DE2138878B2 - Elektronisches uhrwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Uhrwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DT-OS 15 23 929 ist ein elektronisches Uhrwerk der erwähnten Gattung mit einer Stimmgabel bekannt, dessen Zinken halbkreisförmig verlaufen, so daß insgesamt ein kreisförmiger Innenraum auf der Werkplatte entsteht. Dieser Kreis folgt der Außenumrandung der Werkplatte, so daß zwischen den Zinken und den Kanten der Werkplatte kein nutzbarer Raum mehr zur Verfügung steht. Auch für die mit den Permanentmagneten zusammenwirkenden Spulen arm Ende der Zinken steht nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung, so daß die Wandlerelemente innerhalb der großen Ringzone untergebracht werden müssen, die von den Zinken umschlossen wird. Dadurch verringert sich die Wirkung der Spulen auf die Zinkenenden erheblich, so daß die Energiebilanz vergleichsweise ungünstig wird. Hinsichtlich der Raumausnutzung und Montage wird es auch als ungünstig empfunden, daß alle übrigen Einheiten wie Antriebsschaltung, Umsetzergetriebe im Innenraum der Zinken verteilt angeordnet werden müssen und nicht, wie heute angestrebt, in einem geschlossenen, einheitlich herstellbaren Block untergebracht sein können. Dieses bekannte elektronische Uhrwerk eignet sich daher auch nicht für kleine, insbesondere Damenkaliber.

Eine moderne und in der US-PS 34 69 389 beschriebene technische Lösung für eine Stimmgabeluhr mit günstigem Wirkungsgrad sieht die Verwendung gerader Zinken vor, so daß außerhalb des durch die Stimmgabel umgrenzten Raums mindestens zwei Trägerzonen auf der Werkplatte frei bleiben, die beispielsweise zur Halterung von zwei elektronischen Moduln dienen, die der Antriebs- bzw. Abfühlspule zugeordnet sind. Dieses bekannte Uhrwerk mit gerader Stimmgabel läßt sich jedoch ebenfalls nicht in ausreichendem Maße verkleinern, ohne eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrads in Kauf nehmen zu müssen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein sehr kompaktes Stimmgabel-Uhrwerk zu schaffen, welches sich für Damenarmbanduhren oder für andere miniaturisierte Uhren verwenden läßt.

Bei der zu lösenden Aufgabe stand also insbesondere das Problem der Verkleinerung des Durchmessers und der Dicke solcher Uhrwerke im Vordergrund, um insbesondere auch für Damen-Armbanduhren entsprechend zierlicher Abmessungen geeignet zu sein. Den bisherigen Bestrebungen, Stimmgabeluhrwerke zu miniaturisieren, stand vor allem die runde und knopfförmige Batterie entgegen, die einen großen Teil des ausnutzbaren Volumens des Uhrwerks einnimmt und die sich nicht beliebig verkleinern läßt, vielmehr in der heutigen Form als Knopfbatterie schon eine erhebliche Miniaturisierung gegenüber früheren bekannten Energiespeichern erfahren hat.

Die Lösung dieser technischen Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Raum zwischen den Stimmgabelarmen durch weitere Bauelemente weitgehend ausgenutzt. Der Durchmesser der kreisförmigen Zone zur Sicherstellung einer ungehinderten Schwingung der Stimmgabelarme ist größer als die Summe des Durchmessers der Batterie und der Amplitude dieser Schwingung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der mechanischen und elektrischen Komponenten eines Kleinuhrwerkes,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Werks von der Rückseite des Werks betrachtet,

F i g. 3 einen teilweise geschnittenen Teil des Werks, wobei die das Untersetzungsgetriebe überdeckende Brücke zwecks Erhöhurg der Übersichtlichkeit abgehoben ist,

F i g. 4 eine Ansicht des Werks von der Front- bzw. Zifferblattseite her betrachtet.

Aus F i g. 1 ist erkennbar, daß die allgemein mit 10 bezeichnete Stimmgabel zwei Zinken 10/\ und 1Of? und einen nach innen gerichteten Haltefuß IOC aufweist. Letzterer ist an der Werkplatte befestigt.

Die Zinken 10,4, und lOßsind 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 und den Zinken ausreichend ist, um ein ungehindertes Schwingen der Zinken zu gewährleisten.

An den freien Enden der Zinken 12A und 12ß sitzen permanente Magnete bekannter 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 sind Kunststoffträger (Moduln) EM und CM zugeordnet; innerhalb ersterem ist der elektronische Antriebsstromkreis eingekapselt. Dieser setzt sich aus einem Transistor 15 und einem ÄC-Glied 16 zusammen. Die Basis des Transistors ist über das ÄC-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 5 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. 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 F i g. 2, 3 und 4 ist ersichtlich, daß das Werk faßförmig ist. Das äußere Profil ist punktiert angedeutet. Der Stimmgabelfluß IOC ist auf der Rückseite der Werkplatte 26 festgeschraubt. Die F i g. 3 läßt besonders klar erkennen, daß die Batterie Ii von einer kreisförmigen Vertiefung 27 aufgenommen wird, deren Form zum inneren Profil der Zinken 1OA und 10ß konzentrisch ist.

Zwischen den Magneten \2A und 12ß einerseits und der Peripherie der Batterie 11 andererseits ist eine Schockdämpfungsbrücke 28 mit über die Zinken 1OA und 10ß ragenden Ohren 28A und 28Ö vorgesehen. Diese begrenzen vertikale Bewegungen der Zinken bei Schockeinwirkungen. Die Zinken 10/4 und 10ß sind ferner mit Bohrungen 10A' und 10ß' ausgestattet, in welche auf der Zeichnung nicht veranschaulichte, an der Werkplatte befestigte Prellstifte 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 Weg i, 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 WA und Hfl dar. Der Bodenanschluß HA liegt in der Vertiefung 27 auf, wodurch eine Verbindung zu der Werkplatte 2ö hergestellt ist. Der oben liegende Anschluß IiB liegt über dem Niveau der Gabelzinken. Auf ihm liegt eine leitende Brücke S auf, welche auch die Gabelzinken überspannt.

Die Brücke 5 besteht aus einem flexiblen Metallband aus Phosphorbronze, rostfreiem Stahl oder einem anderen leitenden Material und ist mit elastischen Ansätzen S₈ und 5* 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 Anschlußkontakt 30 umschließt (vgl. auch Fig. 1). Dieser Anschlußkontakt sitzt auf dem Kunststoffträger (Modul) CM. Dieser Träger CM dient auch zum Festhalten der Antriebsspule 13. Zum Auswechseln der Batterie ist es daher lediglich notwendig, den Bügel 5 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 F i g. 1 ergibt sich, daß die Antriebsspule 13 über die leitende Brücke 5 mit der Batterie Ii 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 Fig.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 Verbindung zu der Abfühlspule vorgesehen.

Die beiden Träger lassen sich somit ohne Lötarbeit in einfachster 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 34.

Fig.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 40 und ein Triebrad 41 auf das

Minutenrad einwirkt. Weil das 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Uhrwerk mit einer Werkplatte, einer auf einer Seite der Werkplatte gehaltenen Stimmgabel, die im wesentlichen durch ein Paar kreisbogenähnlich gekrümmte Zinken gebildet ist, die einen Ringraum zwischen den Zinken begrenzen, mit einer elektronischen Antriebsschaltung, die zur Aufrechterhaltung der Stimmgabelschwingung ein Wandlersystem mit einer Antriebs- und einer Abfühlspule und zugeordneten Permanent-Magne ten speist, mit einer Knopfbatterie als Stromquelle für die Antriebsschaltung und ferner mit einer Umsetzeinrichtung für die Umwandlung der Schwingbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung der Uhrenzeiger, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (10Λ, 108,1 von den einander gegenüberliegenden Kanten der Werkplatte nach innen versetzt sind, so daß außerhalb des durch die Stimmgabel umgrenzten Raums mindestens zwei Trägerzonen auf der Werkplatte frei bleiben, daß die Antriebs- und die Abfühlspule (13, 14) durch zwei den Raum der Trägerzonen einnehmenden und auf der Werkplatte befestigten Module (CM, EM) gehaltert sind, daß innerhalb des Ringraums in der Werkplatte eine konzentrisch zum Ringraum angeordnete Vertiefung (27) zur Aufnahme der Knopfbatterie (11) vorgesehen ist, und daß die Knopfbatterie (11) den Ringraum im wesentliichen bis auf einen zur Gewährleistung der freien Schwingung der Stimmgabelzinken freibleibenden Abstand ausfüllt.

2. Uhrwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Stimmgabelzinken (1OA, \QB) überspannenden elastischen Bügel (S) aus elektrisch leitendem Werkstoff, der an dem oberen Anschluß (WB) der Batterie (U) anliegt und der zur elektrischen Verbindung mit der einen Spule (13) mit einem Anschluß (30) des die Spule haltenden Moduls (CM) verbunden ist.

3. Uhrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Moduln (EM, CM)durch einen steifen Metallstreifen (17) verbunden sind, welcher auch als Verstärkung:!!- steg dient und die Moduln in ihrer Positionierung auf der Werkplatte hält.