,8,ergibt die Kombination der Beziehungen (8) und (9)

worin b der dem Winkel Φ_Η entsprechende Kreisbogen ist«

Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Beziehungen, die vorstehend anhand einer Sperrklinke angegeben sind, deren Rückstellelement aus einer Blattfeder besteht, an welcher sie befestigt ist, auch für eine Sperrklinke wie die Sperrklinke 1CX) nach Fig. 1 gültig sind, sofern sie einem Rückstellmoment unterworfen war, das durch eine Spiralfeder ausgeübt wurde, die mit einem Ende mit der Sperrklinke 100 und mit ihrem anderen Ende mit dem Schwenkungspunkt dieser Sperrklinke fest verbunden ist.

Die mathematische Darstellung dieser Beziehungen ergibt sich aus Differentialgleichungen der Bewegung der Sperrklinke, deren Lösung von der Formel für das auf die Sperrklinke einwirkende Rückstellmoment unmittelbar abhängig ist. Bei einem aus einer Blattfeder oder aus einer Spiralfeder gebildeten Rückstellorgan ist die Formel für das Moment die gleiche.

Patentansprüche ι 109822/1388

Claims

Patentansprüche

Elektronische Uhr nach Patent 1 935 158 mit einer aus einem Anzeigeorgane steuernden Räderwerk gebildeten Vorrichtung zur Zeitanzeige, einer periodische Signale von bestimmter Frequenz erzeugenden elektronischen Schaltung, einem elektromechanischen Wandler für den Antrieb der Anzeigevorrichtung, der ein durch die aus der Schaltung kommenden Signale gesteuertes monostabiles Relais besitzt, dessen bewegliche Einrichtung einen zwei Antriebspaletten aufweisenden Anker enthält, der der Einwirkung mindestens einer ihn in seiner stabilen Lage zu halten bestrebten Feder unterworfen ist und mit der Frequenz dieser Signale periodisch aus seiner stabilen Lage in eine unstabile zweite Lage schwingt und umgekehrt und dabei die Winkelverstellung eines Zahnrades des Räderwerks durch nacheinander erfolgendes Anstossen seiner Paletten gegen die einzelnen Zähne dieses Zahnrades bewirkt, und Mitteln, um die Winkelverstellung des Zahnrades, die sich aus den im Verlaufe von zwei aufeinanderfolgenden Schwenkbewegungen des Ankers bewirkten Stössen ergibt, auf einen Zahnschritt zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit der Verzahnung des Zahnrades (S) im Eingriff stehende Sperrklinke (100), die jegliche Bewegung des Zahnrades in der Antriebsrichtung (F^) durch den Anker (1) entgegengesetzter Richtung unterbinden soll, und Mittel (102, 103, IO3A) besitzt, um die Sperrklinke (IOO) in ihre Verriegelungsstellung zurückzuführen, wenn sie aus ihr entfernt wird, wobei die Schwingmasse der Sperrklinke und die durch die Rückstellmittel ausgeübte Rückstellkraft so gewählt sind, dass die Sperrklinke, die von dem in bezug auf die Winkelverstellungsrichtung (F^) des Zahnrades aufgrund des Anstossens des Ankers (1) gegen seine Verzahnung auf sie folgenden Zahn (d) einen Stoss erfährt, sich von diesem Zahn für eine Zeitspanne entfernt, die ausreicht, damit das Ende jedes gegen sie anstossenden Zahnes ungehindert

1 09Ö22/ 1 388 ~¹⁸~

einen Kreisbogen durchwandern kann mit einer Länge, die mindestens gleich der Länge des Hindernisses ist, welches der bei Verriegelungslage der Sperrklinke in die Verzahnung eingreifende Teil von ihr auf der durch das Zahnende gefo]g|ben kreisrunden Bewegungsbahn bildet.
2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn (d) des Zahnrades (S) eine !Facette aufweist, mit welcher er sich gegen die Sperrklinke (100) in ihrer Verriegelungslage abstützt, wobei diese Facette an die Spitze des betreffenden Zahnes angrenzt und sich von ihr aus in bezug auf die Winkelverstellungsrichtung (I'd) des Zahnrades nach hinten erstreckt, dass die Sperrklinke aus einem Stab (100) besteht, der in einer Ebene schwenkbar ist, die 'im wesentlichen der Ebene entspricht, in welcher sich das Zahnrad (S) erstreckt, und dessen Verriegelungsende (100A) ein Profil mit einer der Form der Facette .jedes Zahnes des Zahnrades angepassten Form aufweist, und dass die Schwenkachse (101) des Stabes so angeordnet ist, das bei das Zahnrad verriegelnder Lage des Stabes (100) diese Achse zu einer Lotrechten zur Ebene der Facette des zu diesem Zeitpunkt mit dem Stab zwecks Herbeiführung der Verriegelung zusammenwirkenden Zahnes rechtwinklig verläuft.
3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (100) aus magnetisierbarem Material besteht und dass die Rückstellmittel einerseits eine Magnetfeldquelle (102, 103, 103A), die so angeordnet ist, dass sie auf den Stab eine ihn in seine Verriegelungslage zurückzuführen bestrebte magnetische Anziehungskraft ausübt, wenn er aus ihr entfernt worden ist, und andererseits ein Anschlagorgan (104) enthalten, gegen das der Stab unter Einwirkung der Magnetfeldquelle angelegt gehalten wird und das die Verriegelungslage des Stabes bestimmt.
4. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel einerseits eine Spiralfeder, die mit einem Ende mit einem von dem Stab (IOO) unabhängigen unbeweglichen Halter und mit ihrem anderen Ende mit dem Stab fest verbunden ist, so dass sie

109822/1388

an dem Stab ein ifrn in seine Verriegelungslage zurückzuführen bestrebtes Moment entwickelt, wenn er aus ihr entfernt worden ist, und andererseits ein Anschlagorgan (104) enthalten, gegen das der Stab unter Einwirkung der Spiralfeder angelegt gehalten wird und das die Verriegelungslage des Stabes bestimmt.

Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn (d) des Zahnrades (S) eine Facette aufweist, mit welcher er sich gegen die Sperrklinke (100) in ihrer Verriegelungslage abstützt, wobei diese Facette an die Spitze des betreffenden Zahnes angrenzt und sich von ihr aus in bezug auf die Winkelverstellungsrichtung (Fd) des Zahnrades nach hinten erstreckt, dass die Sperrklinke aus einem Klötzchen (107) besteht, dessen Verriegelungsende (107b) eine der Form der Facette jedes Zahnes des Zahnrades angepasste Form aufweist, dass die Rückstellmittel aus einer mit einem Ende an einem feststehenden Halter (109) angebrachten geraden Blattfeder (108) bestehen, deren anderes Ende das Klötzchen (107) trägt, und dass die Blattfeder (108) und ihr Halter (109) so eingerichtet und angeordnet sind, dass sich die Blattfeder in einer im wesentlichen der Ebene, in welcher sich das Zahnrad erstreckt, entsprechenden Ebene biegen kann und dass sich ihre Längsachse bei nicht gebogener Lage der Blattfeder lotrecht zur Ebene der Facette des zu diesem Zeitpunkt zwecks Herbeiführung der Verriegelung mit dem Klötzchen (10?) zusammenwirkenden Zahnes (d, ) erstreckt·

MB/Ür - 22 477

1038 2 2/1388

ZO

Leerseite