DE2166739C3 - Quartz crystal wristwatch with an electromechanical converter - Google Patents
Quartz crystal wristwatch with an electromechanical converterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Armbanduhr laut Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a wristwatch according to the preamble of claim 1.
Bei dieser bekannten Uhr ist der eigentliche elektromechanische Wandler in einer flachen Spule und in dem mit dem Spulenfeld verknüpften, hin- und hergehenden Anker zu sehen. Um die erforderliche umlaufende Bewegung zu erhalten, findet ein zusätzlicher Bewegungstransformator iii Gestalt der Klauen 12 des Ankers und des Klinkenrades Verwendung, was umständlich und zu einer verschleißanfälligen Anordnung führt. Die Anbringung der Spule und der mit dieser verknüpften Ankereinrichtung ist derart getroffen, daß die beiden Teile in Dickenrichtung der Uhr übereinander liegen. Dies ist im Sinne einer dünn auszuführenden Uhr grundsätzlich ungünstig und des weiteren ist die bekannte Uhr insgesamt relativ dick ausgeführt, da sich zwischen der Spule und der Ziffernblatt-Abschlußwand der Uhr noch ein erheblicher Freiraum befindet; oberhalb der Uhr erstreckt sich eine Brücke, die die Achsen der Zahnräder abstützt. Die Spule des elektro-mechanischen Wandlers dieser bekannten Uhr kann also nicht in Richtung der Dicke der Uhr voluminöser gemacht werden, um den Wirkungsgrad der Uhr zu verbessern oder eine Batterie einzusparen, was nicht nur vom Raumbedarf her interessant ist, sondern auch Fulgeii füi die UiiicinausküSteii der Uhr hat, deren Batterien in regelmäßigen Abständen ausgewechselt werden müssen.In this known clock, the actual electromechanical converter is to be seen in a flat coil and in the reciprocating armature linked to the coil field. In order to obtain the required rotating movement, an additional motion transformer (iii) in the form of the claws 12 of the armature and the ratchet wheel is used, which is cumbersome and leads to an arrangement susceptible to wear. The coil and the armature device linked to it are attached in such a way that the two parts lie one above the other in the direction of the thickness of the clock. This is fundamentally unfavourable in terms of a clock that is to be made thin and, furthermore, the known clock is made relatively thick overall, since there is still a considerable amount of free space between the coil and the end wall of the clock's dial; above the clock there is a bridge that supports the axes of the gear wheels. The coil of the electro-mechanical converter of this well-known clock cannot therefore be made more voluminous in the direction of the thickness of the clock in order to improve the clock's efficiency or to save on a battery, which is not only interesting in terms of space requirements, but also has consequences for the clock's electrical equipment, whose batteries must be replaced at regular intervals.
Des weiteren ist ein elektro-mechanischer Wandler in Gestalt eines sogenannten Schrittmotors bekannt (DE-OS 19 55 698), bei welchem Änderungen des von der Antriebsspule hervorgerufenen Magnetflusses unmittelbar in eine schrittweise Drehung in gleicher Richtung eines Rotors umgesetzt werden. Damit erreicht man bereits den Vorteil, daß die Umsetzung von einer pendelnden mechanischen Bewegung auf eine schrittweise drehende Bewegung wie bei dem eingangs geschilderten elektro-mech?nischem Wandler entfällt. Auch bildet der Rotor dieses Schrittmotors unmittelbar ein Glied des Zeigergetriebezuges, das neben der Reduzierung von Teilen auch zu einem entsprechenden Platzbedarf fehlt. Zwar ist bei diesem bekannten Schrittmotor die Antriebsspule in zweckmäßiger Weise in einer Ebene mit dem Rotor angeordnet, was dem flachen Aufbau einer Uhr zugute kommen kann. Die allerdings nur schematisch dargestellte Antriebsspule dieses bekannten Schrittmotors ist jedoch um einen Kernteil eines einstückig ausgebildeten Ankerblockes gewickelt und befindet sich relativ nahe am Rotor. Von daher gesehen, kann die Spule nicht groß gewählt werden, ohne störend in den Raum einzugreifen, in dem der Zeiger-Getriebezug liegt.Furthermore, an electro-mechanical converter in the form of a so-called stepper motor is known (DE-OS 19 55 698), in which changes in the magnetic flux caused by the drive coil are immediately converted into a step-by-step rotation in the same direction of a rotor. This already has the advantage that the conversion from an oscillating mechanical movement to a step-by-step rotating movement as with the electro-mechanical converter described at the beginning is no longer necessary. The rotor of this stepper motor also directly forms a link in the pointer gear train, which not only reduces the number of parts but also requires a corresponding amount of space. In this known stepper motor, the drive coil is conveniently arranged in the same plane as the rotor, which can benefit the flat construction of a clock. The drive coil of this known stepper motor, which is only shown schematically, is wound around a core part of an armature block formed in one piece and is located relatively close to the rotor. From this point of view, the coil cannot be chosen to be large without interfering with the space in which the pointer gear train is located.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Armbanduhr laut Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die möglichst geringe Ausmaße aufweist und insbesondere flach ausgebildet werden kann, wobei die für die Funktion erforderlichen einzelnen Teile gleichzeitig gut zugänglich sein sollen.The invention is based on the object of creating a wristwatch according to the preamble of claim 1, which has the smallest possible dimensions and can in particular be designed to be flat, whereby the individual parts required for the function should at the same time be easily accessible.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung laut Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention in a device according to the preamble of claim 1 by its characterizing features.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des elektromechanischen Wandlers kann eine Armbanduhr geringer Größe, insbesondere sehr flach ausgebildet werden. Hinzu kommt, daß der Rotor des Schrittmotors räumlich sehr eng dem Getriebezug zugeordnet werden kann, ohne daß die voluminösere Antriebsspule dabei im Wege steht, weil diese seitlich entsprechend versetzt angeordnet ist. Somit ergibt sich insgesamt eine raumsparende und wartungsfreundliche Anordnung, insbesondere der als elektromechanischen Wandler ausgebildeten Baueinheit.The arrangement and design of the electromechanical converter according to the invention allows a wristwatch to be made small, in particular very flat. In addition, the rotor of the stepper motor can be spatially very closely associated with the gear train without the more voluminous drive coil getting in the way, because it is arranged offset to the side. This results in an overall space-saving and maintenance-friendly arrangement, in particular of the structural unit designed as an electromechanical converter.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using the embodiment shown schematically in the drawing. It shows
Fig. 1 das Ausführungsbeispiel, in Draufsicht,Fig. 1 the embodiment, in plan view,
Fig. 2 einen Teilschnitt senkrecht zur Platinebene gemäß Fig. 1, in größerem Maßstab.Fig. 2 is a partial section perpendicular to the platinum plane according to Fig. 1, on a larger scale.
Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, ist die Batterie rund ausgebildet, und der Vibrator befindet sich in einer zylindrischen Kapselung. Der Schrittmotor ist unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades dieses elektromechanischen Wandlers mit einer relativ großen zylindrischen Spule versehen, die in dem zur Verfügung stehenden, rund berandeten Uhrwerkraum entsprechend viel Platz beansprucht und darüber hinaus auch eine nicht unerhebliche Dicke aufweist, so daß es nicht mehr möglich ist, andere Bauteile in Richtung der Dicke der Uhr über oder unter der Antriebsspule anzuordnen. Ähnliches gilt für die Batterie und die zylinderische Kapselung des Vibrators. Weiterhin bedürfen der Vibrator als Zeitnormal und die ihm 7.u°eordn?t?p lkAs the example shows, the battery is round and the vibrator is in a cylindrical casing. The stepper motor is provided with a relatively large cylindrical coil, taking into account the efficiency of this electromechanical converter, which takes up a corresponding amount of space in the available, round-edged clockwork chamber and is also quite thick, so that it is no longer possible to arrange other components above or below the drive coil in the direction of the thickness of the clock. The same applies to the battery and the cylindrical casing of the vibrator. Furthermore, the vibrator as a time standard and the associated components require a large amount of space.
tronischen Schaltungseinheiten Leitungen für die Zuführung elektrischer Energie und für die Abgabe des elektrischen Ausgangssignals. Die einfache und platzsparende Anordnung jeder dieser Leitungen und ihrer Verbindungen ist für die Raumgestaltung der elektrischen Uhr von Bedeutung.Electronic circuit units have lines for supplying electrical energy and for delivering the electrical output signal. The simple and space-saving arrangement of each of these lines and their connections is important for the interior design of the electric clock.
Auf einer runden Platine 25 der Uhr des Ausführungsbeispiels befindet sich ein Schaft 24 für die Anzei-On a round plate 25 of the clock of the embodiment there is a shaft 24 for the display
Die Batterie 26 befindet sich im Bereich der Zwölf-Uhr-Anzeige, wodurch die Batterie abgedeckt ist. Eine Anschlußplatte 27 ist mit dem negativen Pol der Batterie verbunden. Ein Gehäuse 8 nimmt den Vibrator und die diesem zugeordneten elektronischen Schaltkreis auf Tind ist als eine Baueinheit ausgebildet. Wie dies insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, ist die zylindrische Kapselung 9 des Vibrators in einer Aussparung des Gehäuses 8 untergebracht. Eine Feinjustiereinrichtung 13 bisThe battery 26 is located in the area of the twelve o'clock display, which covers the battery. A connection plate 27 is connected to the negative pole of the battery. A housing 8 accommodates the vibrator and the electronic circuit associated with it and is designed as a single unit. As can be seen in particular Fig. 2, the cylindrical encapsulation 9 of the vibrator is housed in a recess in the housing 8. A fine adjustment device 13 to
Berücksichtigt man die notwendigen Abdämpfungsmaßnahmen gegen Stoßbeeinflussungen von außen und legt man eine Frequenz von 16 kHz zugrunde, so benötigt der Blattfedervibrator eine Länge von 23 mm. Wird diese Länge unterschritten, so wird der Vibrator in erheblichem Umfange durch den Tragdraht beeinflußt und ist als Zeitnormal für eine Armbanduhr nicht mehr tauglich. Zieht man über dies eine besondere Art der Anbringung und eine hermetisch abgeschlossene Unter-If you take into account the necessary damping measures against external shocks and if you assume a frequency of 16 kHz, the leaf spring vibrator needs a length of 23 mm. If this length is less than this, the vibrator is significantly influenced by the support wire and is no longer suitable as a time standard for a wristwatch. If you also consider a special type of attachment and a hermetically sealed housing,
16 für die Frequenz enthält einen stufenweise einstell- io bringung in Betracht, so kommt man auf eine Länge baren Kondensator und ein Temperaturkompensations- einer entsprechenden Vibratorkapselung von etwa 28 element 11, welches wiederum mit einem BaTiO3-KOn- mm. Eine solche Ausbildung ist daher für kompakte densator versehen ist. Die elektronischen Schaltkreise und runde Uhrwerke nicht geeignet. Geht maii von16 for the frequency contains a stepwise adjustable capacitor and a temperature compensation element 11, which in turn is provided with a BaTiO 3 capacitor. The length of this design is therefore not suitable for compact electronic circuits and round clockworks. If you assume maii
17 sind in einem Hohlraum des Gehäuses 8 völlig ein- einer gleichen Dämpfungseigenschaft gegenüber von gebettet. Mit 18a bis 18e sind Eingangs- und Ausgangs- 15 Stoßbeeinflussungen von außen aus, so wird für einen17 are completely embedded in a cavity of the housing 8. Input and output 15 are connected to 18a to 18e.
Vibrator vom Stimmgabeltyp lediglich eine Länge von 13 mm erforderlich. Schützt man den Vibrator in bevorzugter Ausführung in dieser Weise gegen Störungen durch äußere Stoßbelastungen und schließt ihn herme-A tuning fork type vibrator only needs a length of 13 mm. If the vibrator is protected in the preferred version in this way against interference from external shock loads and is hermetically sealed,
anschlüsse für elektrische Signale der elektronischen Schaltkreise bezeichnet, wobei die Anschlüsse 18a für das Signal zum Antrieb des Impulsmotors und ein Erdanschluß 18b an der linken Seite des Genäuses 8(Seiteconnections for electrical signals of the electronic circuits, whereby the connections 18a for the signal to drive the pulse motor and a ground connection 18b on the left side of the housing 8 (page
^ der Antriebsspule) angeordnet sind, während Verbin- 20 tisch ab, so reicht insgesamt eine 16 mm lange Kapsea„„„„„—ui.·;™ &iacgr;&ogr;- *·;, &lgr;;= ^.™:ii„»„„„i,„u„„„ =:„ lung, beispielsweise in Form des Metallzylinders 9, aus.^ of the drive coil) are arranged, while connecting 20 table, a total of 16 mm long capsule a„„„„„ —ui.·;™&iacgr;&ogr;-*·;,&lgr;;=^.™:ii„»„„„i,“u„„„=:„ formation, for example in the form of the metal cylinder 9, is sufficient.
Der vorgesehene Vibrator läßt sich demnach auf'kleinem Raum innerhalb des Gehäuses unterbringen. Der Innenraum der Kapselung 9 ist evakuiert.The intended vibrator can therefore be accommodated in a small space within the housing. The interior of the encapsulation 9 is evacuated.
Der Vorteil der Verwendung eines Schrittmotors als elektro-mechanischer Wandler ergibt sich aus folgendem: Bei einem elektromechanischen Wandler mit gabelartiger Hemmungseinrichtung, der ebenfalls in jeder Sekunde einen Schritt ausführt, wird die FormThe advantage of using a stepper motor as an electro-mechanical converter is as follows: In an electromechanical converter with a fork-like escapement device, which also performs a step every second, the shape
kreisen der Oszillatorschaltung ergibt. Die Anschlüsse 30 eines Gangrades so kompliziert, daß der Außendurch-12 verbinden den stufenweise schaltbaren Kondensator messer etwa 5 bis 7 mm beträgt; dies ist für die angemitdemBaTiO3-Kondensator.Mit28abis28cistderaIs —->—<-·-· « ..„._..'.. Schrittmotor ausgebildete elektromechanische Wandlercircuits of the oscillator circuit. The connections 30 of a gear wheel are so complicated that the outer diameter is about 5 to 7 mm; this is for the stepper motor-12 connected to the BaTiO 3 capacitor. With 28ab to 28c, the electromechanical converter is designed as a stepper motor.
dungsanschlüsse 18c für die Oszillatorschaltung, ein Anschluß 18d für die Verbindung mit der Batterie und ein Rückstellanschluß 18e sich an der rechten Seite des Gehäuses (Batterieseite) befinden. Mit 10 sind elektrische Signal- und Ausgangsanschlüsse des Vibrators bezeichnet, der als Stimmgabel-Kristalloszillator ausgebildet ist. Die Anschlüsse 10 befinden sich an der selben Seite wie die Anschlüsse 18c, wodurch sich eine kurze und einfache Verbindung zu den elektronischen Schaltbezeichnet, der das elektrische Ausgangssignal der elek-Connection terminals 18c for the oscillator circuit, a connection 18d for the connection to the battery and a reset connection 18e are located on the right side of the housing (battery side). 10 designates electrical signal and output terminals of the vibrator, which is designed as a tuning fork crystal oscillator. The connections 10 are located on the same side as the connections 18c, which allows a short and simple connection to the electronic circuit, which indicates the electrical output signal of the electronic circuit.
strebte kleine Baugröße der Uhr nicht zugänglich. Der Rotor des Schrittmotors bzw. Impulsmotors ist rund und einfach, sein Außendurchmesser beträgt lediglichsmall size of the clock is not accessible. The rotor of the stepper motor or pulse motor is round and simple, its outer diameter is only
trischen Schaltkreise in Rotationsbewegungen des 35 etwa 3 mm. Auch diese Maßnahme dient somit dertric circuits in rotational movements of the 35 about 3 mm. This measure also serves to
Rädergetriebes umsetzt. Die Antriebsspule 28a dieses raumsparenden Ausbildung der Uhr.The drive coil 28a of this space-saving design of the clock.
Impulsmotors ist etwa zylindrisch ausgebildet; auf ihren Kern aus magnetischem Werkstoff sind etwa 15000 Windungen eines Kupferdrahtes mit einem Durchmes-The pulse motor is roughly cylindrical in shape; around 15,000 turns of copper wire with a diameter of
Wie oben erwähnt, ist bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel jedes Bauteil auf der runden Platine derart angeordnet, daß der Einstellser von 2,5/100 mm aufgewickelt. 40 schaft vorteilhafterweise nahe bei der Anzeigerposition Der in Sekundenabstand auftretende Schaltimpuls- »Drei-Uhr« liegt, während die Batterie im Anzeigebestrom fließt von der Treiberschaltung gesteuert durch -—-*- r7-lir'n- ' ■ · · ~ ~ · - - -As mentioned above, in the illustrated and preferred embodiment, each component on the circular board is arranged so that the setting shaft is wound up by 2.5/100 mm. 40 advantageously close to the indicator position "three o'clock" while the battery is in the display current flows from the driver circuit controlled by -—-*- r7 - lir ' n - ' ■ · · ~ ~ · - - -
die Antriebsspule des Impulsmotors. Das dadurch in der Spule erzeugte magnetische Feld wirkt in den Sta-the drive coil of the pulse motor. The magnetic field generated in the coil acts in the static
aus einem PtCO-Werkstoff hergestellt und mit sechs abwechselnd als Nord- und Südpole ausgebildeten Magnetpolen ausgerüstet. Die Rotationsbewegung desmade of a PtCO material and equipped with six alternating north and south magnetic poles. The rotational movement of the
reich »Zwölf-Uhr« angeordnet ist. Das Gehäuse für den zeitstabilen Oszillator als Zeitnormal, in welchem der Vibrator und die ihm zugeordneten elektronischenarea »twelve o'clock«. The housing for the time-stable oscillator as a time standard, in which the vibrator and the associated electronic
torteilen 28b und 28c, wodurch sich der Rotor 29 um 45 Schaltkreise eine Baueinheit bilden, ist der Batterie einen vorbestimmten Winkel dreht. Der Rotor 29 ist benachbart angeordnet. Die Antriebsspule des Impulsmotors liegt zwischen dem Gehäuse für den Oszillator und dem Einstellschaft. Damit wird der Randbereich der Platine von dem Einstellschaft, der Batterie, demgate parts 28b and 28c, whereby the rotor 29 is rotated by 45 circuits to form a structural unit, the battery is arranged adjacent to it. The drive coil of the pulse motor is located between the housing for the oscillator and the adjustment shaft. This means that the edge area of the board is separated from the adjustment shaft, the battery, the
Rotors 29 wird zunächst auf ein viertes Rad 30, dann 50 Gehäuse für den Oszillator und der Antriebsspule einweiter
auf ein drittes Rad und an ein Zentralrad weiter- genommen. Der Regulier- bzw. Einstellmechanismus
gegeben. Ein Sekundenzeigerverbinder 31 ist dem vier- und der Rückstellmechanismus sind in einem Bereich
ten Rad 30 zugeordnet, um den Stand des Sekundenzei- um das Zentrum des restlichen Raumes der Platine
gers anzugeben. Das eine Ende eines Regulierhebels 32 angeordnet, so daß jede Baueinheit in einer Ebene
für den Sekundenzeiger greift an dem einen Ende des 55 unter Vermeidung von Übereinanderanordnungen vor-Einstellschaftes
24 an, während das andere Ende dieses gesehen ist. Hebels mit einem Ende des Verbinders 31 zusammen
setzt. Der insoweit nicht dargestellte Rückstellmechanismus,
der nahe dem Einstellschaft angeordnet ist,
weist einen Schaltmechanismus, der mit einer Krone 60
und mit einem Regulierhebel zusammenarbeitet. Mit
Hilfe dieses Schaltmechanismus kann ein Teil der Teilerschaltung
abgeschaltet werden, so daß das Ausgangssignal
des Teilers verschwindet.The rotor 29 is first placed on a fourth wheel 30, then on to a third wheel and on to a central wheel. The regulating or setting mechanism. A second hand connector 31 is assigned to the fourth wheel 30 to indicate the position of the second hand. One end of a regulating lever 32 is arranged so that each assembly is in a plane for the second hand engages one end of the setting shaft 24, while the other end of the lever is connected to one end of the connector 31. The housing for the oscillator and the drive coil is arranged in an area around the center of the remaining space of the plate.
The reset mechanism, which is not shown here,
which is located near the adjustment shaft,
has a switching mechanism with a crown 60
and works together with a control lever. With
Using this switching mechanism, part of the divider circuit
be switched off so that the output signal
of the divider disappears.
Der Vibrator ist als Stimmgabel-Schwingkristall mit 65 reden, die in dem Raum des Uhrwerkes angeordnet einer_Oszillatorfrequenz oberhalb 16 kHz ausgebildet. sind. Die Arbeitsweise eine jeden einzelnen dieserThe vibrator is designed as a tuning fork oscillating crystal with 65 oscillators arranged in the space of the clockwork an oscillator frequency above 16 kHz. The operation of each of these
Eine solche Anordnung ermöglicht eine flache und klein bemessene Ausführung einer rundberandeten Uhr. Darüber hinaus ergibt sich eine einfache Verbindung der elektrischen Eingänge und Auseänee. Entsprechend der oben ausgeführten Zuordnung kann man von drei Baueinheiten, nämlich dem Batterieblock für die. Energieversorgung, dem Gehäuseblock für den Oszillator als Zeitnormal und dem mechanischen BlockSuch an arrangement enables a flat and small design of a round-edged clock. In addition, it is easy to connect the electrical inputs and outputs. According to the assignment described above, one can speak of three structural units, namely the battery block for the energy supply, the housing block for the oscillator as a time standard and the mechanical block.
Der Stimmgabeltyp wurde gewählt, weil der weiterhin mögliche Blattfedertyp zuviel Raum beansprucht.The tuning fork type was chosen because the leaf spring type, which was still possible, takes up too much space.
Blöcke kann für sich einjustiert werden; jeder Block kann eingebaut und entfernt werden lediglich durch einBlocks can be adjusted individually; each block can be installed and removed simply by
entsprechendes Verbinden bzw. Lösen der Anschlüsse, was mit Hilfe von Schraubverbindungen geschieht. Auf diese Weise ist das Ausführungsbeispiel sehr wartungsfreundlich. appropriate connection or disconnection of the connections, which is done using screw connections. This makes the design very easy to maintain.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels erhält man somit ein hochpräzises rundes Uhrwerk mit einer Vielzahl der zum Teil großen Elemente in sehr raumsparender Anordnung bei gleichzeitiger vorzüglicher Eignung für eine Massenfertigung.In the context of the exemplary embodiment, one thus obtains a highly precise round clockwork with a large number of elements, some of them large, in a very space-saving arrangement while at the same time being excellently suited for mass production.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
2020
2525
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| DE2166739A1 (en) | 1975-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8263 | Opposition against grant of a patent | ||
| 8225 | Change of the main classification |
Ipc: G04C 3/14 |
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