DE2138878A1 - Elektronisches Uhrwerk - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Heinz Lasser, Patentanwalt 0-8 München 81, Cosimastrafce 81 · Telefon: (0811) 483820

Bulova Watch Company, Inc. L 9481

New York, N.Y. (U.S.A.) Fl/km

Elektronisches Uhrwerk

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Uhrwerk mit einer Werkplatte, einer zwei Arme aufweisenden Stimmgabel, einem elektronischen Stromkreis für den Antrieb der Stimmgabel, einer kreisförmigen Knopfbatterie für die Speisung des mit einem teilweise von den Stimmgabelarmen getragenen Transduktorsystem verbundenen Antriebsstromkreises, und ferner eine Umsetzeinrichtung für die Umwandlung der Schwingbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung der Zeiger. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Uhrwerk für Kleinuhren .

Es sind Uhrwerke dieser Art bekannt geworden, in denen ein batteriegespeister Transistorstromkreis zwecks Anregung der Stimmgabel mit einem elektrodynamischen Wandlersystem zusammenwirkt. Die oszillierende Bewegung der Gabel wird mit Hilfe eines Klinkensystems in eine die Zeiger antreibende Drehbewegung umgewandelt.

Ein seit langer Zeit nicht befriedigend gelöstes Problem liegt in der Verkleinerung des Durchmessers und/oder der Dicke solcher Werke, so dass sie sich insbesondere auch für Damenuhren entsprechend zierlicher Abmessungen eignen.

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Den bisherigen Bestrebungen, Stiinmgabeluhrwerke zu miniaturisieren, stand die runde und knopfförmige Batterie entgegen, die einen grossen Teil des ausnützbaren Volumens des Uhrwerks einnimmt. Bisher hat man die Batterie und die Stimmgabel nebeneinander angeordnet. Diese Anordnung bedingt normalerweise einen grossen Uhrwerkdurchmesser. Man hat sich daher bisher mit nach innen gebogenen Gabelzinken geholfen, wobei die Batterie zum Teil innerhalb des bei der einen Zinke gebildeten konkaven Raumes zu liegen kommt. Die sich auf diese Weise ergebende Raumeinsparung ist jedoch nur geringfügig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt in der Schaffung eines sehr kompakten Stimmgabel-Uhrwerks, welches als Damenuhr oder andere miniaturisierte Uhr Verwendung finden kann.

Im Falle des Uhrwerks nach der Erfindung ist diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Arme der an der einen Seite der Werkplatte befestigten Stimmgabel kreisbogenförmig nach aussen gewölbt ausgebildet sind und eine kreisförmige Zone umschliessen, in welche die Knopfbatterie eingelagert ist, wobei der Durchmesser der kreisförmigen Zone zur Sicherstellung einer ungehinderten Schwingung der Stimmgabelarme grosser ist als die Summe des Durchmessers der Batterie und der Amplitude dieser Schwingung.

In bevorzugter Ausführung ist die Batterie innerhalb der kreisförmigen Zone in eine in der Werkplatte ausgebildete Vertiefung eingesetzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Raum zwischen den Stimmgabelärmen durch weitere Bauelemente weitgehend ausgenutit. 109887/1368

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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels,
Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der mecha

nischen und elektrischen Komponenten eines Kleinuhrwerkes,

Figur 2 eine isometrische perspektivische Ansicht

des Werks von der Rückseite des Werks betrachtet,

Figur 3 einen teilweise geschnittenen Teil des

Werks, wobei die das Untersetzungsgetriebe überdeckende Brücke zwecks Erhöhung der Übersichtlichkeit abgehoben ist,

Figur 4 eine isometrische Ansicht des Werks von

der Front- bzw. Zifferblattseite her betrachtet.

Aus Figur 1 ist erkennbar, dass die allgemein mit 10 bezeichnete Stimmgabel zwei Zinken 1OA und 1OB und einen nach innen gerichteten Haltefuss IOC aufweist. Letzterer ist an der Werkplatte befestigt.

Die Zinken 1OA und 1OB sind derart gebogen, dass sie eine kreisförmige Zone umschliessen, welche zur Aufnahme einer auswechselbaren» einzelligen Batterie 11 dient. Die runde Knopfbatterie 11 liegt konzentrisch innerhalb dieser Zone, wobei der geringe Abstand zwischen der Peripherie der Batterie

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und den Zinken ausreichend ist, um ein ungehindertes Schwingen der Zinken zu gewährleisten.

An den freien Enden der Zinken 12A und 12B sitzen permanente Magnete, und zwar vorzugsweise solche der früher vorgeschlagenen Art. Diese Topfmagnete wirken mit einer ortsfesten Antriebsspule 13 und einer festen Abfühlspule 14 zusammen und bilden mit diesen Spulen elektrodynamische Transduktoren. Die Antriebsspule kann aus zwei hintereinander geschalteten Abschnitten bestehen, von welchen einer neben der Abfühlspule aufgewickelt ist.

Den Transduktoren ist ein Kunststoffträger (Modul) EM zugeordnet, innerhalb welchem der elektronische Antriebsstromkreis eingekapselt ist. Dieser setzt sich aus einem Transistor 15 und einem RC-Glied 16 zusammen. Die Basis des Transistors ist über das RC-Glied mit einem Ende der Abfühlspule 14 verbunden, deren anderes Ende mit einem Ende der Antriebsspule 13 zusammengeschaltet ist. Das andere Ende der Antriebsspule 13 führt über einen Leiter S an den einen Anschluss der Batterie 11, deren andere Kontaktfläche mit dem Transistoremitter E verbunden ist. Die Verbindung zwischen Emitter E und dem anderen Batterieanschluss verläuft über die Werkplatte des Uhrwerks.

Die Art und Weise, in welcher der Stromkreis die Stimmgabel in Bewegung hält, ist an sich aus früheren Druckschriften bekannt und soll an dieser Stelle nicht wiederholt werden.

Die Vibrationsbewegung der Stimmgabel 10 wird mit Hilfe einer an einem Stift 19, der seinerseits an einem Vorsprung 20 der Zinke 1OA sitzt, gehaltenen Antriebsklinke 18 in eine Rotationsbewegung umgewandelt. Die Klinke 18 treibt ein Klinkenrad 21 an

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Eine rückläufige Drehbewegung des Klinkenrades 21 wird durch eine an einem Stift 23 sitzende Bremsklinke verhindert.

Das Klinkenrad 21 treibt über ein allgemein mit 24 bezeichnetes Untersetzungsgetriebe ein Zeigergetriebe an. Hierbei sind die Übersetzungsverhältnisse derart gewählt, dass bei einer vorgegebenen Eigenfrequenz der Stimmgabel (z.B. 440 Hz) die Zeiger mit der korrekten Drehzahl umlaufen.

Aus den Figuren 2, 3 und 4 ist ersichtlich, dass das Werk fass förmig ist. Das äussere Profil ist punktiert angedeutet. Der Stimmgabelfluss IOC ist auf der Rückseite der Werkplatte 26 festgeschraubt. Die Figur 3 lässt besonders klar erkennen, dass die Batterie 11 von einer kreisförmigen Vertiefung 27 aufgenommen wird, deren Form zum inneren Profil der Zinken 1OA und 1OB konzentrisch ist.

Zwischen den Magneten 12A und 12B einerseits und der Peripherie der Batterie 11 andererseits ist eine Schockdämpfungsbrücke mit über die Zinken 1OA und 1OB ragenden Ohren 28A und 28B vorgesehen. Diese begrenzen vertikale Bewegungen der Zinken bei Schockeinwirkungen. Die Zinken 1OA und 1OB sind ferner mit Bohrungen 10A¹ und 10B¹ ausgestattet, in welche auf der Zeichnung nicht veranschaulichte, an der Werkplatte befestigte Prellstiften ragen, wodurch zu starken Ausbiegungen der Zinken in der Schwingungsebene der Gabel entgegengewirkt wird.

Dank der Tatsache, dass die Batterie 11 innerhalb der durch die Zinken der Gabel umschlossenen Zone liegt, nehmen Stimmgabel und Batterie in der horizontalen Ebene zusammen nicht mehr Platz ein als die Stimmgabel allein. Die beiden Flachseiten der Batterie 11 stellen Anschlüsse HA und HB dar.

Der Bodenanschluss HA liegt in der Vertiefung 27 auf, wodurch

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eine Verbindung zu der Werkplatte 26 hergestellt ist. Der oben liegende Anschluss HB liegt über dem Niveau der Gabelzinken. Auf ihm liegt eine leitende Brücke S auf, welche auch die Gabelzinken überspannt.

Die Brücke S besteht aus einem flexiblen Metallband aus Phosphorbronze, rostfreiem Stahl oder einem anderen lei-

ausgestattet, welche einen guten elektrischen Kontakt mit der Batterie gewährleisten und diese festhalten. Das eine Ende des Metallbügels S ist an einem Zapfen 29 aus Isoliermaterial schwenkbar befestigt, während das andere hakenförmige Ende eine umlaufende Nut eines mit der Antriebsspule 13 verbundenen Anschlusskontaktes 30 umschliesst (vgl. auch Figur 1). Dieser Anschlusskontakt sitzt auf einem weiteren Kunststoffträger (Modul) CM. Dieser Träger CM dient auch zum Festhalten der Antriebsspule 13. Zum Auswechseln der Batterie ist es daher lediglich notwendig, den Bügel S vom Anschlusskontakt 30 zu lösen und auszuschwenken, worauf sich die Batterie aus der Vertiefung herausnehmen lässt.

Der Träger EM ist an der Werkplatte befestigt. Er trägt die Abfühlspule 14. Wie weiter oben erwähnt, nimmt dieser Träger mit Ausnahme der Batterie alle Stromkreiskomponenten des Antriebsstromkreises auf. Die Verbindungen zwischen der Spule 14 und diesen Komponenten liegen ebenfalls innerhalb des Trägers EM. Aus der Figur 1 ergibt sich, dass die Antriebsspule 13 über die leitende Brücke S mit der Batterie 11 und über den Leiter 17 mit der Abfühlspule zusammengeschaltet ist. Der Träger CM weist den Anschlusskontakt 30 für das Verbinden mit dem Bügel S und, wie insbesondere aus Figur 4 erkennbar, einen Anschlusskontakt 31 auf, welcher über den Leiter 17 mit einem an dem Träger EM sitzenden Anschlusskontakt 32 verbunden ist. In dem Träger EM ist eine leitende

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Verbindung zu der Abfühlspule vorgesehen.

Die beiden Träger lassen sich somit ohne Lötarbeit in ein*- fachster Weise montieren oder auswechseln. Die einzige nach der Montage der Träger EM und CM vorzunehmende Verbindung ist das Anbringen des Leiters 17, welcher als steifer metallischer Streifen ausgebildet ist, dessen Enden Bohrungen für die Aufnahme von Schrauben der Anschlüsse 31 und 32 aufweisen. Dem Leiter 17 fällt eine doppelte Funktion zu. Einerseits stellt er die einzige elektrische Verbindung zwischen den beiden Trägern dar und andererseits ist er als Verstärkungssteg wirksam, der die beiden Träger unverrückbar in ihrer Lage an der Werkplatte festhält.

Die Vibrationsbewegung der Stimmgabel wird mit Hilfe einer in die Zähne eines Klinkenrades 21 greifenden Antriebsklinke 18 in eine Drehbewegung umgewandelt. Das Klinkenrad treibt das allgemein mit 24 bezeichnete Untersetzungsgetriebe, welches sich in der Nähe des Trägers EM in einer Ausnehmung 33 auf der Rückseite der Werkplatte befindet. Die Welle, auf welcher das Klinkenrad 21 aufgekeilt ist, trägt eine die anderen Räder des Untersetzungsgetriebes antreibende Schnecke

Figur 4 lässt das allgemein mit 25 bezeichnete Zeigerräderwerk erkennen. Das Zeigergetriebe ist auf der Vorder- bzw. Zifferblattseite der Werkplatte angebracht und weist ein Minutenrad 35 und ein Stundenrad 36 auf. Der nicht zeichnerisch wiedergegebene Stundenanzeiger sitzt auf einem Rohr 37. Dieses ist konzentrisch zu einem den ebenfalls nicht eingezeichneten Minutenzeiger tragenden Rohr 38. Zum Stellen des Werks dient in üblicher Weise eine Stellwelle 39, welche über eine Kupplung und ein Triebrad 41 auf das Minutenrad einwirkt. Weil das

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Zeigergetriebe auf der Zifferblattseite der Werkplatte angeordnet ist und sich mit der von Batterie^ und Stimmgabel eingenommenen Fläche teilweise überdeckt, ergibt sich ein ausgesprochen kompakter Aufbau.

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Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   Elektronisches Uhrwerk mit einer Werkplatte, einer zwei Arme aufweisenden Stimmgabel, einem elektronischen Stromkreis für den Antrieb der Stimmgabel, einer kreisförmigen Knopfbatterie für die Speisung des mit einem teilweise von den Stimmgabelarmen getragenen Transduktorsystem verbundenen Antriebsstromkreises und ferner einer Umsetzeinrichtung für die Umwandlung der Schwingbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung der Zeiger, dadurch gekennzeichnet , dass die Arme (1OA, 10B) der an der einen Seite der Werkplatte befestigten Stimmgabel (10) kreisbogenförmig nach aussen gewölbt ausgebildet sind und eine kreisförmige Zone umschliessen, in welche die Knopfbatterie (11) eingelagert ist, wobei der Durchmesser der kreisförmigen Zone zur Sicherstellung einer ungehinderten Schwingung der Stimmgabelarme grosser ist als die Summe des Durchmessers der Batterie und der Amplitude dieser Schwingung.
2. 2. Uhrwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass innerhalb der kreisförmigen Zone in der Werkplatte eine Vertiefung (27) für die Aufnahme der Knopfbatterie (11) vorgesehen ist.
3. 3. Uhrwerk nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Raum zwischen den Stimmgabelärmen (10A, 10B) durch weitere Bauelemente (28, S) ausgenutzt ist.

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4. 4. Uhrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass das Transduktorsystem an den Stimmgabelarmen (1OA, 10B) befestigte magnetische Elemente aufweist, welchen Antriebs- und Abfühlspulen (13, 14) zugeordnet sind, und dass diese Spulen von an der Werkplatte befestigten Trägern (EM, CM) gehalten sind, die sich mit Bezug auf die Stimmgabel nach entgegengesetzten Seiten erstrecken.
5. 5. Uhrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass in einem der Träger (EM) Stromkreiselemente (15, 16) eingekapselt sind.
6. 6. Uhrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen die Stimmgabelarme (1OA, 10B) überspannenden elastischen Bügel (S) aus elektrisch leitendem Werkstoff, der an dem oberen Anschluss (HB) der Batterie (11) anliegt und der zur elektrischen Verbindung mit der einen Spule (13) mit einem Anschluss 30 des diese Spule haltenden Trägers (CM) verbunden ist.
7. 7. Uhrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die beiden Träger (EM, CM) durch einen steifen Metallstreifen (17! verbunden sind, welcher auch als Verstärkungssteg dient.
8. 8. Uhrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Umsetzeinrichtung ein auf der einen Seite der Werkplatte angeordnetes Untersetzungsgetriebe (24) und ein mit diesem

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   gekoppeltes auf der anderen Seite der Werkplatte angeordnetes Zeigergetriebe (25) aufweist.

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