DE2224017A1 - Rotierende Anzeigevorrichtung - Google Patents
Rotierende AnzeigevorrichtungInfo
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Description
£^gt' den 16
Dr.W/Wo
Gymnasiumsir. 318
Tel 0711/291133
Tel 0711/291133
Betr.: Patentanmeldung P
Anm,: Hans G. Sill
' 2870 Tabago Place
Costa Mesa, Kalifornien
USA
USA
Rotierende Anzeigevorrichtung
aaasaaaaaaaaaaaaasssasaaaaaaa
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, insbesondere
für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr«
Bis vor kurzem war es üblich, daß beispielsweise bei Armbanduhren die Zeit durch Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger angezeigt
wurde, die auf einem Zifferblatt rotierten und über eine Feder und ein Getriebe bewegt wurden, wobei die Bewegung durch eine
hin- und herschwingende Unruhe gesteuert wurde. In den letzten Jahren wurde die Feder und die Unruhe teilweise durch einen
elektrisch angetriebenen Stimmgabeloszillator ersetzt und es
ist in neuerer Zeit auch üblich geworden, elektrische Quarzkristallfrequenzteiler einzusetzen. Heute besteht nun ein ganz
hin- und herschwingende Unruhe gesteuert wurde. In den letzten Jahren wurde die Feder und die Unruhe teilweise durch einen
elektrisch angetriebenen Stimmgabeloszillator ersetzt und es
ist in neuerer Zeit auch üblich geworden, elektrische Quarzkristallfrequenzteiler einzusetzen. Heute besteht nun ein ganz
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großes Interesse daran, eine rein elektronisch "betriebene Uhr zu
schaffen, bei der der ganze Vorgang der Zeitbestimmung einschließlich
des Antriebes der Zeitanzeigeeinrichtung elektrisch bewirkt wird. Der elektronische Teil für die Zeitbestimmung solcher Uhren
ist heute sogar schon im Handel in der Form von kleinen integrierten
Schaltungen erhältlich, die sehr wenig Energie verbrauchen. Auch Batterien, die solche Schaltkreise für ausreichend lange
Zeit versorgen können, wurden entwickelt·
Es besteht aber immer noch ein Bedürfnis, die Anzeigevorrichtung neu zu gestalten, durch welche die von dem elektronischen Schaltkreis
dieser modernen elektronischen Uhren erzeugten Zeitsignale auch nach außen angezeigt werden können· Die heute für diese
Anzeigezwecke vorgeschlagenen Einrichtungen, wie beispielsweise lichtabstrahlende Dioden und flüssige Kristalle, haben alle ihre
Nachteile. Beide erfordern nämlich einmal relativ aufwendige
Dekodierschaltungen und zum anderen verbrauchen lichtabstrahlende Dioden beispielsweise eine beträchtliche Energie. Flüssige Kristalle
sind zum anderen nur in -einem kleinen Temperaturbereich stabil und benötigen eine Antriebsspannung, die zur Zeit in Arm-
banduhren nicht verwirklicht werden kann. Dazu kommt auch noch, daß flüssige Kristalle in ihrem derzeitigen Versuchsstadium,noch
dazu neigen, mit zunehmendem Alter defekt zu werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Anzeigevorrichtung zu schaffen, die ganz besonders zum Einsatz für elektronische Armbanduhren geeignet ist. Durch die
Erfindung soll außerdem auch eine elektronische Armbanduhr geschaffen werden, die aufgrund der verbesserten Anzeigevorrichtung
sehr einfach und kompakt herzustellen ist und die auch ein
Minimum an Energie benötigt.
Durch die vorliegende Erfindung sollen ferner die Zeiger und die AntriebsZahnräder von Uhren durch eine andere Anzeigevorrichtung
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ersetzt werden, die sehr viel einfacher herzustellen ist, genau
so leicht abzulesen ist und die auch geeignet ist zum Auswerten der Signale, die durch die heute erhältlichen elektronischen Uhrwerke erzeugt werden.
Das entscheidende Teil der zur Lösung dieser Aufgabe dienenden Erfindung besteht im wesentlichen aus einem rotierenden Ring,
der mit den Anzeigemarkierungen versehen ist und der durch eine Anordnung von mehreren getrennten Abschnitten, die auf ihm angebracht
sind, Schritt für Schritt gedreht wird, und zwar durch Antriebsmittel, die unmittelbar neben den Abschnitten angeordnet,
aber räumlich getrennt von diesen sind und.die (jeweils einen
Stoß auf einen oder mehrere der Abschnitte ausüben, wenn sie elektrisch erregt werden, um auf diese Weise den Ring um einen
Schritt weiterzubewegen· Diese Abschnitte auf dem Ring können vorzugsweise magnetisch sein, wobei dann die Antriebsmittel
aus mehreren Permanentmagneten bestehen können, die so verteilt sind, daß sie den Ring in mehreren, jeweils in gleichen Abständen
zueinander versetzten Ruhelagen festhalten können. Um diese Magnete sind bei dieser Ausführungsform elektrische Spulen
gewickelt, die wechselweise erregt werden, um die Kraftwirkung der Magnete auf die vorher erwähnten Abschnitte zu verändern
und dadurch einen resultierenden Stoß auf den Ring ausüben, so daß er von einer Ruhelage in die nächste Ruhelage bewegt wird.
Es muß dabei darauf hingewiesen werden, daß bei solcher Anordnung keine Energie benötigt wird, um den Ring in einer seiner
Ruhelagen zu halten, denn das wird durch die Permanentmagneten erreicht, wenn die Spulen nicht erregt sind.
Vorteilhaft können gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere ■
Anzeigeringe der vorher erwähnten Art zu einer einheitlichen Mehrfachanzeigevorrichtung kombiniert werden, die sich durch
Einfachheit und Kompaktheit auszeichnen. Dazu werden mehrere Ringe, von denen jeder mit verschiedenen Kennzeichen ausgerüstet
ist, wie zum Beispiel mit Markierungen, welche die
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Tage, die Stunden, die Minuten und Sekunden anzeigen, konzentrisch
und drehbar in einem gemeinsamen flachen Gehäuse angeordnet, wobei jeder Ring gegenüber den anderen abgedichtet ist. Jeder Ring
muß bei dieser Ausführungsform mit mehreren Abschnitten versehen sein und mit unabhängigen Antriebsmitteln ausgerüstet sein, wie
sie vorher bereits erwähnt wurden. Wenn die Mehrfachanzeigevorrichtung
mit einer elektronischen Armbanduhr vereinigt wird und eine magnetische Antriebseinrichtung der vorher erwähnten
Art eingesetzt wird, dann können die zum Antrieb der verschiedenen Ringe nötigen und Jeweils im bestimmten Verhältnis abgegebenen
Impulse sehr leicht von einem einzigen Quarzoszillator-Uhrwerk über einen elektronischen Frequenzteiler und Deködierschaltungen
entnommen werden.
Die Relativlagen der einzelnen Ringe zueinander, insbesondere die der Tages-, Stunden- und Minutenringe, werden durch den notwendigen
Synchronismus über elektronische Anordnungen besser aufrechterhalten, als in den zur Zeit auf dem Markt befindlichen
Uhren, bei denen diese Relativlage durch die feste Verbindung der Zeiger untereinander mechanisch aufrechterhalten wird. Durch die
neue Anordnung bleiben zudem die einzelnen Anzeigeringe, obwohl sie elektronisch miteinander verbunden sind, im wesentlichen unabhängig
voneinander drehbar, so daß sie auch unabhängig oder zusammen ohne mechanische Mittel einstellbar und auch selbsttätig
regulierbar sind.
Die Erfindung wird im einzelnen anhand der folgenden Zeichnungen '
beschrieben, welche Ausführungsbeispiele darstellen.
Dabei zeigen: ·
Fig. 1 ein s.chematisches Blockschaltbild einer elektronischen
Armbanduhr, welche die Zeit mit Hilfe von rotierenden Ringanzeigevorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung
anzeigtf
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Pig. 2 eine Draufsicht auf eine elektronische Armbanduhr, wie sie in dem Blockschaltbild der Fig· 1 gezeigt
ist, wobei drei rotierende Ringe vorgesehen sind, von denen jeder eine Anzeigemarke besitzt, die an
einer Reihe von Zahlen oder Markierungen vorbeistreichen, welche die Stunden, die Minuten und die Sekunden
anzeigen und bei der noch ein vierter Ring vorgesehen
ist, der eine Reihe von Zahlen trägt, die nacheinander durch ein Sichtfenster angezeigt werden und
das Datum anzeigen sollen,
Fig. 3a eine Draufsicht auf die Ringanzeigevorrichtung, die
für die in der Fig. 2 gezeigte elektronische Armbanduhr geeignet ist.
Fig. 3b eine Ansicht ähnlich der Fig. 3a» bsi der jedoch die
Antriebsmagnete an der roferendea Anzeigevorrichtung
in anderer Weise angeordnet sind als in der Fig. 3a*
Fig. 4· einen Querschnitt in auseinandergezogener Darstellung
entlang der Linie IV-IY durch die in der Fig«, 3a ge-•
zeigte Anzeigevorrichtung,» wobei die Art und Weise
gezeigt ist, in welcher die Antriebsanordnung und die
elektromagnetischen Bestandteile in ein Gehäuse eingesetzt sind und auch deutlich wird, wie die rotierenden
Ringe in einem zweiten Gehäuse sitzen, äas nit einer
transparenten Linse versehen ist,
Fig. 5 eine Vergrößerung eines Teiles der drei in der Fig» 4
gezeigten Elemente, wobei diese Element© aber OTsammeagebaut
sind und wobei vor allem geneigt ist? in· welcher
Weise die magnetischen Abschnitte eines Anseigeringes
magnetisch mit dem Kern einas der Elektromagnet^ gekuppelt
sindj -
Fig. 6a und andere Ausführungsformen der rotierenden Ringe
Fig. 6b m^t ^m ^g^and zueinander angeordneten magnetischen
Abschnitten,
Fig. 7a bis Diagramme, die einen drehbaren Ring in vier aufein-Fig.
yd ander folgenden Positionen zeigen, um theoretisch
die Wirkungsweise einer dreiphasigen Ausführung der Zeitanzeigevorrichtung zu erläutern,
Fig. 8 eine Vergrößerung eines Teiles der Fig. 7d» ia der
der magnetische Fluß gezeigt ist,
Fig. 9 eine asymmetrische Betriebsanordnung, bei der alle Magnete eines Anzeigeringes auf einer Seite dieses
Ringes angeordnet sind,
Fig. 10 eine symmetrische Antriebsvorrichtung, bei der der
Hing durch zwei Anordnungen mit ,je drei gegenüberliegenden Elektromagneten angetrieben ist,
Fig. 11 die Phasenzuordnung zwischen den drei Impulsfolgen
zum Antrieb der dreiphasigen elektromagnetischen ■ Antriebseinrichtung^ der Figs 7& bis
Fig. 12 einen drehbaren Anzsigering mit Abschnitten, die
für einen swsiphasigsa magnetischen Antrieb ausgelegt
sind,,
Fig. 13 siise andere zweiphasige Antriebseinrichtung, bei
der die Polschuhe der Antriebsmagneten abgeschrägt
sind, um eine für 6,en Antrieb geeignete Kraft-
resultierende hervorzurufen,
Fig. 14-a bis Querschnitte durch andere Ausführungsformen der
ig. M-u geicanzeigeringe uM der dazugehörigen elektromagnetischen
Antriebseinrichtungen und
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Fig. 15 eine andere Ausführungsform der in der Fig. 5 gezeigten Ringanordnung.
In den Figuren ist als Ausführungsbeispiel eine Armbanduhr 11 gezeigt,
welche mit Anzeigeringen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, die im einzelnen der Fig. 2 zu entnehmen sind.
Die Armbanduhr besteht aus einem Gehäuse 13» das ein Zifferblatt
15 trägt, unter dem mehrere Anzeigeringe, nämlich ein Tagesring
ein Stundenring 191 ein Minutenring 21 und ein Sakundenring 23
konzentrisch zueinander und drehbar angeordnet sind. Jeder der drehbaren Ringe 17» 19» 21 und 23 ist mit mindestens einer Markierung versehen. Dabei trägt der Tagesring 31 ein Kennzeichen jeweils
für einen Tag des Monats; diese- Kennzeichen sind nacheinander durch ein Anzeigefenster 25 auf dem Zifferblatt der Uhr
sichtbar. Die anderen Ringe 19» 21 und 23 sind nur mit einem einzigen Kennzeichentyp versehen, die jeweils als Anzeigemarken
27, 29 und 31 für die Stunden-, Minuten- und Sekundenringe 19» 21 und 23 ausgebildet sind. Das Zifferblatt 15 ist seinerseits
in zwölf gleich, große, auf den Umfang verteilte Abschnitte unterteilt,
welche mit den Zahlen 1 bis 12 versehen sind; die Stunden, Minuten und Sekunden des Tages werden durch die Stellung der
Pfeile 27, 29 und 31 angezeigt, die der Einteilung auf dem Zifferblatt
am nächsten liegen. Diese Pfeile werden dabei durch kreisförmig angeordnete Anzeigefenster 33» 35 und 37 nach außen sichtbar
gemacht, die jeweils* oberhalb und in Übereinstimmung mit den
Ringen 1$, 21 und 23 angeordnet sind. Es ist klar, daß an Stelle
der einzelnen Pfeile 27» 29 und 31 auch alle Ringe oder mindestens
der Stunden- oder Minutenring 29 und 21 mit Kennzeichentypen versehen sein können5 welche die Stunden und Minuten darstellen, und.
daß dann Anzeigefenster ähnlich dem Fenster 25 vorgesehen sein
könnten, die jeweils die Stunde und Minute des Tages in der Form von aufeinanderfolgenden Zahlen anzeigen.
Jeder der Anzeigeringe wird nun schrittweise jeweils in dem ihm
zustehenden Verhältnis auf die später noch zu erläuternde Weise angetrieben. So wird zum Beispiel der Tagesring 17 einmal am Tag
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angetrieben, der Stundenring 19 einmal zu jeder Stunde des Tages usw. Alle Anzeigeringe werden dabei gedreht, jeder in einem unterschiedlichen
Verhältnis, aber alle Bewegungen der Ringe sind zueinander synchron, so daß beispielsweise der Stundenring dann bewegt
wird, wenn der Minutenring bei 60 schrittweisen Bewegungen angelangt ist; in ähnlicher Weise wird der Tagesring 17 um einen
Schritt weiterbewegt, wenn der Stundenring zweimal die Zahl 12 durchlaufen hat. Es kann natürlich auch eine andere Beziehung
gewählt werden, so daß beispielsweise der Stundenring sich jeweils in zwei gleichen Schritten innerhalb einer Stunde bewegt
und zwar jeweils zur vollen Stunde und zur halben Stunde.
Auf dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Armbanduhr 11 sind auch
Einrichtungen vorgesehen, um die Uhr wahlweise vor- oder nachzustellen.
Wie später noch im einzelnen dargestellt wird, sind druck empfindliche Schalter 39» 41, 45 und 43 vorgesehen, die an dem
Uhrgehäuse 13 angeordnet sind. Ein Niederdrücken des Schalters bewirkt, daß der Stunden- und der Minutenring 19 und 21 schneller
bewegt werden, und zwar in Abhängigkeit davon, wie der Schalter 39 gedrückt wird. In ähnlicher Weise kann der Stunden- und der
Minutenring auch in der gewünschten Weise verzögert werden und zwar synchron zueinander, wenn der Schalter 41 heruntergedrückt
wird. Wenn es gewünscht sein sollte, nur den Stundenring einzustellen, wenn dieser beispielsweise einen bestimmten Zeitabschnitt
überquert, dann wird der Schalter 43 gedrückt und in ähnlicher Weise kann der Datumring 17 schrittweise vorwärts bewegt werden,
wenn der Schalter 45 gedrückt wird.
In den Fig. 4 und 5 ist die elektronische Uhr der vorliegenden Erfindung aus Gründen einer erleichterten Herstellung in einem
ersten Gehäuse 47 eingesetzt, welches die rotierenden Ringe 17,
21 und 23 enthält und außerdem noch in ein zweites Gehäuse 53· Das erste Gehäuse 47 besteht grundsätzlich aus einem Führungsgehäuse 49 und aus einer Linse 51» die mindestens teilweise
durchsichtig ist, um die Kennzeichentypen auf den Anzeigeringen
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nach außen sichtbar zu machen. Die Linse 51 ist auf das Ringführungsgehäuse
49 aufgeklebt und zusätzlich mit mehreren ringförmigen
Rippen 57 versehen, die am Boden der Linse 51 konzentrisch angeordnet
sind und in eine entsprechende Anzahl konzentrischer Nuten 55 in der Oberfläche 54 eingreifen. Wie am besten aus der Fig.
zu sehen ist und am Beispiel des Stundenringes 19 auch für die anderen Ringe 17» 21 und 23 gezeigt werden soll, ist der Ring
19 drehbar in einer Ringkammer 62 angeorndet, die im Führungsgehäuse 4-9 von der Oberfläche 5^ aus nach unten angeordnet ist.
Ein Lagerring 63 erstreckt sich von der Mitte der Ringkammer nach oben und der Ring 19 sitzt mit einem Paar» sich nach unten
erstreckenden Armen 65 auf diesem Lagerring 63» der beispielsweise
mit Silikon geschmiert sein kann, so daß der Ring sich frei auf ihm bewegen kann. Natürlich können auch selbstschmieren-,
de Stoffe, wie beispielsweise Nylon oder Teflon für den Ring oder für dessen Lagerung oder auch für beide vorgesehen sein. ,
Es ist auch denkbar, eine Luftschicht oder eine Schicht eines anderen Gases zwischen dem Ring und seiner Führung vorzusehen,
die für den Zweck ausreichend ist.
Eine der Ringnuten 55 ist radial innerhalb der zur Befestigung
des Ringes vorgesehenen Ringkammer 62 vorgesehen, während eine andere radial nach außen von.dieser Kammer liegt. Diese Ringkammern
und das Paar der kreisförmig verlaufenden Rippen 57 der Linse bilden zusammen jeweils ein Paar von kreisringförmig verlaufenden
Wänden, die zusammen mit der oberen Wand 59 der Linse 51 dazu dienen, die Ringführungskammer 62 und den darin angeordneten
Ring 19 getrennt abzudichten. Es ist zu erkennen, daß das Paar der Kreisringdichtungen, die durch die Rippen und die
Nuten 55 und 57 gebildet sind und die durch die Wand 59 der Linse zwischen ihnen ergänzt werden, zusammen mit der Ringführungskammer
62 einen abgedichteten Ringraum 61 bilden, in dem der Ring 19 sicher gelagert und drehbar angeordnet ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Ringe in
gleichen Schritten dadurch angetrieben, daß jeder von ihnen mit
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mehreren im Abstand zueinander angeordneten Abschnitten 67 versehen
ist und dadurch, daß für Jeden Ring elektrisch erregbare Antriebsmittel vorgesehen sind, die an den Ring angrenzen, aber
räumlich getrennt davon sind. Diese Antriebsmittel stehen in Wirkverbindung mit dem Ring und üben einen Stoß auf einen oder
mehrere der Abschnitte in einer Richtung aus, so daß der Ring in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Die Abschnitte und die
Antriebsmittel, um dessen Stoß hervorzurufen, können elektrostatischer oder elektromagnetischer Art, oder auch in der Art
von Fluidiks ausgebildet sein. In der bevorzugten Ausführungsform, wie sie in der Fig. 3a gezeigt ist, sind die Abschnitte
jedoch magnetisch ausgebildet und im gleichen Abstand zueinander auf jedem Ring angeordnet. In gleicher Weise sind auch die Antriebsmittel
magnetischer Art und in der Form einer Kombination von drei elektromagnetischen Antriebseinheiten für jeden der
Ringe 17, 19, 21 und 23 ausgebildet. Sie sind in den Fig. 3a mit
69a bis 69c für den Ring 17, mit 71a bis 71c für den Ring 19, mit 73a bis 73c für den Ring 21 und mit 75a bis 75c für den Ring
23 gekennzeichnet. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist in ganz vorteilhafter Weise jede der elektromagnetischen Antriebseinheiten, von denen die Vorrichtung 7"Ia als Beispiel herausgegriffen
werden* soll, mit einem permanentmagnetischen Kern 77 und
einer darauf angeordneten Spule 79 (Fig. 5) versehen. Der Permanentmagnet
77·) der bei jedem Satz von magnetischen Antriebs element en
vorgesehen ist, dient dazu, eine Haltekraft auf den Ring auszuüben, dem er zugeordnet ist und diese Kraft in mehreren Ruhelagen des
Ringes jeweils in gleicher Größe auszuüben. Auf diese Weise kann dann der Ring ohne die Zufuhr von Energie zu den Spulen 79
des Elektromagnetantriebes stationär gehalten werden.
Um die magnetische Kupplung zwischen dem Permanentmagneten 77 und den magnetischen Abschnitten 67 so groß wie möglich zu machen, ist
ein Paar von Schlitzen 81 auf gegenüberliegenden Seiten der Ringführungskammer 62 in Zuordnung zu jedem Permanentmagnet 77 vorge-
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sehen. Wenn also der Bodenteil 53 des Gehäuses gegen den Oberteil 4-9 gedruckt wird, dann werden alle Permanentmagneten 77 in
ein entsprechendes Paar von Schlitzen 81 hereingeschoben und sind,"
wenn sie einmal in diese Stellung gelangt sind,.ganz dicht neben
den nach unten reichenden Schenkeln 65 des Ringes 19 gelegen. Wenn der Teil des Ringes 19* der den magnetischen Bereich 67 trägt,
so gewählt wird, daß er auch der .Teil ist, an dem jeweils ein Paar von herunterreichenden Schenkeln 65 angeordnet ist, dann kann
der magnetische Streufluß zwischen den Schenkeln des Permanentmagneten
77 durch den magnetischen Abschnitt 67 auf ein Minimum herabgedrückt werden.
Die Gestaltung des Ringes 19» der in der Pig. 5 gezeigt ist, ist
im einzelnen nochmal in der Pig. 6a zu sehen. Es ist dabei zu
erkennen, daß er relativ breit, dünn und flach ausgebildet ist, und mit mehreren U-förmig ausgebildeten magnetischen Abschnitten
67 auf seiner Unterseite versehen ist. Der Ring 19 ist dabei vorzugsweise nicht magnetisch und kann aus Plastik bestehen. Die
magnetischen Abschnitte 67 können auch ans Kunststoff sein, der aber mit einem magnetischen Puder versetzt ist. Diese Abschnitte
können auf dem Ring 19 angebracht oder aus einem Stück mit ihm bestehen.
Die in der Fig. 6a breiter als der Ring 19 dargestellten Abschnitte
67 können, so wie in Fig. 6b gezeigt, auch schmäler als der Ring 19 sein. Der schmalere Ring nach Fig. 6a weist den Vorteil eines
geringeren Gewichtes und daher auch einer geringeren Trägheit auf. Diese Ringausbildung ist auch in der Fig. 3b gezeigt, die
eine Variation der Uhr von Fig. 3a zeigt und die sich zusätzlich gegenüber jener Ausführungsform durch die Art und Weise unterscheidet,
in der die magnetischen Antriebsmittel untergebracht sind. Es muß dazu darauf hingewiesen werden, daß in der Ausführungsform der Fig. 3a die einzelnen Antriebselemente jedes Antriebssatzes, so wie beispielsweise des Satzes 69a bis 69c, jeweils um
120 gegenüber dem anderen versetzt sind. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, die Stöße, die auf die Abschnitte des Ringes
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ausgeübt werden, so auf den Umfang zu verteilen, daß die daraus
resultierenden Spannungen möglichst gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind, so daß eine ungleiche Abnützung auf der Lagerung
vermieden wird. Es ist natürlich auch möglich, eine andere als eine 120°-Verteilung zur Erzielung desselben Zweckes zu wählen.
Es ist auf der anderen Seite aus herstellungstechnischen Gründen auch wünschenswert, alle einzelnen Teile jedes elektromagnetischen
Antriebssatzes möglichst eng zusammenzusetzen und hier zeigt die Fig, 5b eine entsprechende Variation, wobei jeder Satz der elektromagnetischen
Teile mit denselben Bezugszeichen, wie in der Pig.
3a versehen ist, aber zur Unterscheidung mit einem Strich versehen
ist.
Die Antriebsmethode ist im wesentlichen bei beiden Ausführungsformen, wie sie in den Fig. 3a und 3b dargestellt sind, dieselbe.
Sie ist auch für alle Ringe bei einer Mehrfachanzeigevorrichtung dieselbe und sie soll an Hand des Tagesringes 17'» der in der
Fig. 3b gezeigt ist, im einzelnen erläutert werden, der von einem
Satz von drei elektromagnetischen Antriebseinrichtungen 69a1, 69b1
und 69c1 angetrieben wird. Diese Teile sind in den Fig. 7a bis 7c
vergrößert dargestellt, in welchen der Ring 17' in vier aufeinanderfolgenden
Lagen gezeigt ist. Sehen wir uns zunächst die Fig. 7a an, so geht daraus hervor, daß die elektromagnetischen
Einrichtungen 69a1 bis c' so gegeneinander versetzt sind, daß
'jeweils dann, wenn eine von ihnen (69a1) einen Abschnitt 67
zentrisch innerhalb sich aufnimmt, die anderen beiden elektromagnetischen Einrichtungen (69b1 und 69c1) einen Abschnitt jeweils
davor oder hinter sich besitzen und zwar mit jeweils gleichem Abstand. Für den Fall des Ringes 17' der Fig. 3b und 7a, wo die
elektromagnetischen Einrichtungen 69a' bis c1 ganz eng nebeneinander
angeordnet sind, ist es jeweils derselbe Abschnitt A, der hinter einem der elektromagnetischen Anordnungen 69c1 und vor dem
anderen dieser Einrichtungen 69b' liegt. Darüberhinaus ist der Abschnitt A auf dem Ring 17' zu dem Abschnitt B benachbart, der
sich in der ersten elektromagnetischen Einrichtung 69a zentrisch befindet. Andererseits ist aber bei der Ausführungsform der Fig.3a,
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wo die elektromagnetischen Einrichtungen 69a, 69b und 69c jeweils um 120° gegeneinander auf dem Umfang versetzt.angeordnet
sind, der Abschnitt 67b, der sich hinter einem von ihnen (69b) befindet, nicht derselbe als der Abschnitt 67e, der sieh vor
dem dritten (69c) von diesen elektromagnetischen Antriebseinheiten befindet. Die Wirkungsweise ist jedoch in beiden Fällen
die gleiche. Die dargestellte Stellung ist jeweils eine Gleichgewichtsstellung,
in der der rotierende Ring sich in Ruhe befindet, weil auf ihn von dem Permanentmagneten 77 aus keine
resultierende Kraft aufgrund der jeweils zugeordneten elektromagnetischen
Einheiten ausgeübt wird, solange diese Einrichtungen nicht erregt werden. Wenden wir uns nunmehr erneut zur Fig. 7a,
so bedeutet das, daß der Permanentmagnet 77 der ersten elektromagnetischen
Einheit 69a keine resultierende Antriebskraft auf den Bereich B ausübt, weil der letztere exakt in dem ersteren
zentriert ist und so im Gleichgewicht steht. Auf ähnliche Weise wird auch keine resultierende Antriebskraft auf den Bereich A
ausgeübt, weil die Permanentmagneten 77 der elektromagnetischen
Einheiten 69b' und 69c1 jeweils gleich große, aber entgegengesetzte
Zugkräfte auf diesen Bereich A ausüben, da sie jeweils um den gleichen Betrag hinter und vor diesem Bereich sitzen.
Es versteht sich, daß das was bisher als vor bzw. hinter einer elektromagnetischen Einrichtung liegender Bereich bezeichnet
wurde, sich jeweils auf die Mittellinie dieses Bereichs bezieht.
Es befindet sich nämlich in der Fig. 7a die nachfolgende Kante
des Bereiches A leicht innerhalb der elektromagnetischen Einrichtung
69b',während sich die Vorderkante innerhalb der
elektromagnetischen Einrichtung 69c1 befindet. Je nachdem,
welche Antriebskraft gewünscht wird, muß diese Ausdehnung der einzelnen Bereiche A oder B entsprechend gewählt werden. Das
geht besser aus der Fig. 8 hervor, in der die magnetischen Kraftlinien gezeigt sind. Ein Vorteil der eben beschriebenen
Anordnung ist es, daß der Anzeigering auf diese Weise sich nicht
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nur in einer Ruhelage befindet, sondern in dieser Lage auch durch die Permanentmagneten 77 gehalten und so gegen eine ungewollte
Bewegung aus seiner Ruhelage heraus geschützt ist.
Der Ring 17' wird so also in Schritten vorwärts bewegt, in dem nach
einander die Kraft von zwei der drei Permanentmagnete 77 aufgehoben oder mindestens verkleinert wird, während die Kraft des
dritten Permanentmagneten 77 unangetastet bleibt. Jedes Mal, wenn ein anderer der drei Permanentmagnete 77 unbeeinflußt bleibt und,
wie noch weiter erklärt wird, wenn sich das dann in einer zeitweisen Unterbrechnung des Gleichgewichts der Kräfte auswirkt, dann
wird der Ring um einen Schritt weiter'bewegt, der gerade der Hälfte
des Abstandes zwischen zwei benachbarten Abschnitten entspricht.
In der Ausführungsform der Fig. 3a und 3b wird die magnetische Anziehungskraft
der Permanentmagneten 77 jeweils dadurch überwunden,
daß die Spulen 79 kurzzeitig erregt werden, die um die Permanentmagneten herumgewickelt sind. Die erste Kombination von Stromimpulsen
ist oberhalb der Fig. 7a in drei Kreisen angegeben, die
jeweils über den drei elektromagnetischen Einrichtungen 69a' 69b1 und 69c1 angeordnet sind. Eine Null in einem Kreis bedeutet
dabei das Fehlen eines Stromstoßes in der darunterliegenden Einheit und in gleicher Weise bedeutet eine eins die Anwesenheit
eines Stromstoßes in der betreffenden Einrichtung. In der Fig. 7a sind daher die Spulen der ersten zwei elektromagnetischen
Einrichtungen 69a1 und 69b' erregt, während die Spule der dritten
elektromagnetischen Einrichtung 69c1 stromfrei ist. Als Folge davon
wird die elektromagnetische Kraft, die von dem Permanentmagneten 77 auf die Einheit 69b1 ausgeübt wird, verkleinert, während
die entsprechende Kraft des Magneten 77 der Einrichtung 69c1 unverändert
ist, so daß eine resultierende Vorwärtskraft auf den Bereich A ausgeübt und der Ring 17' im Uhrzeigersinn vorwärtsbewegt
wird.
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Die Fig. 7b zeigt den Moment, in dem der Ring nach seiner durch ν
den Impuls, wie er in der Fig. 7a dargestellt war·, hervorgerufenen
Vorwärtsbewegung wieder zur Ruhe kommt. Er kommt dabei in der neuen Lage deshalb zur Ruhe, weil der Bereich A nunmehr
zwischen der elektromagnetischen Einheit 69c1 zentriert ist,
so daß weder vorwärts noch rückwärts ein Drehmoment auf diesen Bereich ausgeübt wird, und weil der.Bereich B nunmehr genau
zwischen den elektromagnetischen Einheiten 69a1 und 69b' liegt,·
die beide in gleicher Weise erregt sind, so. daß auch si© kein Drehmoment auf den Bereich B ausüben.
TJm nun den Ring 17' aus der in der Fig. 7b gezeigten Lage weiterzubewegen,
müssen die Spulen der elektromagnetischen Einrichtungen 69a' und 69c1 erregt werden. Dadurch wird wieder ein Drehmoment
auf den Bereich B ausgeübt, und zwar durch die nicht erregte elektromagnetische Einheit 69b1 und wiederum aus demselben Grund,
aus dem beim vorhergehenden Schritt ein Drehmoment auf den Bereich
A ausgeübt wurde. _
In der Fig. 7c ist der Bereich B nunmehr in der mittleren elektromagnetischen
Einrichtung 69b1 zentriert und die linke und rechte elektromagnetische Einrichtung 69a1 und 69c' besitzen
nun die Bereiche C und A hinter bzw. vor sich und zwar um den jeweils gleich großen Betrag. Der Ring 17' ist deshalb wieder
im Gleichgewicht, weil keine Kraft auf den Bereich B ausgeübt wird und auf die Bereiche C und A gleich große, aber entgegengesetzte
Drehmomente wirken. Um nun schließlich den Ring aus der in der Fig. 7c gezeigten Lage weiterzubewegen, wird die auf
die Bereiche C und A ausgeübte Kraft durch die Erregung der Spule der elektromagnetischen Einheit 69c1 aufgehoben, während die
Kraft der elektromagnetischen Einheit 69a1 weiterhin besteht.
Die Spule der mittleren elektromagnetischen Einheit 69b' wird ebenfalls erregt. Als Folge davon wird von der elektromagnetischen
Einheit 69a1 eine Kraft auf den Bereich 0 ausgeübt, welche die
rückwärtswirkende Kraft (sofern überhaupt eine vorhanden ist),
-16-209850/1080
die auf den Bereich A von der Einheit 69c her einwirkt, übertrifft
und der Ring wird in die Lage nach Fig. 7d bewegt. In dieser Lage
nehmen die Bereiche G und B dieselbe Stellung ein, wie es vorher die Bereiche B und A in der Fig. 7a taten. Hier sind nun die Spulen
der elektromagnetischen Einheiten 69a' bis c' durch dieselbe Stromstoßkombination beaufschlagt, die sie auch schon in der Lage
des Ringes in der Fig. 7a beaufschlagt hatte. Die Reihenfolge der
Erregung der elektromagnetischen Einheiten 69a1 bis c' wiederholt
sich also jeweils wieder von vorne und diese Reihenfolge ist auch in der Fig. 11 gezeigt, wobei die Impulsfolgen 85» 87 und 89 je- '
weils die auf die elektromagnetischen Einheiten 69a1, 69b1 und
69c1 einwirkenden Stromstöße andeuten sollen.
An Stelle einer Neutralisierung oder Verminderung der magnetischen
Kraft, die von zwei von drei elektromagnetischen Einheiten 69a' bis 69c' hervorgerufen werden und an Stelle, daß die dritte dieser
Kräfte unbeeinflußt bleibt, kann auch ein anderer Weg gewählt , werden, um einen Antrieb zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann die
dritte elektromagnetische Einheit ebenfalls mit Strom beaufschlagt werden, aber in entgegengesetzter Richtung, in der die
beiden anderen elektromagnetischen Einheiten beaufschlagt wurden, so daß, wenn die magnetische Kraft der ersten beiden vermindert
ist, die Kraft der dritten vergrößert wird. Diese Anordnung führt natürlich zu einer Vergrößerung des Anzugsdrehmomentes
auf den Ring, erhöht auf der anderen Seite aber den Energieverbrauch. Ein weiterer Faktor, der den Energieverbrauch beeinflußt,
ist die Größe der Permanentmagneten 77· Je stärker nämlich diese
Magnete sind, um so besser ist zwar die Stabilität des Ringes in der Ruhelage, um so größer aber ist auch der zur Neutralisierung
oder Verminderung der magnetischen Wirkung dieser Magneten nötige Strom.
Eine andere Antriebsanordnung sieht vor, daß die elektromagnetische
Einheit, in der sich gerade ein Bereich 67 zentral befindet, nicht mit Strom beaufschlagt wird. Bei dem Beispiel, das in den
Fig. 7a bis 7d gezeigt ist, müßten also die Stromstöße auf die
20985 0/1080 -17-
Einheiten 69a1, 69c' und 69V und 69a' Jeweils weggelassen werden.
Obwohl dann die Wirkung so sein wird, daß der jeweils "zentrierte"
Bereich in einer vollständig magnetisierten Einheit verbleiben wird, wird der Hing 19 trotzdem vorwärtsbewegt, weil
die resultierende magnetische Anziehungskraft, die dazu neigt, den Bereich zwischen die elektromagnetischen Einheiten hereinzuziehen,
größer sein wird als die Bremskraft, die auf den "zentrierten". Bereich ausgeübt wird. Der Vorteil einer solchen Anordming
ist darin zu sehen, daß nur halb soviel Antriebsimpulse
erforderlich sind. Dabei kann der noch verbleibende Impuls entweder
ein "vergrößernder" Stromstoß sein, der die magnetische Wirkung der Einheit vergrößert, auf die er ausgeübt wird, oder
er kann auch ein "verkleinernder" Stromstoß sein, der den entgegengesetzten Effekt ausübt.
Da die rotierenden Ringe kein zentrales Lager besitzen, wird also jeder magnetische Antrieb, wie er auch in den Fig. 3a und Jb gezeigt
ist, eine Seitenkraft hervorrufen, weil ja jeweils nur eine eleV -"lagnetische Einheit ein Drehmoment über die Bereiche auf
dem Ring zu einem bestimmten Zeitpunkt ausübt. Das ist näher in der Fig. 9 gezeigt, in der ein Satz elektromagnetischer Einheiten,
der mit 69 bezeichnet ist, eine resultierende Seitenkraft F auf einen Ring 17 ausübt. Das Lager des Ringes, wie beispielsweise
die Schiene 63 der Fig. 5, kann diese Kraft aufnehmen, ohne daß
der Ring klemmt, wenn dieses Lager richtig ausgelegt ist. Die Reibung zwischen dem Ring und der Lagerschiene kann gegenüber
der in der Fig. 9 gezeigten asymmetrischen Anordnung durch eine symmetrische AntriebsOrdnung, wie in Fig. 10, noch weiter:
vermindert werden. Bei der symmetrischen Anordnung der Fig. 10 sind zwei diametral gegenüberliegende Antriebssätze 69-1 und 69-2
für einen Ring 17 vorgesehen. Jede dieser Einrichtungen 69-1 und
69-2 kann so ausgebildet sein, wie es in der Fig. 3b gezeigt war. Ihre einzelnen elektromagnetischen Einheiten können dabei jeweils
paarweise erregt werden und zwar jeweils eine Einheit
-18-
209850/1080'
jedes der Sätze 69-1 bzw. 69-2. Es werden daher jedesmal gleich groß©, abor entgegengesetzt gerichtete Kräfte F1 und P2 auf den
Hing 17 ausgeübt, so daß keine resultierende Seitenkraft auf den Ring einwirkt. Natürlich können auch mehrere Gruppen in jeweils
diametral gegenüberliegenden Antriebssätzen vorgesehen sein.
Der elektronische Schaltkreis, der die Impulsfolgen der Fig. hervorrufen kann, die notwendig sind, um die elektromagnetischen
Einrichtungen mit den AnsBeigeriagea anzutreiben, brauchen im
einzelnen nicht beschrieben zu werden, da sie dem Fachmann bekannt sind. In der Fig. 1 ist jedoch ihre grundsätzliche Schaltung
gezeigt, wobei der Magnetsatz 69* 71» 73 und 75» der jeweils
den rotierenden Eingen 17» 19» 21 und 23 zugeordnet ist,
von einem einzigen Normaluhrwerk angetrieben wird. Der Ausgang des Normaluhrwerkes 91» das als Quarzoszillator ausgebildet
sein kann, wird durch einen Frequenzteiler 93» beispielsweise einem Binärzählwerk, in so viele Frequenzen aufgeteilt, wie
rotierende Ringe vorgesehen sind. So werden z. B. die Frequenzen f1, f2, f-J und f4 für die Sekunden-, Minuten-, Stunden-
und Tagesringe 23, 21, 19 und 17 jeweils so ausgewertet sein,
daß sie einen Impuls pro Sekunde bzw. einen pro Minute, einen
per Stunde und einenpro Tag hervorrufen. Jede dieser Frequenzen
f1 bis fA wird dann mit einem Dekoder 95 in eine dreiphasige
Impulsfolge umgesetzt, wie sie in der Fig. 11 dargestellt ist und jede dreiphasige Impulsfolge wirkt nun auf die
drei elektromagnetischen Einheiten, die jeweils einem der vier rotierenden Ringe 17» 19» 21 und 23 zugeordnet sind.
Eine gemeinsame Energiequelle 97» beispielsweise eine Batterie, versorgt die einzelnen Teile 91» 93 und 95 roit Strom.
-Einer der Vorteile der erfindimgsgemäßen Anzeigevorrichtung
besteht darin, daß jeder Anzeigering jeweils allein oder in jeder gewünschten Kombination iron zwei o<H, mehr eingestellt
werden kann, und daß das ofcn® mechanische iß';tel möglich ist.
Die gewünschte Einstellung der TOti.sr-zn&rn .,-«iSüsdgeringe kann
elektronisch mit Hilfe &iima Ε-insv,. IJ.-- "IT'S· Inckstellkreises
209850/1080 - 19 -
97 erreicht werden, mit dem die jeweils ausgewählten Frequenzen,
die durch den Frequenzteiler 93 erzeugt werden, jeweils auf den
Dekoder 95 gegeben werden, so daß diese Frequenzen in einen dreiphasigen Antrieb umgewandelt werden, der auf jeweils ausgewählte
elektromagnetische Einheiten 69, 71» 73 und 75 einwirken
kann. Wenn es beispielsweise gewünscht sein sollte, den Stundenring
19 um 3 Stunden vorzustellen, so kann durch den Einstelltr*id
Bückstellstromkreis 97 in den Dekoder 95 gerade die Anzahl
von Impulsen eingegeben werden, welche nötig wäre, um den Stundenring um die erwünschte Zeitdauer vorwärts zu bewegen,
so daß dieser in seiner Anzeigelage dann auch um drei Stunden vorverstellt wird. Im vorliegenden Fall wären dazu also drei
Impulse notwendig.
Normalerweise ist der Minutenring 21 mit dem Stundenring 19 elektronisch
gekuppelt, so daß dann, wenn der Stundenring 19 vorverstellt
wird, der Minutenring 21 in seiner 60-Minutenlage.ist,
wie es auch bei einer konventionellen Uhr der Fall ist. Das wird elektronisch dadurch erreicht, daß ein Synchronismus
zwischen den Impulsen aufrechterhalten wird, welche die elektro-. magnetischen und jeweils dem Stunden- und Minutenring 19 bzw.
21 zugeordneten Einheiten antreiben. Solch ein Synchronismus wird innerhalb des Dekoders 95 durch eine geeignete Schaltung
erreicht. Soll die Uhr 11 in der konventionellen Art eingestellt werden, also entweder um sie'von vorneherein zu justieren oder
um ein nachgehen oder Vorgehen auszugleichen, dann müssen die Stunden- und Minutenringe 19 und 21 im Uhrzeigersinn oder im
'Gegenuhrzeigersinn zusammen verdreht werden, wobei ihre Relativstellungen
«zueinander unverändert bleiben. Das kann in einfacher Weise durch ein paar Kontrollschalter, wie beispielsweise die
Teile 39 und 41 auf der rechten Seite der Uhr 11 in Fig.2 erreicht
werden.
Beide Steuerorgane 39 und 41 können als druckempfindliche, temperaturempfindliche
oder kapazitivempfindliche Elemente ausge-
- 20 -20 9 850/1080
bildet sein. Jedes dieser Elemente 39 und 41 bewirkt in dem
Einstell- und Rückstellschaltkreis 971 daß ein geeigneter Impuls
von dem Frequenzteiler 93 in den Dekoder 95 eingeleitet wird,
der beide Ringe 19 und 21 vor- oder nachstellt. Im besonderen
kann das Element 39 beispielsweise dazu dienen, die Ringe 19
und 21 vorzuversteilen, während die Einrichtung 41 dazu dienen kann, Sie wieder zurückzustellen.
Vorteilhaft kann neben dem Einstell- und Rückstellteil 97 eine Schaltungsanordnung vorgesehen sein, die es ermöglicht, in Abhängigkeit
der Zeitdauer eines auf die Elemente 39 und 4-1 ausgeübten Druckes verschieden zu reagieren. Auf diese Weise kann
dann eine relative kurze Betätigung (die beispielsweise kurzer als drei Sekunden ist) entweder der Einrichtung 39 oder der Einrichtung
4-1 dazu führen, daß der Stunden- und Minutenring 19 und 21 jeweils um eine Minute verstellt wird. Wenn die Betätigung
aber langer aufrechterhalten wird, also beispielsweise mehr als drei Sekunden lang, dann werden die Stunden- und Minutenringe
19 und 21 durch den zu diesem Zweck in dem Block 97 vorgesehenen Schaltkreis in einem beschleunigten Verhältnis, beispielsweise
zwischen 10 und 60 Minutenmarken pro Sekunde verstellt, und zwar solange wie der Drück weiter ausge-übt wird. Diese Anordnung
einer mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten wirkenden Einstelleinrichtung erlaubt eine schnelle und doch genaue
Einstellung der Zeit, ohne das Auge überzubeanspruchen. So kann immer dann, wenn eine verhältnismäßig große Einstellzeit verlangt
ist, die dazu vorgesehene druckabhängige Einrichtung 39 und 41 längere Zeit gedruckt werden, so daß ein großes Verstellverhältnis
erreicht wird, und wenn die Ringe 19 und 21 etwa in ihre richtige Lage gelangt sind, dann wird die druckabhängige
Einrichtung losgelassen und erneut ein oder mehrmals kurzgedrückt, so daß die Ringe in ihre exakte gewünschte Position
durch eine oder mehrere Einminutenschritte gebracht werden können.
Wenn nur der Stundenring eingestellt werden soll, wenn beispiels-
- 21 - ■
209850/1080
weise ein "bestimmter Zeitabschnitt überquert ist, so kann eine
weitere druckabhängige Einrichtung, wie beispielsweise die Ein-
weräen
richtung 43 eingesetzt, die, auf der oberen linken Seite der Uhr 11 angeordnet ist. Diese druckabhängige Einrichtung 43 wird ebenfalls elektrisch mit den Einstell- und Rückschaltkreisen verbunden, so daß der Stundenring 19* beispielsweise in der Form von 12-Minuten-schritten in Abhängigkeit von jedem kurzen Druck auf die Einrichtung 43 vorgestellt wird· Eine schnellere Vorverstellung des Stundenringes 19 kann dann ebenfalls durch eine Verlängerung der Druckzeit auf die Einrichtung 4-3 erreicht werden. Wenn nur ein Ring eingestellt wird, so wird die synchrone Lage zwischen ihm und dem anderen Ring jeweils wieder elektronisch geregelt. Ein weiteres druckabhängiges Steuerorgan 45i das unten links an der Uhr 11 in der Fig. 2 gezeigt ist, kann schließlich noch dazu vorgesehen sein, den Datumring 17 in der gleichen Weise wie den Stundenring 19 einzustellen.
richtung 43 eingesetzt, die, auf der oberen linken Seite der Uhr 11 angeordnet ist. Diese druckabhängige Einrichtung 43 wird ebenfalls elektrisch mit den Einstell- und Rückschaltkreisen verbunden, so daß der Stundenring 19* beispielsweise in der Form von 12-Minuten-schritten in Abhängigkeit von jedem kurzen Druck auf die Einrichtung 43 vorgestellt wird· Eine schnellere Vorverstellung des Stundenringes 19 kann dann ebenfalls durch eine Verlängerung der Druckzeit auf die Einrichtung 4-3 erreicht werden. Wenn nur ein Ring eingestellt wird, so wird die synchrone Lage zwischen ihm und dem anderen Ring jeweils wieder elektronisch geregelt. Ein weiteres druckabhängiges Steuerorgan 45i das unten links an der Uhr 11 in der Fig. 2 gezeigt ist, kann schließlich noch dazu vorgesehen sein, den Datumring 17 in der gleichen Weise wie den Stundenring 19 einzustellen.
Es sind viele Variationen des beschriebenen Systemes möglich,
beispielsweise kann an Stelle eines dreiphasigen elektromagnetischen Antriebs auch ein Zweiphasenantrieb vorgesehen sein,
so wie er in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist. Der Antrieb der Fig.' 12 besteht dabei aus zwei elektromagnetischen Einheiten
101 und 103 und aus einem Ring 99 * der magnetische Abschnitte
105 aufweist. Jede: der elektromagnetischen Einheiten 101 und
103 besteht aus einem Permanentmagnet, der U-förmig ausgebildet
ist, wie beispielsweise der Magnet 77 der Fig. 5- Zusätzlich
besitzt jede Einheit auch noch eine nicht näher gezeigte Spule, wie beispielsweise die Spule 79 der Fig. 5· Jeder der magnetischen
Abschnitte· 105 ist so ausgebildet, daß jedes Drehmoment,
das durch die elektromagnetischen Einheiten 101 und 103 auf den Ring'99 ausgeübt werden kann, im Uhrzeigersinn erfolgt. Um den
Ring 99 nun um einen Schritt weiterzubewegen, werden die elektromagnetischen
Einheiten 101 und 103 wechselweise beaufschlagt, so daß wechselweise ihre magnetische Wirkung verkleinert oder
aufgehoben wird. Die in der Fig. 12 dargestellte Lage zeigt
- 22 209850/1030
dabei eine Ruhelage für den Ring 99j in der er dadurch stationär
gehalten wird, daß der Bereich A zentral innerhalb der elektromagnetischen
Einheit 103 gehalten ist. Soll der Ring aus dieser Lage nun vorwärts bewegt werden, so muß ein Stromimpuls auf die
Spule /ier Elektromagneteinheit 103 gegeben werden. Dadurch wird die Haltekraft dieser Einheit auf den Bereich A verkleinert,
so daß der Bereich B durch die elektromagnetische Einheit 101 im Uhrzeigersinn vorwärtsgezogen wird.
Bei einer anderen Ausführungsform können an Stelle der Bereiche 105 sowie in Fig. 12,auch die Elektromagneten der Einheiten
109 und 111 geformt sein. Die Impulsfolge bleibt dieselbe und die Einheiten 109 und 111 werden wechselweise beaufschlagt, so
daß wechselweise die magnetische Wirkung der einen relativ zur anderen (Fig. 13) verkleinert wird.
Die Ausbildung der rotierenden Anzeigeringe und der elektromagnetischen
Einheiten, die für den Antrieb vorgesehen sind, kann auch beträchtlich von der in den Fig. dargestellten abweichen.
In der Fig. 14a ist beispielsweise ein flacher Ring 115 durch eine elektromagnetische Einheit angetrieben, die mit einem Permanentmagneten
117 versehen ist, der in etwa wie ein umgekehrtes g geformt ist, das auf seinem Fußteil eine Spule 119 besitzt.
Ein T-förmiger Ring 121 mit einem Schaft 123 ist in der Fig.
14b gezeigt. Dieser Ring wird durch einen U-förmig ausgebildeten
Permanentmagneten 125 mit einer an seinem Fuß angeordneten Spule 127 angetrieben. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil
auf, daß die Anzeigefläche größer ist und daß durch den U-förmigen Permanentmagnet 125 auch eine gute Lagerung erzielt
wird.
Eine weitere Ausgestaltung ist in der Fig« 1-Vc gezeigt, in der
ein flacher Ring 129» der ähnlich eiern fl^Iie?. Ring 115 der Fig.
14a ist, durch einen U-förmigen F^manentnLagnet 131 bewegt wird,
- 23 -209850/1080
der auf seinem Mittelteil eine Spule 133 "besitzt. Diese Anordnung
"bewirkt zwar nicht eine ganz so gute Lagerung als die in Fig. 14b, aber sie stellt eine relativ große Anzeigefläche für Buchstaben
o. dgl. zur Verfugung, die auf dem Ring 129 angebracht sein können. Die U-förmigen Kerne der elektromagnetischen Einheiten,
die bei dem gezeigten Beispiel als Permanentmagnete über die ganze Länge ausgebildet sind, könnten auch irgendwo
auf ihrer Länge mit einem permanentmagnetisierten Teil ausgerüstet
sein. Darüberhinaus könnten auch die Abschnitte auf den Eingen permanentmagnetisch sein, wobei dann die Kernstücke nur
aus magnetischem Material bestehen müßten, aber nicht dauernd magnetisiert sein müßten. Eine weitere mögliche Variation wäre
es, jeden Ring mit einem oder mehreren magnetischen Bereich ζμ versehen, die ganz eng nur an einem Teil des Ringes angeordnet
sind. In diesem Fall müßten dann elektromagnetische Einrichtungen auf dem Umfang des Ringes angeordnet sein, die nacheinander zum
Antrieb des Ringes erregt werden müßten.
Es ist auch nicht unbedingt notwendig, die Antriebsmittel auf solche zu· beschränken, die auf dem elektromagnetischen Prinzip
beruhen. Das Antriebssystem kann auch auf elektrostatischen oder mechanischen Prinzipien oder auch auf dem Fluidikprinzip beruhen,
obwohl gerade das mechanische Prinzip in den meisten Fällen unerwünscht ist.
In der Fig. 15 ist schließlich- eine weitere Ausführungsform für
die Führung des Ringes dargestellt, wie sie auch in der Fig. 5 schon gezeigt ist. Dabei sind in der Fig. 15 alle entsprechenden
Teile wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, jedoch zusätzlich noch mit dem Buchstaben a. Der entscheidende Unterschied
zwischen den beiden Ausführungsformen ist, daß bei der Anordnung der Fig. 15 die gesamte Berührungsfläche zwischen dem
Ring 19a und dem Lager 63a wesentlich kleiner ist als bei der Einrichtung der Fig. 5. Das wird dadurch erreicht, daß mehrere
Vorsprünge 135 vorgesehen werden, welche von dem Lagerkörper
- 24 209850/1080
ausgehen und den Ring nur auf einem Teil seiner gesamten Fläche berühren. Zusätzliche Vorsprünge 157 und 139 erstrecken sich
auf den Ring 19a zu, und zwar von der Linse 51a aus und von
der Oberseite des Ringhalteblockes 49a. Die Vorsprünge 135»
157 und 139 dienen zusammen dazu, den Ring 19a gleitend zu
führen und zwar so, daß ein Minimum an Reibung, insbesondere Anfahrreibung, bei der Drehbewegung erreicht wird, während jede
Bewegung in eine andere Richtung verhindert ist. Die Lagerung
65a kann mit einem Schmiermittel imprägniert sein, wobei die gesamte Berührungsfläche der Vorsprünge 135 genügend klein in
bezug auf das Gewicht des Ringes 19a gestaltet sind, um das
Schmiermittel aus der Lagerung aufgrund des Berührungsdruckes zwischen den Vorsprüngen 135 und dem Ring herauszudrücken.
Kit oder ohne eine solche Schmierung kann die Anfahrreibung zwischen dem Lager* 63a und dem Ring 19a mit steigendem Berührungsdruck
verkleinert warden, insbesondere wenn beide Teile aus Kunststoff bestehen.
Ein Problem, das bei der Anzeigevorrichtung mit rotierenden Ringen auftreten kann, besteht darin, daß die Ringe möglicherweise
unbeabsichtigt zu gleiten anfangen, wenn die Anzeigevorrichtung extrem hohen Drehbeschleunigungen ausgesetzt wird.
Das kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Anzeigevorrichtung
ein Teil einer Uhr ist, die von einer sich sehr lebhaft bewegenden Person getragen wird, beispielsweise wenn
diese Person Tennis spielt oder einen Nagel einschlägt. Dieses Problem kann auf zwei verschiedene Möglichkeiten gelöst werden.
, Zum ersten können beispielsweise die elektromagnetischen Einrichtungen, welche Ringe antreiben, deren Stellungen kritisch
sind, so zum Beispiel wie die Datum-, die Stunden- oder die Minutenringe, mit stärkeren Haltemagneten als die Einrichtungen
ausgerüstet werden, die beispielsweise mit dem Sekundenring kombiniert sind, dessen Stellung nicht besonders kritisch ist.
Der Vorteil e;iner solchen Anordnung besteht darin, daß die für
der: Sekundenzeiger nötige große Antriebsenergie auf Kosten der
- 25 209850/ 1080
Kaltestabilität verringert wird, welche für den Sekundenzeiger.
keine grundsätzliche Voraussetzung ist. Auf der anderen Seite
kann die Haltekraft für die anderen Ringe, deren Stellung kritisch ist, die aber nur geringe Antriebskräfte benötigen,
ohne einen allzugroßen Energieaufwand wesentlich.vergrößert werden. Das bedeutet mit anderen Worten, daß aus Gründen eines
maximalen Wirkungsgrades die Energieversorgung ungleich unter den Ringen verteilt wird.
Eine zweite Lösung gegen den Ringschlup? ist es, die Signale
zu erfassen, die während des Schlupfes des Ringes in den elektromagnetischen Antriebssystemen hervorgerufen werden.
Diese Signale sind nämlich ein Maß für die Richtung und für die Größe des Schlupfes. Sie können am besten in Zeitabschnitten
erfaßt werden, die zwischen dem Auftreten der Antriebsimpulse für die elektromagnetischen Antriebsmittel auftreten. Durch die
Anordnung zusätzlicher elektronischer Schaltkreise, die innerhalb des Antriebsschaltkreises untergebracht sind, kann die
Schlupfinformation ausgenützt werden, um wiederum Antriebsaus
zulösen
impulse , die dann wieder auf die gleichen elektromagnetischen Antriebsmittel einwirken, um den Schlupf wieder auszugleichen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist es, daß ein und dieselben elektronischen Antriebsmittel und dieselben Verbindungsleitungen zwischen ihnen und dem Antriebsschaltkreis sowohl zum Antrieb der Ringe als- auch zur Erfassung ihres Stellungswechsels dienen können.
impulse , die dann wieder auf die gleichen elektromagnetischen Antriebsmittel einwirken, um den Schlupf wieder auszugleichen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist es, daß ein und dieselben elektronischen Antriebsmittel und dieselben Verbindungsleitungen zwischen ihnen und dem Antriebsschaltkreis sowohl zum Antrieb der Ringe als- auch zur Erfassung ihres Stellungswechsels dienen können.
Aus dem Vorstehenden wird klar, daß die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung in der Form von rotierenden Ringen
schafft, die weit mehr zum-Einsatz in elektronischen Uhren ■·
geeignet ist, als alle bisher bekannten Einrichtungen. Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht es,
eine vollkommen dichte Uhr zu verwirklichen, die auch nur wenig Antriebsenergie erfordert, weil ihre Ringe in der Ruhelage
durch Permanentmagnete gehalten sind, wobei diese Ringe
- 26 209850/1080
auch noch sowohl eingestellt als zurückgestellt werden können, und zwar unabhängig oder zusammen, ohne daß irgendwelche
mechanischen Vorrichtungen vorgesehen sein, müssen. Obwohl dies alles erreicht wird, brauchen keine Nachteile bei der
Erkennbarkeit und Ablesbarkeit der Anzeigevorrichtung in Kauf genommen zu werden. Dazu kommt auch noch, daß die Anzeigevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung sehr viel leichter abgelesen werden kann als bekannte Uhren mit Zeigern, weil
Jeder der rotierenden Anzeigeringe so eingebaut werden kann,
daß seine jeweiligen Kennzeichentypen durch Anzeigefenster einzeln abgelesen werden können, so daß auch ein Kind sie
leicht lesen kann. Schließlich kann eine Uhr mit der neuen Anzeigevorrichtung nicht nur so ausgelegt werden, daß sie
weniger Antriebsenergie benötigt, leichter abgelesen werden kann und auch sehr unempfindlich gegen Umwelteinwirkungen
ist, sondern sie kann auch billiger hergestellt werden, da die rotierenden Anzeigeringe sehr leicht in ihre Gehäuse eingesetzt
werden können, welches mit konzentrischen Nuten oder kreisförmigen Ausnehmungen zu ihrer Lagerung versehen sein kann.
- 27 -2 0 9850/1080
Claims (20)
1.) Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Zeitanzeige an .
T^ einer elektronischen Uhr, bestehend aus mindestens einem
Anzeigeglied, das durch eine Antriebseinrichtung in eine Drehbewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als
Anzeigeglieder Ringe (1?, 19» 21, 23) vorgesehen sind, die
mit Markierungen (26, 27, 29» 31) versehen,, jeweils auf
mindestens einer Führungsbahn (62, 63) drehbar gehalten und durch je eine in Wirkverbindung mit dem Ring stehende
Antriebseinrichtung (69a, 69b, 69c bzw· 69a, 69b, 69c) bewegbar
sind. ·
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ringe (17» 19» 21, 23) mit verschiedenen Durchmessern
in einer Ebene konzentrisch zueinander auf je einer Führungsringbahn (62, 63) so angeordnet sind, daß jeder
Ring unabhängig vom anderen drehbar ist und daß jede Antriebseinrichtung eines Ringes mit den Antriebseinrichtungen
der anderen Ringe synchron abstimmbar ist.
3. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Ring (17) mehrere magnetische Abschnitte (67) besitzt, die mit elektromagnetischen Einheiten
(69a, 69b, 69c) in Wirkverbindung stehen, die unmittelbar neben, aber räumlich getrennt von den Ringen angeordnet
und wechselweise mit Strom beaufschlagbar sind.
4-. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Ring mindestens ein Satz von drei, vorzugsweise um 120° auf dem Umfang verteilten elektromagnetischen
Einheiten (69a, 69b, 69c) zugeordnet ist, die unmittelbar an den Ring angrenzend angeordnet und jeweils mit
einem Permanentmagnet (77) und einer damit verbundenen
elektrischen Spule (79) versehen sind·
209850/1080 -28-
5· Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Ring (17) mindestens ein Satz von zwei vorzugsweise diametral angeordneten elektromagnetischen
Einheiten (69-1 und 69-2) zugeordnet sind, die unmittelbar
an den Ring angrenzend angeordnet und jeweils mit einem Permanentmagnet (77) und einer damit verbundenen elektrischen
Spule (79) versehen sind.
6. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringbahnen
(63) mit den Ringen (17) in abgedichteten Ringkammern (62) angeordnet sind.
7- Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gehäuse (11) vorgesehen ist, in dem mehrere abgedichtete Ringkammern (62) mit je einem mit Markierungen
versehenen Ring (17» 18, 21, 23) vorgesehen sind, dessen Markierungen durch ein Sichtfenster (25) in dem Gehäuse nach
außen sichtbar sind.
8. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 für eine elektronische Armbanduhr, die ein elektrisches
Normaluhrwerk besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die elek-
V3 tromagnetischen Einheiten (69a) aus je einem Permanentmagneten
(77) zum Halten des Ringes (17) in der Ruhelage und
aus einer Spule (79) bestehen, die dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegenwirkt und zum Antrieb des Ringes
dient, und daß von dem Normaluhrwerk (91) über elektrische Schaltungen (93» 95) an sich bekannter Art Einzelimpulse
(85» 87, 89) auf die Spulen der elektromagnetischen Einheiten
in solchen Intervallen und solcher Reihenfolge gegeben werden, daß jeder Ring durch die Zusammenwirkung
seiner magnetischen Abschnitte (67) und der elektromagnetischen Antriebseinheiten in Abhängigkeit der ihm zugeordneten
Zeiteinheit schrittweise weiterbewegt wird.
- 29 209850/1080
9· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Permanentmagnete (69a, 69b) in gleichen Abständen zueinander am Umfang der Binge (17) und/oder des
Gehäuses vorgesehen sind, welche die Ringe in mehreren Ruhestellungen halten und daß mehrere elektromagnetische Spulen
vorgesehen sind, die durch Strombeaufschlagung die'Ringe
■ von einer Ruhestellung in die andere weiterdrehen.
10. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9» dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand der Abschnitte (67) auf den Ringen (17) und der Abstand der Permanentmagnete mit den
Spulen (69a, 69b, 69c) aufeinander abgestimmt sind, um die erforderlichen resultierenden'Bewegungskräfte hervorzurufen.
11. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Permanentmagnet
(77) unmittelbar eine Spule (79) o. dgl. aufgebracht ist,
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsbahn (63a) für einen Anzeigering (19a)
mehrere Lagerflächen (135» Ί37) besitzt, die den Ring nur auf einen Teil seiner gesamten Oberfläche berühren.
13· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ■ ' daß der Ring (1*9a) und die Führungsbahn (63a) aus Kunststoff
bestehen, wobei die Führungsbahn mit einem Schmiermittel imprägniert und die Berührungsflächen zwischen Ring und
Auflagefläche so ausgelegt sind, daß durch den Auflagedruck das Schmiermittel aus dem Kunststoff ausgeschieden wird.
14. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen mir vorspringenden
Zentrierrippen (135» 137) versehen sind, auf denen der Ring (19a) radial und axial geführt und in seiner Lage, gehalten
ist.
- 30 -
2 0 9 8 5 0/1080
15· Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Schaltungsvorrichtungen (97) vorgesehen sind, die zwischen den Schaltimpulsen
zur Weiterbewegung der Ringe (17» 19) Schaltsignale
aufnehmen, die durch die sich an den Spulen (79) der Permanentmagnete (77) vorbeibewegenden magnetischen Abschnitte (67)
der Ringe hervorgerufen werden, und daß diese so aufgenommenen Impulse zum Erzeugen von Korrektursignalen ausgenutzt
werden, die wiederum über die elektromagnetischen Antriebseinheiten selbsttätig zur Korrektur des Laufes der
Anzeigeringe herangezogen werden.
16. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die abgedichteten
konzentrischen Ringkammern (62), in denen die Anzeigeringe (19) gelagert sind, in der oberen Hälfte (49, 51) eines
flachen Uhrgehäuses (11) angeordnet sind, dessen obere Wand (51) mindestens teilweise transparent ist und daß ein
Satz von mindestens zwei elektromagnetischen Antriebsmitteln (77, 79) in der unteren Gehäusehälfte (53) so
verankert ist, daß jeder der Permanentmagnete sich mindestens teilweise in die obere Gehäusehälfte erstreckt und unmittelbar
in den Bereich der magnetischen Abschnitte (67, 65) der
Anzeigeringe (19) hereinreicht.
17· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1ß, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Gehäusehälfte (4-9) niit mindestens einem Paar
von Schlitzen (81) versehen ist, die in jede abgedichtete Kammer (62) für die Anzeigeringe (19) hereinführen und daß
die Permanentmagneten (77) de(ier elektromagnetischen Vorrichtung
U-fÖrmig ausgebildet sind und mit ihren Schenkeln - jeweilä^die Schlitze (8i)beim Zusammenfügen der Gehäuseteile
(53, 4-7) hereingedrückt werden,
18. Anzeigevorrichtung nach den Aaapruchen 16 und I7, dadurch
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gekennzeichnet, daß auch die magnetischen Bereiche (67) auf
den Anzeigeringen (19) U-förmig ausgebildet sind und daß die Schenkel (65) der U-förmige.n Abschnitte auf den Eingen nach
dem Zusammenfügen der beiden Gehäusehälften (47, 53) unmittelbar neben den Schenkeln der U-förmigen Permanentmagnete (77)
liegen, die mit einer elektrischen Spule (79) versehen sind.
19· Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebseinrichtung mindestens drei elektromagnetische Einheiten für jeden Ring
(19) vorgesehen sind und daß Schalteinrichtungen getroffen sind, welche von einer gegebenen Impulsfolge drei verschiedenpha^sige
Impulsfolgen ableiten, wobei jede dieser Impulsfolgen zur Erregung einer der drei elektromagnetischen Einheiten
(69a, 69b, 69c) dient.
20. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Anzeigering
(99) zwei elektromagnetische Antriebseinheiten (101, 103)
vorgesehen sind und daß von einer gegebenen Impulsfolge zwei verschiedenphasige Impulsfolgen abgeleitet werden, die
jeweils zur Beaufschlagung einer der elektromagnetischen Antriebseinheiten vorgesehen sind.
21; Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 20 , dadurch gekennzeichnet, daß außerdem auch noch Einrichtungen
(39ϊ 41) zum Vor- oder Nachstellen jedes Ringes
(17» 19) vorgesehen sind, die ebenfalls elektrisch über die eingebauten Antriebsvorrichtungen wirken und zwar so, daß
die Zeitdauer und die Richtung der Vor- oder Nachstellung jeweils in Abhängigkeit von der Dauer eines Druckes auf eine
- gegebene Einstelltaste am Uhrgehäuse o. dgl. abhängig ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |