DE2216406A1 - Uhr - Google Patents

Uhr

Info

Publication number
DE2216406A1
DE2216406A1 DE19722216406 DE2216406A DE2216406A1 DE 2216406 A1 DE2216406 A1 DE 2216406A1 DE 19722216406 DE19722216406 DE 19722216406 DE 2216406 A DE2216406 A DE 2216406A DE 2216406 A1 DE2216406 A1 DE 2216406A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
balance
balance body
transistor
drive coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19722216406
Other languages
English (en)
Other versions
DE2216406B2 (de
Inventor
Norman C Briarcliff Manor N.Y. Zatsky (V.St.A.). P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Timex Group USA Inc
Original Assignee
Timex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Timex Corp filed Critical Timex Corp
Publication of DE2216406A1 publication Critical patent/DE2216406A1/de
Publication of DE2216406B2 publication Critical patent/DE2216406B2/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/04Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance
    • G04C3/06Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance using electromagnetic coupling between electric power source and balance
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C11/00Synchronisation of independently-driven clocks
    • G04C11/08Synchronisation of independently-driven clocks using an electro-magnet or-motor for oscillation correction
    • G04C11/081Synchronisation of independently-driven clocks using an electro-magnet or-motor for oscillation correction using an electro-magnet
    • G04C11/084Synchronisation of independently-driven clocks using an electro-magnet or-motor for oscillation correction using an electro-magnet acting on the balance
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04FTIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F5/00Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards

Description

DR-INQ. · PIPJ..-INS. M. SC. OtPt-.-PHY«. DM, HOGER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKER PATeNTANWAUTE IN STUTTGART
A 39 HSH b o»4.oH,72
Tiroex Corporation ' ' . '>
Waterburjr» Connecticut» U,S»A.
Die Erfindung betrifft eine Uhr» insbesondere eine batteriebetriebene Armbanduhr, bei weicher der unmittelbare Antrieb des Räderwerks mittels einer schwingenden Unruhanordnung mi-t einer Spiralfeder erfolgt»
Die Verwendung eines Quar^osaillators oder eines ähnlichen Oszillators mit hochstabiler Frequenz in Verbindung mit einem Frequenzteiler zur Steuerung"der,Frequenz einer gesteuerten Anordnung ist seit langem bekannt» beispielsweise aus der US-
209 84 3/0748
A 39 W b Q - -<T-
k-146 m.
oU.o4.72
Patentschrift 3 Ho 853 und aus noch froheren Patentechriften. Bisher hat aber die Anwendung dieses vorteilhafte» Prinzips zur Steuerung elektrischer Uhren Probleme mit sieh gebracht.
Relativ junge Beispiele für Vorschläge» die in diese» Zusammenhang gemacht wurden» finden sich in den US - Patentschriften 3 212 252» 3 292 o6«t, 3 282 o*t2 und 3 HSi 21o. Bei den bekannten Anordnungen gemäss diesen Patentschriften wird dat Räderwerk der Uhren entweder »it Hilfe einer üblieJien, schwingenden Unruhanordnung oder »it Hilfe einer Stimmgabeleinheit angetrieben» wobei die Schwingfrequenss relativ unabhängig von uttr Sehwingungsaraplitude ist und wobei ein· intemittierende Erregung duroh ijwpulee durch Anlegen des Batteriestrows an den Antrieb der elektromagnetischen Antriebseinheit am vorgegebenen Zeiten während des Schwingungszyklus erfolgt· Öle Steuerung der Antriebsiapulse au der Antriebsspule bedingt dabei jedoch die Verwendung einer zusätzlichen "pick-up11- oder Abtastepule zur Steuerung eines Transistors, welcher als Stroesteuerechalter dient»und die Verknüpfung mit der taktgebereinheit bedingt entweder eine Kombination von Signalen an de* TransIstorausgang oder eine spezielle Schaltung, mit deren Hilfe die !»pulse von der Abtastspule in der einen oder anderen Weise »it de» heruntergeteilten Ausgangssignal des Quarzoszillators verknüpft werden, um ein kombiniertes Signal zum Anlegen an die Basis des Transistors zu erhalten.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes und wirksames System für die Verwendung einer
209843/0748
- · · . 221640B
A 39 USf b Ά
k-lH6
ot.o4.72
solchen Taktgebereinheit in einer batteriegetriebenen Armbanduhr vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird! dadurch gelöst, dass eine solche Taktgebereinheit in neuartiger Weise mit ausgewählten speziellen, funktionellem Einheiten für die batteriegetriebene Antriebseinheit der Uhr kombiniert wird, und zwar wie folgt:
1. Für die direkte Übertragung der Antriebskräfte auf das Räderwerk der Uhr in bekannter Weise ist eine Unruhanordnung der Art vorgesehen» bei welcher die Schwingungsfrequenz von der Schwdngtingsamplitude abhängig ist, beispielsweise infolge einer Anordnung der üblichen Regulierstifte in
* einem so geringen Abstand von der Spiralfeder, dass diese die Reguslierstifte in unterschiedlicher Weise berührt, so dass sich diie natürliche Schwingungsfrequenz ändert, wenn sich die Schwingtingsamplitude ändert. Eine solche .Unruhanordnung ist an sich- bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift 2 183 o62.
2. Es wird eine elektromagnetische Antriebseinheit für den Unruhkörper vorgesehen, welche aus einer Antriebsspule und einem Permanentmagneten besteht, wobei die Spule vorzugsweise, Jedoch, nicht notwendigerweise, das bewegliche Element bildet iiBd daher dasjenige Element ist» welches an dem Unruhkörper befestigt istv Eine solche Antriebseinheit kann entweder mit Einrichtungsimpulsen arbeiten, wobei zwei Pole entgegengesetzter Polarität vorgesehen sind, um gleich-
-H-
20984370748
A 39 45 4 b <f -Jf-
k-lkS
oH.oi4.72
zeitig Impulse auf den beiden Seiten der Spüle zu erzeugen ühd zwar einmal bei jeder vollen Schwingung j wie dies in der US-Patentschrift" 2 976 435 beschrieben ist (vergleiche auch US-Pätentschrift 2 183 o62). Die Antriebseinheit kann aber auch mit Zweirichtungsimpulsen arbeitens wie dies in der französischen Patentschrift i 2 77 So 7 beschrieben ist, wo drei Pole und ein doppelt wirkender Kontakt vorgesehen sind und wo der gleiche Zweipöibetrieb in einer gegebenen Richtung je einmal 'während ^eder flälb^ schwingung erfolgt, entsprechend dem vöh Fery ahgegebehen Prinzip j welches in der französischen Patentschrift 677 3o4 und in deren Zusätzen 36 ö36 lind 36 431+ besehrie-^ ben ist.
Us ist ein Kontaktgeber Vorgesehen^ Welcher in Serie zti der Batterie und der Antriebsspule liegt und welcher kurzfristig geschlossen wird, um einen leitenden Zustand zu ergeben, und zwar an einem oder mehreren Punkten während jeder Hälbschwihgüng Oder jeder vollen Schwingung j iiideiii ein leitender Kontaktstift art dem Ührühkbrper oder dessen Welle mit dem freien Ende eines federHdehj festen Kbhtak^ tes in berührung gelangt, wie dies in deh eihgähgs erwähnten Patentschriften beschrieben ist.
H. Ein Transistor mit drei Anschlüssen j der eine trode und zwei weitere Elektroden aufweisti weiche ift dert Stromkreis geschaltet sind^ der die Batterie; die Abtriebsspule und den Kontaktgeber enthält, bildet irtit dem Kön1
A 39 «+54 b · c\ - ««Τ -
taktgeber eine UND-Schaltung in dem Sinne, dass der Strom in der Schleife nur dann fliesst, wenn der Kontaktgeber und der. Transistor durchgeschaltet sind,, wobei die Steuerelektrode des Transistors,beispielsweise seine Basis, direkt mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist und eine Folge von ,Impulsen, mit stabiler Frequenz empfängt,, welche den Transistor intermittierend für Zeitintervalle fester Dauer leitend steuern. ...--. ■ , . ,
Bei einem, solchen Syst.em wird die Stabilisierung der, Ganggenauigkeit mittels der UND-Schaltung erreicht, indem die.Dauer bzw. Lange der Stromimpulse, die. der,»Antriebsερμle der: An-. triebseinheit zugeführt werden, festgelegt wird. Die.. Dauer dieser Impulse konstanter Gleichspannung bestimmt die .Amplitude der Schwingung, welche ihrerseits wegen, der speziellen Amplituden-Frequenz-Charakteristik der Unruhanordnung die Schwingungsfrequenz steuert.·Wenn sich die Schwingungsfrequenz ändert, wenn also die Uhr zu schnell, oder zu langsam geht, ändert sich die Dauer der Strqmimpulse in der-Spule wegen der resultierenden Änderung in der Phase zwischen .den Zeitintervallen veränderlicher Dauer, in. denen der Kontaktgeber ge-. schlossen ist, und den "Zeitintervallen, fester Dauer,? in .denen der Transistor durchgesteuert ist, woraus siqh.eine -entsprechende Änderung in der Dauer der Koinzidenz der genannten Zeitintervalle ergibt. . r . ,
Es sind bereits früher Synchronisiersysteme bekannt geworden, in denen die Impulsdauer einer angetriebenen Einheit durch
209 8 4 3 /074 8 ' ■ ■"■? C Z
Λ 39 154 b
k-146
oU.o4.72
Veränderung der Koinzidenz der Intervalle geändert wurde, in denen zwei Einrichtungen leitend waren, welche in die Stromversorgungsleitung für eine Antriebsspule eingefügt waren und welche für intermittierende Zeitintervalle leitend, waren, wobei die Intervalle, in denen die eine dieser Einrichtungen leitend war, durch die angetriebene Antriebseinheit bestimmt ^ wurden und die Intervalle, in denen die andere Einrichtung leitend war, durch ein Bezugssignal bestimmt wurden. In diesem Zusammenhang wird auf das- oben erwähnte US-Patent 2 183 06 2 verwiesen, wo ein von einem Unruhkörper intermittierend be-"Ötigter Kontaktgeber in Serie mit einem Gleichrichter lag, welcher die Halbwellen einer ihm zugeführten V/echsel-Speisespannung zum Antrieb der Antriebseinheit passieren liess.
Ferner beschreibt das US-Patent 3 2o7 965 in den Figuren Io bis 14 ein System mit einer steuernden und einer gesteuerten Einheit, in welchem die steuernde Einheit ein Oszillator vom Stimmgabel-Typ ist, welcher durch intermittierendes Anlegen von Gleichstrom an eine Antriebsspule 14 über einen Transistor TR-I angetrieben wird, der durch Impulse gesteuert wird, die in einer Abtastspule 13 erzeugt werden, welche mit der Stimmgabel verbunden ist, und in welchem der synchronisierte "Empfänger" bzw. die gesteuerte Einheit, weiche entweder eine oszillierende oder eine rotierende Antriebseinheit ist, mittels Spulen 34 bis 36 angetrieben wird, die parallel zu der Antriebsspule 14 des steuernden Oszillators liegen und denen während der koinzidenten Perioden, in denen der Transistor TR-I des gesteuerten Oszillators sowie eine Einrichtung (entweder ein weiterer Transistor TR-2 oder ein "Schaltkreisunterbrecher),
209843/0.7
A 39 MSH b k-lH6 oM.oU/72
welche von der Antriebseinheit des Empfängers (beiSpieisWeise durch die Abtastspule 37) leitend sind, Strom fiiesst$ Wobei in einigen Fällen zwischen der Steuereinheit und der gesteuerten Einheit ein Frequenzteiler Vorgesehen ist. In diesem .Zusammenhang wird auch auf die französische Patentschrift 1 o92 Ηΐϊ~1Τϊ^ΓΪ2) sowie den sechsten Zusatz No. ϊϊ 59'ί zu dieser sowie auf die Fig. 38 des dritten Zusatzes No*. iBö 21 ä zu der französischen Patentschrift ί o9o 564 Verwiesen;
A 39 454 b · -JgT-
k-146 Ϋ
o4.o4.72 '
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die wesentlichen Teile des Uhrwerks einer erfindungsgemässen Armbanduhr,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Uhrwerks gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des Uhrwerks einer erfindungsgemässen Armbanduhr,
Fig.4A
bis 4C ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines erfindungsgemässen Uhrantriebs und
Fig. 5 eine qualitative graphische Darstellung der Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz von der Schwingungsamplitude für die Unruhanordnung eines erfindungsgemässen Uhrwerks gemäss Fig. 1 und 2.
Wie man der Zeichnung entnimmt, enthält die erfindungsgemässe, synchronisierte Armbanduhr einen Hochfrequenzoszillator Io, welcher als Zeitnormal bzw. als Taktsignalgeber dient und welcher seine elektrische Energie von einer Spannungsquelle
209843/0748
A 39 454 b
k-146
o4.o4.72
empfängt, die vorzugsweise gleichzeitig die Batterie 15 ist, welche den Antriebsstrom für-den Motor der Uhr liefert. Der Hochfrequenzoszillator Io kann ein Quarzkristalloszillator mit einer Frequenz von 49.ooo Hz oder einer anderen geeigneten, hohen Frequenz sein. Der Quarzkristalloszillator Io liefert ein sehr stabiles Hochfrequenzsignal an einen Frequenzteiler
Der Frequenzteiler 11 besteht aus einer Anzahl von Teilerschaltungen, die vorzugsweise aus komplementären MOS-Halbleiterbauelementen aufgebaut sind und welche das Hochfrequenzsignal des Oszillators Io auf ein niedrigeres Vielfachesder Frequenz der Unruhanordnung herunterteilen. Eine Ausgangsfrequenz von etwa 6 Hz wäre als synchronisierendes Signal, welches einer UND-Schaltung 12 zuzuführen wäre, befriedigend. Die Äusgangsfrequenz des Frequenzteilers betrüge nämlich dann beispielsweise bei einer Uhr mit drei Schwingungen pro Sekunde das Doppelte der Frequenz der Unruhanordnung.
Die UND-Schaltung 12 umfasst einen Transistor 13, dessen Basis IH mit dem Frequenzteiler 11 verbunden ist. Der Kollektor 16 des Transistors 13 ist mit einem Schalter bzw. einem Kontaktglied 17 in Serie geschaltet, während der Emitter 18 dieses Transistors mit Erde verbunden ist. Zur Verringerung der Stromentnahme der Schaltung kann bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel ein Feldeffekttransistor verwendet werden. Der Transistor 13 und der Schalter 17 bilden eine UND-Schaltung,, um . einer SpuTs 19 Antriebs impulse zuzuführen.
- Io ~
2 O 9 8 A 3 / O 7 4 8
A 39 454 b
Jc-146
o4.o4.72
/O
Die wesentlichen Teile eines Uhrwerks für eine erfindungsgemässe Uhr sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die Uhr besitzt einen Frontrahmen 31 mit einem daran montierten Zifferblattring 32 sowie eine Unruhbrücke 33, die im Abstand von dem Frontrahmen 31 angeordnet ist. In einem Lager 36 in dem Frontrahmen 31 sowie in einem Lager 37 in der Unruhbrücke 33 ist eine Unruhwelle 34 drehbar gelagert. Die Unruhwelle 34 trägt einen Unruhkörper 21, an welchem eine elektrische Spule 19 von runder, trapezförmiger oder anderer Gestalt vorgesehen ist, welche aus vielen Windungen aus feinem Draht besteht. Auf der einen Seite der Spule 19 ist an dem Zifferblattring 32 ein Magnet 25 befestigt, während auf der anderen Seite der Spule und zwar in Fig. 2 unterhalb derselben - ein magnetischer Shunt 3 8 vorgesehen ist.
Mit der Unruhwelle 34 ist eine Spiralfeder 39 verbunden, um die Bewegung des Unruhkörpers 21 zu steuern» an welchem ein Kontaktstift 41 vorgesehen ist. Der Kontaktstift 41 ist über einen Leiter 42 mit dem einen Ende der Spule 19 verbunden, während das andere Ende 43 der Spule 19 an einem Punkt 44 an dem Unruhkörper 21 befestigt ist.
Angrenzend an den Unruhkörper 21 ist eine Kontaktfederanordnung 4& befestigt, welche einen Grundkörper 47 aus isolierendem Material , einen Kontaktfederarm 48 zur Herstellung einer leitenden Verbindung zu der Batterie 15 sowie eine.Kontaktfeder 49 umfasst. Die Kontaktfeder 49 ist an dem Grundkörper 47 mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen 51 befestigt, während
- 11 -
209 843/0748
221640R
A 39 454 b
k-146
o4.o4,72
der Kontaktfederarm 48 an dem Grundkörper 47 mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen 52 befestigt ist. Die.-Kontaktfeder 49 verläuft im rechten Winkel zu ihrer Basis 53, während ein mittlerer Bereich der Kontaktfeder 49 von einem Dämpferarm 54 gehalten wird. Das freie Ende der Kontaktfeder 49 berührt während der Rotation des Unruhkörpers 21 den Kontaktstift 4I4 um die UND-Schaltung 12 zu vervollständigen.
Während des Betriebes einer erfindungsgemässen Uhr wird der Antriebsspule 19 ein Synchronisierimpuls zugeführt j welcher ein magnetisches Feld schafft, welches mit dem Feld des Magneten 25 in Wechselwirkung tritt. Infolge dieser Wechselwirkung der Magnetfelder wird dem Unruhkörper 21 ein Impuls erteilt» wenn sich der Magnet 25 in der dargestellten Lage befindet. Der Magnet 25 wird üblicherweise durch ein einziges Stück Keramik gebildet, welches in Wirklichkeit drei Magnete darstellt und damit drei Magnetfelder erzeugt, durch welche die Spule 19 hindurchschwingt. Die drei Magnetfelder sind mit alternierender Polarität vorgesehen, beispielsweise in der dargestellten Polfolge Süd-Nord-Süd, und zwar an der Stirnseite des Magneten, so dass dem Unruhkörper 21 ein Zweirxchtungsimpuls erteilt wird. Die Kontaktfeder 49 und der Kontaktstift 41 sind bezüglich der Magnete so angeordnet, dass sich ein selbst anlaufendes Uhrwerk ergibt.
Der Unruhkörper 21 arbeitet gegen die Rückführkraft der nichtlinearen Spiralfeder 39, welche so ausgewählt^od€r mit Hilfe eines Regulators so eingestellt werden kann, dass die Amplitude des Unruhkörpers 21 mit der Frequenz ansteigt, wodurch die Kontakt schliessdauer des Schalters 17 (vergleiche Fig. 5) beein-
- 12 -
209843/0748
A 39 454 b ■ - J# -
k-146 yff
o4.o4.72
flusst wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Spiralfeder 39 so auszuwählen, dass sich eine Isosynchronismuscharakteristik der Unruh ergibt, bei welcher die Amplitude mit der Frequenz abnimmt. In der Praxis kann eine übliche lineare Feder in Verbindung mit einem speziellen Regulator (nicht dargestellt) verwendet werden, um die gewünschte nichtlineare Isosynchronismuscharakteristik zu erhalten.
Wie aus den Figuren 2 und 3 deutlich wird, umfasst der Schalter 17 die Kontaktfeder 49, die Bestandteil der Kontaktfederanordnung 46 ist und von dieser nach aussen absteht. Die Kontaktfeder 49 berührt intermittierend, den Kontaktstift an dem schwingenden Unruhkörper 21 und schliesst damit den Strompfad durch den Transistor 13 und die Spule 19. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 14 wird der Spule 19 in Form eines Impulses veränderlicher Länge nur während des Zeitintervalls zugeführt, in welchem der Schalter 17 geschlossen ist und in welchem der Transistor 13 zur Zuführung der Impulse aktiviert ist.
Aus den Figuren 3 und 4A bis 4C wird deutlich, dass der Transistor 13 vom Ausgang des Frequenzteilers gesteuert wird, welcher eine Serie von Synchronisierimpulsen P^ fester und sehr stabiler Frequenz und Dauer liefert. Eine Folge von Synchronisierimpulsen P1 am Ausgang des Frequenzteilers zeigt Fig. 4B. Der Frequenzteiler 11 teilt die hohe Frequenz des Quarzoszillators, welche im Frequenzbereich von etwa 49 kHz ' liegt, auf eine Frequenz von etwa Io bis 6 Hz herunter. In der Spule 19 fliesst nur dann Strom, wenn der Transistor 13 durch-
- 13 -
209843/0748
A 39 454 b - >8T -
k-146
04.04.72
gesteuert und der Schalter 17 geschlossen ist. Der Schalter 17 und der Transistor 13 bilden somit eine UND-Schaltung zur Steuerung der Antriebsimpulse für die Spule 19 durch Regulierung der Impulslänge.
Die Zeitintervalle P2,in denen der Kontakt 17 geschlossen ist, sind in Fig. 4A dargestellt. Die Stromimpulse P3, welche der Spule 19 zugeführt werden und sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Unruhkörpers 21 in ihrer Länge ändern, sind in Fig. 4C dargestellt. Aus den Impulsdiagrammen gemäss Fig. 4 wird deutlich, dass für den Fall, dass der Unruhkörper 21 schneller wird, die Dauer der Zeitintervalle Ρ* kürzer wird, während für den Fall, dass der Unruhkörper 21 langsamer wird, die Dauer der Zeitintervalle P2 grosser wird. Die Länge der der Spule 19 zugeführten Antriebsimpulse Pv entspricht demjenigen Teil der Impulse P-, welcher mit den Zeitintervallen P„ zusammenfällt, in denen der Sehalter 17 geschlossen ist.-Wenn somit der Unruhkörper 21 schneller wird, werden die Äntriebsimpulse P*. kürzer, da die Zeitintervalle P2 bezüglich der Impulse P1 früher enden. Die Antriebsimpulse Po werden folglich in ihrer Länge verändert, um dem Unruhkörper 21 eine mehr oder weniger grosse Antriebsbewegung zu erteilen, und zwar in Übereinstimmung mit den Impulsen, welche bei geschlossenem Schalter 17 durchgelassen werden. '
Der Unruhkörper 21 ist in einer nichtlinearen Anordnung unter Steuerung beispielsweise durch eine ausgewählte Spiralfeder 39 oder unter.Steuerung durch eine Spiralfeder angeordnet, der
- 14 -
209 8 A3/07 48
A 39 454 b - >*r -
k-146 JM
o4.o4.72
eine nichtlineare Charakteristik von einem speziellen Regulator erteilt wird, wobei die Frequenz der Unruhanordnung sich mit der Amplitude ändert. Die Änderungen in der Länge der der Spule 19 zugeführten Impulse haben Änderungen in der mechanischen Amplitude des Unruhkörpers 21 zur Folge, welche infolge der Nichtlinearität des mechanischen Systems die Rückkehr des Unruhkörpers 21 zu der synchronisierten Frequenz veranlassen. Die Kurve eines solchen Systems, d.h. die Frequenz über der Amplitude, ist in Fig. 5 der Zeichnung dargestellt.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die verbesserte Armbanduhr gemäss vorliegender Erfindung einen Quarzoszillator
10 und einen Frequenzteiler 11 umfasst, welche in einer neuen und einfacheren Weise mit ausgewählten, funktioneilen Einheiten gekoppelt sind. Ein schwingender Unruhkörper 21, dessen Schwingungsfrequenz von der SchwingungSamplitude abhängt, ist eine dieser Einheiten, während eine weitere Einheit durch eine elektromagnetische Antriebseinheit gebildet wird, welche den Unruhkörper 21 antreibt. Die Antriebsimpulse zum Antrieb des Unruhkörpers 21 werden sowohl hinsichtlich ihrer Länge als auch hinsichtlich ihrer zeitlichen Lage durch die Kombination eines Schalters 17 und eines in Serie dazu liegenden Transistors 13 gesteuert, wobei der Schalter und der Transistor die Funktion eines UND-Gatters haben. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers
11 steuert den Transistor dieser UND-Schaltung intermittierend leitend, und zwar jeweils für Perioden fester Dauer. Der resultierende Stromimpuls ändert sich mit der Geschwindigkeit des Unruhkörpers, da das Zeitintervall, in welchem der Schalter
- 15 -
209843/0748
. ' . ■ 2218406
A 39 454 b /C ' - - ΛβΓ -
k-lH6 . **
Ο4.ο4.72
geschlossen ist, bezüglich der Impulse von dem Transistor 13 früher oder später endet. Der Unruhkörper 21, welcher das Räderwerk der Uhr antreibt, wird dadurch mit Hilfe der Impulse von dem Quarzoszillator Io synchronisiert.
Aus Vorstehendem wird deutlich, dass durch die- vorliegende Erfindung eine extrem genau synchronisierte Uhr geschaffen wurde, welche unter Steuerung durch Synchronisationsimpulse von einem Quarzoszillator arbeitet. Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele lediglich der Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips dienen sollen und dass dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- 16 -
20 9843/0748

Claims (14)

k-146 oU.oi.72 Patentansprüche
1.) Uhr, insbesondere batteriebetriebene Armbanduhr, bei welcher der unmittelbare Antrieb des Räderwerks mittels einer schwingenden Unruhanordnung mit einer Spiralfeder erfolgt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
Es ist eine Unruhanordnung vorgesehen, deren Schwingungsfrequenz von der Schwingungsamplitude in einem vorgegebenen Arbeitsbereich von Frequenzen abhängig ist, wobei diese Abhängigkeit insbesondere durch eine speziell ausgewählte Spiralfeder und/oder die Anordnung derselben herbeigeführt wird;
es ist eine elektromagnetische Antriebseinheit vorgesehen, die eine Antriebsspule und einen relativ zu dieser beweglichen, mehrpoligen Permanentmagneten umfasst und dazu dient, dem Unruhkörper einen Impuls zu erteilen, wenn Strom durch die Antriebsspule fliesst, wobei eines der genannten
- 17 -
2 O 9 8 A 3 / O 8
2218406
A 39 454 b ■
k-146 jit
Elemente der Antriebseinheit an defflt Unruhkörper befestigt ist und sieh gemeinsam mit diesem bewegt;
es ist eine Batterie vorgesehen» um der Antriebsspüle Gleichstrom zuzuführen 5
in Serie zu einer Schleife, welche die Antriebsspule und die Batterie enthält, ist ein Kontaktgeber vorgesehen> welcher ein leitendes Element umfasst, welches sich zusammen mit dem Unruhkörper bewegt und welcher ein flexibles, leitendes Element umfasst, welches relativ kurzfristig von dem beweglichen, leitenden Element berührt wird, um einen leitenden Zustand kurzer Dauer an einem vorgegebenen Punkt der Bewegung des Ünruhk6"rpers. herbeizuführen;
es ist ein Transistor mit drei Elektroden vorgesehen, der eine Steuerelektrode hat und dessen beide anderen Elektroden in Serie zu der Schleife geschaltet sind, so dass durch diese Strom fliessen kann, wenn der Transistor leitend ist und
-es ist ein Zeitnormal vorgesehen, welches einen piezoelektrischen Kristalloszillator und einen Frequenzteiler um*- fässt, dessen Ausgang direkt mit der Steuerelektrode des Transistors verbunden ist,, g© dass diesem eine Folge diskreter Impulse fester Länge und iFrequena zugeführt wird* UMi i'hn intermittier-end leitend m. steu^rnj "Wodurch Dauer des Strowif lusses in der Antriebsspule bsi
A 39 U54 b - *β· -
k-146 JU?
oH.o4.72
Schliessen des Kontaktgebers durch die Dauer der Koinzidenz dieses Schliessens des Kontaktgebers mit dem leitenden Zustand des Transistors bestimmt wird, wodurch wiederum die ^ Amplitude und damit die Frequenz der Schwingungen des Unruhkörpers gesteuert wird.
2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Spiralfeder ein Regulator verbunden ist, welcher so ausgelegt ist, dass sich die Amplitude des Unruhkörpers mit der Schwingungsfrequenz erhöht.
3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Antriebseinheit aus einer Antriebsspule besteht, die an dem schwingenden Unruhkörper befestigt ist, sowie aus einem mehrpoligen Magneten aus keramischem Material, welcher gegenüber der Antriebsspule an einem stationären Bauteil befestigt ist.
1K Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie mit dem Kristalloszillator verbunden ist, sowie diesem die erforderliche Versorgungsleistung zuführt.
S. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktgeber als Unterbrecherkontakt ausgebildet ist und einen Kontaktstift umfasst, welcher an dem Unruhkörper befestigt ist sowie eine Kontaktfeders deren eines Ende in einem isolierenden Block angeordnet ist und deren anderes, freies Ende in Berührung mit dem Kontaktstift gebracht werden kann,
- 19 -
209843/0148
A 39 454 b ;*■ . - «W r
k-146 '
o4.o4.72
6. ..Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tran-. sistor ein .Feldeffekttransistor ist. ■ 1
7. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Kristalloszillator eine Frequenz.von etwa 49.OOO Hz besitzt und dass der Frequenzteiler ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 6 Hz liefert.
8. Batteriegetriebene Uhr, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochfrequenz-Quarzoszillator vorgesehen ist, der mittels der Batterie der Uhr angetrieben ist, dass ein Frequenzteiler vorgesehen ist, um die Frequenz des.Hechfrequenz-Quarzoszillators zu reduzieren, dass ein Transistorschalter vorgesehen ist, der mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist und von diesem intermittierend betätigt wird, dass in Serie zu dem Transistor eine Kontaktfeder vorgesehen ist, dass eine Unruhanordnung vorgesehen ist, welche einen Unruhkörper umfasst, der eine niedrige Schwingungsfrequenz besitzt, welche von der Schwingungsamplitude abhängig· ist, dass eine stationäre Magnetanordnung vorgesehen ist, dass an dem Unruhkörper eine Antriebsspule befestigt ist, welche mit der Magnetanordnung in Wechselwirkung steht, dass Kontakteinrichtungen vorgesehen sind, welche von der Feder während der Schwingung des Unruhkörpers berührt wer-
- den, so dass der Antriebsspule Impulse zugeführt werden, wodurch der Unruhkörper mit einer.subharmonischen Fre-. quenz des Quarzkristalloszillators synchronisiert wird, und dass Zeitanzeige-vorrichtungen vorgesehen sind, die-: von der Unruhanordnung betätigt werden. . ' "
·'.· C V Λ:
221S406
A 39 454 b " Λ.
k-lH6 fO
o4.oU.72
9. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Unruhkörper eine Spiralfeder gekoppelt ist, und dass mit dieser Regulatoreinrichtungen verbunden sind, die dem Unruhkörper eine nichtlineare Isosynchronismus-Charakteristik verleihen, so dass die Frequenz des Unruhkörpers sich mit dessen Amplitude ändert.
10. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Quarzkristalloszillator eine Ausgangsfrequenz von etwa 49.ΟΟΟ Hz liefert und dass der Unruhkörper eine Frequenz von etwa 6 Hz aufweist.
11. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzteiler mehrere komplementäre MOS-Schaltungen umfasst.
12. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor ein Feldeffekttransistor ist.
13. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtungen einen Kontaktstift umfassen, der an dem Unruhkörper befestigt ist und mit einem Ende der Antriebsspule verbunden ist, und dass die Kontaktfeder durch ein längliches Federelement gebildet wird, welches an einem Ende fest montiert ist und einen bedämpften, mittleren Bereich aufweist und dessen anderes, freies Ende den Kontaktstift in vorgegebener Weise wähimd der Schwingung des Unruhkörpers berührt.
- 21 -
209843/0748
k-lH6
oH.o^.72 λα
14. Uhr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unruhanordnung Magneteinrichtungen umfasst, die an dem Unruhkörper montiert, sind und ausserdem eine stationäre Antriebsspule, die mit den Hagneteinrichtungen zusammenwirkt. .--."-"
20984370748
DE2216406A 1971-04-05 1972-04-05 Batteriebetriebene Uhr mit einer mit relativ geringer Frequenz schwingenden Unruhanordnung Ceased DE2216406B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13123771A 1971-04-05 1971-04-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2216406A1 true DE2216406A1 (de) 1972-10-19
DE2216406B2 DE2216406B2 (de) 1974-06-12

Family

ID=22448547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2216406A Ceased DE2216406B2 (de) 1971-04-05 1972-04-05 Batteriebetriebene Uhr mit einer mit relativ geringer Frequenz schwingenden Unruhanordnung

Country Status (13)

Country Link
US (1) US3699762A (de)
JP (1) JPS5219976B1 (de)
AU (1) AU452762B2 (de)
BE (1) BE781676A (de)
CA (1) CA957515A (de)
CH (2) CH548637A (de)
DE (1) DE2216406B2 (de)
FR (1) FR2132465B1 (de)
GB (1) GB1366251A (de)
IT (1) IT960861B (de)
NL (1) NL7204529A (de)
NO (1) NO133468C (de)
SE (1) SE388949B (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5319944B2 (de) * 1971-09-25 1978-06-23
DE2302884C3 (de) * 1973-01-20 1975-06-19 Bifora-Uhren J. Bidlingmaier Gmbh, 7070 Schwaebisch Gmuend Kontaktgesteuerte elektrische Kleinuhr
GB1467248A (en) * 1973-07-30 1977-03-16 Horstmann Magnetics Ltd Electric motors
US3978652A (en) * 1975-06-19 1976-09-07 Timex Corporation Formed contact spring for electro-mechanical watches
JPS5345575A (en) * 1976-10-06 1978-04-24 Seiko Epson Corp Electronic wristwatch
DE3508637C1 (de) * 1985-03-11 1986-06-12 Joseph Kieninger Uhrenfabrik GmbH, 7209 Aldingen Grossuhr mit mechanischem Antrieb

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2424833A (en) * 1944-10-18 1947-07-29 Rca Corp Frequency comparison and control circuit
US3309590A (en) * 1961-03-31 1967-03-14 Reich Robert Walter Magnetic impelling system for mechanical oscillators
US3167906A (en) * 1962-08-31 1965-02-02 Kokusai Electric Co Ltd Timekeeper corrected by electric time signals
US3212252A (en) * 1963-06-04 1965-10-19 Citizen Watch Co Ltd Vibratory motor and controlled circuit for a small timepiece
US3292064A (en) * 1964-03-16 1966-12-13 Gen Electric Frequency regulated chronometer
US3282042A (en) * 1964-09-10 1966-11-01 Bulova Watch Co Inc Crystal controlled chronometer
US3407344A (en) * 1964-09-26 1968-10-22 Shigeru Kakubari Electronic timekeeper
US3451210A (en) * 1966-07-01 1969-06-24 Benrus Corp System for maintaining oscillations in an electric timing mechanism having an oscillatory element

Also Published As

Publication number Publication date
DE2216406B2 (de) 1974-06-12
BE781676A (fr) 1972-10-05
NL7204529A (de) 1972-10-09
JPS5219976B1 (de) 1977-05-31
CA957515A (en) 1974-11-12
IT960861B (it) 1973-11-30
CH493572A4 (de) 1973-11-15
FR2132465A1 (de) 1972-11-17
NO133468C (de) 1976-05-05
US3699762A (en) 1972-10-24
CH548637A (de) 1974-04-30
SE388949B (sv) 1976-10-18
AU452762B2 (en) 1974-08-23
FR2132465B1 (de) 1977-01-14
NO133468B (de) 1976-01-26
AU4079472A (en) 1973-10-11
GB1366251A (en) 1974-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2745052C2 (de) Elektronische Uhr mit elektromechanischem Wandler
DE2628583B2 (de) Schrittmotor, insbesondere zum Antrieb einer elektrischen Uhr
DE2216406A1 (de) Uhr
DE1049788B (de)
DE2222936A1 (de) Zeitmessgeraet
DE1809223A1 (de) Armbanduhr mit einem piezoelektrischen Kristall als zeithaltendem Schwinger
CH626170A5 (de)
DE2615123A1 (de) Antriebseinrichtung fuer eine elektrische uhr
DE2312412C2 (de) Verfahren zur Synchronisation eines elektrodynamischen Uhrenantriebs
DE2351480A1 (de) Elektronische uhr, insbesondere kleinuhr
DE965565C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln der mechanischen Schwingungen eines Uhrwerkes in eine elektrische Spannung
DE2102815A1 (de) Elektromeehanischer Wandler für eine Uhr
DE2113295C3 (de) Elektronische Zeitmesser, insbesondere Kleinuhr
DE2213536C3 (de) Quarzgesteuerte Uhr
DE1810523A1 (de) Vorrichtung zum Einstellen der Schwingungsamplitude eines mechanischen Schwingsystems
DE1523927C (de) Elektrische Uhr
DE2213699C3 (de) Zeithaltendes Gerät, insbesondere Uhr
DE2238405B2 (de) Verfahren zum synchronisieren mechanischer schwinger von gebrauchsuhren
DE1523991C3 (de) Antriebsschaltung für einen mechanischen Resonator
DE1673786C (de) Elektronisch gesteuerter Uhrenantrieb
DE1275476C2 (de) Elektromagnetisch kontaktlos gesteuerte antriebsvorrichtung fuer den gangordner eines zeithaltenden geraetes
DE1523900C (de) Elektrisches Zeitmeßwerk mit einer elektromagnetisch angetriebenen Unruh
DE748572C (de) Magnetkompass, dessen Magnetnadel unterhaltene Schwingungen um eine Mittellage ausfuehrt
DE2252883C3 (de) Batteriebetriebene Uhr
DE648975C (de) Gangregelung durch Synchronisierung von schwingenden Zeitmessgangreglern mittels eines Netzwechselstromes

Legal Events

Date Code Title Description
BHV Refusal