DE2224017C3 - Rotierende Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr. Xnm: Dill, Hans G., Costa Mesa, Calif. (V.St.A.) - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr, bestehend aus Anzeigegliedern, die mit ringförmig angeordneten Markierungen versehen sind und durch eine Antriebsvorrichtung in Drehbewegung versetzt werden.

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, durch einen Quarz gesteuerte elektronische Frequenzteiler einzusetzen. Heute besteht nun ein ganz 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 Armbanduhren 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 sind für Uhren zwar schon die eingangs erwähnten Anzeigevorrichtungen mit drehbaren Scheiben bekanntgeworden (schweizerische Auslegeschrift 19 267/68 und französische Patentschrift 1 586999), auf denen ringförmig die Markierungen in Form von Ziffern angeordnet sind. Diese drehbaren Ziffernscheiben weisen zwar den Vorteil auf, daß sie leicht abzulesen sind. Der Nachteil ist aber wie bei den üblichen Anzeigevorrichtungen mit Zeigern darin zu sehen, daß die fur die Stunden, Minuten und gegebenenfalls für Sekunden oder für das Datum vorzusehenden, in Schichten übereinander um eine zentrale Achse gelagerten Scheiben sich nicht gegenseitig berühren dürfen. Die Verwirklichung einer solchen Lagerung ist nicht ohne Aufwand möglich. Dazu kommt, daß eine mechanische Beeinflussung über die gemeinsame Antriebseinrichtung nicht zu vermeiden ist. Solche Anzeigevorrichtungen sind daher relativ empfindlich und nicht ohne weiteres für genaue Zeit anzeigen verwendbar.

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 ermöglicht werden, eine elektronische Armbanduhr zu schaffen, die auf Grund der verbesserten Anzeige-

vorrichtung sehr einfach und kompakt herzustellen ist und trotz hoher Laufgenauigkeit robust und unempfindlich gestaltet werden kann.

Die Erfindung besteht ausgehend von einer Anzeigevorrichtung der eingangs erwähnten Art darin, daß die Anzeigeglieder als unabhängig voneinander auf jeweils mindestens einer Führungsbahn drehbar gelagerte Ringe ausgebildet sind, denen je eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist, die mit den Antriebseinrichtungen der anderen Ringe synchron abstimmbar ist.

Dabei ist es für den Einsatz für Uhren, insbesondere Armbanduhren besonders vorteilhaft, wenn mehrere Ringe mit verschiedenen Durchmessern in einer Ebene konzentrisch zueinander angeordnet sind, so daß sich eine relativ flache Anzeigevorrichtung verwirklichenläßt. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß sich die einzelnen Ringe gegenseitig nicht beeinflussen, daß bei der Lagerung der einzelnen Ringe kein allzu großer Toleranzaufwand notwendig wird und daß nicht befürchtet zu werden braucht, daß sich die einzelnen Anzeigeglieder gegenseitig berühren. Dazu kommt, daß die getrennte Führung der Anzeigeringe die neue Anzeigevorrichtung relativ stoßunempfindlich macht und daß überdies wegen der Anordnung getrennter Antriebseinrichtungen auch eine Justierung oder eine Kontrolle, insbesondere beim Einsatz elektronischer Antriebe für jeden einzelnen Anzeigering möglich wird.

Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die rotierenden Ringe mit den Anzeigemarkierungen mit mehreren magnetischen Abschnitten versehen sind, die mit elektromagnetischen Einheiten in Wirkverbindung stehen, die unmittelbar neben, aber räumlich getrennt von den Ringen angeordnet und wechselweise mit Strom beaufschlagbar sind. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, die einzelnen Ringe unabhängig voneinander Schritt für Schritt zu drehen, und zwar unter Einsatz elektronischer Uhrwerke, deren Laufgenauigkeit wesentlich größer ist als die handelsüblicher mechanischer Uhrwerke mit Antriebszahnrädern. Die Antriebsmittel können aus mehreren Permanentmagneten bestehen, die so verteilt sind, daß sie den Ring in mehrere jeweils in gleichen Abständen zueinander versetzte 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 auszuüben, so daß er von einer Ruhelage in die nächste Ruhelage bewegt wird. Es ist dabei entscheidend, daß hei einer solchen Anordnung keine Energie benötigt wird, um den Ring in einer seiner Ruhelagen zu halten, denn das wird durch die Permanentmagnete erreicht, wenn die Spulen nicht erregt sind. Diese Ausführungsform benötigt daher nur sehr wenig Antriebsenergie.

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 z. B. mit Markierungen, welche die 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

ίο jeweils im bestimmten Verhältnis abgegebenen Impulse sehr leicht von einem einzigen Quarzoszillator-Uhrwerk über einen elektronischen Frequenzteiler und Dekodierschaltungen entnommen werden.
Die Relativlagen der einzelnen Ringe zueinander,

»5 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 Retotivlage durch die

ίο feste Verbindung der Zeiger untereinander mechanisch aufrechterhalten wird. Durch die neue Anordnung bleiben zudem die einzelnen Anzeigerimge, 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 beschriebene Anzeigevorrichtung in der Form von rotierenden Ringen ist weit mehr zum Einsatz in elektronischen Uhren geeignet als alle bisher bekannten Einrichtungen. Diese Anzeigevorrichtung 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 auch noch sowohl eingestellt ais 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 beschriebene Anzeigevorrichtung 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.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der Zeichnungen beschrieben, welche Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer elektronischen Armbanduhr, welche die Zeit mit Hilfe von rotierenden Ringanzeigevorrichtungen.nach der vorliegenden Erfindung anzeigt,

F i g. 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

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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 Fi g. 2 gezeigte elektronische Armbanduhr geeignet ist,

Fig. 3beine Ansicht ähnlich der Fig. 3a, bei der jedoch die Antriebsmagnete an der rotierenden Anzeigevorrichtung in anderer Weise angeordnet sind als in der Fig. 3a,

Fig. 4 einen Querschnitt in auseinandergezogener Darstellung entlang der Linie IV-IV durch die in der »5 Fig. 3a gezeigte 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 sit- »ο zen, das mit einer transparenten Linse versehen ist,

Fig. 5 eine Vergrößerung eines Teiles der drei in der Fi g. 4 gezeigten Elemente, wobei diese Elemente aber zusammengebaut sind und wobei vor allem gezeigt ist, in welcher Weise die magnetischen Ab- »5 schnitte eines Anzeigeringes magnetisch mit dem Kern <Mnes der Elektromagnete gekuppelt sind,

Fig. 6a und 6b andere Ausführungsformen der rotierenden Ringe mit im Abstand zueinander angeordneten magnetischen Abschnitten,

Fig. 7a bis 7d Diagramme, die einen drehbaren Ring in vier aufeinanderfolgenden Positionen zeigen, um theoretisch die Wirkungsweise einer dreiphasigen Ausführung der Zeitanzeigevorrichtung zu erläutern,

Fig. Seine Vergrößerung eines Teiles der Fig. 7d, in der der magnetische Fluß gezeigt ist,

Fi g. 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 Ring durch zwei Anordnungen mit je drei gegenüberliegenden Elektromagneten angetrieben ist,

Fig. 11 die Phasenzuordnung zwischen den drei Impulsfolgen zum Antrieb der dreiphasigen elektromagnetischen Antricbscinrichtungen der Fig. 7a bis 7d,

Fig. 12 einen drehbaren Anzeigering mit Abschnitten, die für einen zweiphasigen magnetischen Antrieb ausgelegt sind,

Fig. 13 eine andere zweiphasige Antriebseinrichtung, bei der die Polschuhe der Antriebsmagnete abgeschrägt sind, um eine für den Antrieb geeignete Kraftresultierende hervorzurufen,

Fig. 14a bis 14c Querschnitte durch andere Ausführungsformen der Zeitanzejgeringe und der dazugehörigen elektromagnetischen Antriebseinrichtungen, und

Fig. 15 eine andere Ausführungsform der in der Fig. 5 gezeigten Ringanordnung. So

In den Figuren ist als Alisführungsbeispiel eine Armbanduhr 11 gezeigt, welche mit Anzeigeringen ausgerüstet ist, die im einzelnen der Fi g. 2 zu entnehmen sind. Die Armbanduhr besteht aus einem Gehäuse 13. das ein Zifferblatt 15 trägt, unter dem mehrcrc Anzeigeringe, nämlich ein Tagesring 17, in Stundenring 19, ein Minutcnring 21 und ein Sikim denring 23 konzentrisch zueinander und drchb;n an geordnet 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, weiche 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 19, 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 können, 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 z. B. der Tagesring 17 einmal am Tag angetrieben, der Stundenfing 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 druckempfindliche Sehalter 39, 41, 45 und 43 vorgesehen, die an dem Uhrgehäuse 13 angeordnet sind. Ein Niederdrücken des Schalters 39 bewirkt, daß der Stunden- und der Minutenring 19 und 21 schneller bewegt werden, und zwar in Abhängigkeit davon, wie der Schalter 39 gedruckt 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 dei 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 aus Gründen einer erleichterten Herstellung in einem ersk π Gchihisc 47 eingesetzt, welches die rotierenden

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Ringe 17, 19, 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 Sl, die mindestens teilweise durchsichtig ist, um die Kennzeichentypen auf den Anzeigeringen nach außen sichtbar zu machen. Die Linse 51 ist auf das Ringführungsgehäusc 49 aufgeklebt und zusätzlich mit mehreren ringförmigen Rippen 57 versehen, die am Boden der Linsie 51 konzentrisch angeordnet sind und in eine entsprechende Anzahl konzentrischer Nuten 55 in der Oberfläche 54 eingreifen. Wie am besten aus der F i g. 5 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 angeordnet, die im Führungsgehäuse 49 von der Oberfläche 54 aus nach unten angeordnet ist. Ein Lagerring 63 erstreckt sich von der Mitte der Ringkammer 62 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 selbstschmierende 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 ouer 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 19getrennt 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 Waind 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.

Die Ringe werden in gleichen Schritten dadurch angetrieben, daß jeder von ihnen mit 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 Fi g. 3 a 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 TXa bis 71c für den Ring 19, mit 73<j bis 73c für den Ring 21 und mit 75a bis 75c für den King 23 gekennzeichnet. Bei dieser Ausgestaltung ist in ganz vorteilhafter Weise jede der elektromagnetischen Antriebseinheiten, von denen die Vorrichtung 71a 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 Antriebseiemenien 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 vorgesehen. Wenn also der Bodenteil 53 des Gehäuses gegen den Oberteil 49 gedrückt wird, dann werden alle Permanentmagnete 77 in ein entsprechendes Paar von Schlitzen 81 hercingescho-

ben 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 Fig. 5 gezeigt ist, ist im einzelnen nochmal in der Fig. 6b 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 aus 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 schmaler 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. 3 a zeigt und die sich zusätzlich gegenüber jener

j5 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 ausgeübt werden, so auf den Umfang zu verteilen, daß die daraus resulticrendcn Spannungen möglichst gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind, so daß eine ungleiche Abnüt 7ung auf der Lagerung vermieden wird. Es ist natürlich auch möglich, eine andere als eine 120' -Verteilung

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zur Erzielung desselben Zweckes zu wählen. Es ist auf der anderen Seite aus hcrstellungstechnischen Gr ünden auch wünschenswert, alle einzelnen Teile jedes elektromagnetischen Antriebssatzes möglichst engzusammenzusetzenundhierzeigtdieFig. 3 b eine entsprechende Variation, wobei jeder Satz der elektromagnetischen Teile mit denselben Bezugszeichen wie in der Fig. 3 a 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 3 b 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. 3 bgezeigt ist, im einzelnen erläutert werden, der von einem Satz von drei elektromagnetischen Antriebseinrichtungen 69a', 696' und 69c' angetrieben wird. Diese Teile sind in den F i g. 7 a bis 7 c vergrößert dargestellt, in welchen der Ring 17' in vier aufeinanderfolgenden Lagen gezeigt ist. Sehen wir uns zu- *° nächst die Fig. 7 a an, so geht daraus hervor, daß die elektromagnetischen Einrichtungen 69a' bis 69c' so gegeneinander versetzt sind, daß jeweils dann, wenn eine von ihnen (69a') einen Abschnitt 67 zentrisch innerhalb sich aufnimmt, die anderen beiden elektro- »5 magnetischen Einrichtungen (696' und 69c') einen Abschnitt jeweils davor oder hinter sich besitzen, und zwar mit jeweils gleichem Abstand. Für den Fall des Ringes 17' der Fi g. 3 b und 7 a, wo die elektromagnetischen Einrichtungen 69a' bis 69c' ganz eng nebeneinander angeordnet sind, ist es jeweils derselbe Abschnitt A, der hinter einem der elektromagnetischen Anordnungen 69c' und vor dem anderen dieser Ein richtungen 69b' liegt. Darüber hinaus ist der Abschnitt A auf dem Ring 17' zu dem Abschnitt B benachbart, der sich in der ersten elektromagnetischen Einrichtung 69« zentrisch befindet. Andererseits ist aber bei der Ausführungsform der Fig. 3a, wo die elektromagnetischen Einrichtungen 69a, 696 und 69c jeweils um 120" gegeneinander auf dem Umfang versetzt angeordnet sind, der Abschnitt 67b, der sich hinter einem von ihnen (690) befindet, nicht derselbe als der Abschnitt 67c, der sich vor dem dritten (69c) von diesen elektromagnetischen Antriebseinheiten befindet. Die Wirkungsweise ist jedoch in beiden Fäl- !cn 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 auf Grund 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 enteren zentriert ist und so im Gleichgewicht steht. Auf ähnliche Weise wird auch keine resultierende Antriebskraft auf den Bereich A ausgeübt, weil die Permanentmagnete 77 der elektromagnetischen Einheiten 69fr' und 69c' jeweils gleich große, aber entgegengesetzte Zugkräfte auf diesen Bereich A ausüben, da sie jeweils um den gleichen Beirag 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 Fi g. 7 a die nachfolgende Kante des Bereiches A leicht innerhalb der elektromagnetischen Einrichtung 69fe', während sich die Vorderkante innerhalb der elektromagnetischen Einrichtung 69c' befindet. Je nachdem, welche Antriebskraft gewünscht wird, muß diese Ausdehnung der einzelnen Bereiche A oder B entsprechend gewählt werden. Das geht besser aus der Fi g. 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 nur in einer Ruhelage befindet, sondern in dieser Lage auch durch die Permanentmagnete 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 nacheinander 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 Unterbrechung 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 Permanentmagnete herumgewickelt sind. Die erste Kombination von Stromimpulsen ist oberhalb der Fig. 7a in drei Kreisen angegeben, die jeweils über den drei elektromagnetischen Einrichtungen 69a', 69b' und 69c' 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 69a' und 69fc' erregt, während die Spule der dritten elektromagnetischen Einrichtung 69c' stromfrei ist. Als Folge davon wird die elektromagnetische Kraft, die von dem Permanentmagneten 77 auf die Einheit 69b' ausgeübt wird, verkleinert, während die entsprechende Kraft des Magneten 77 der Einrichtung 69c' unverändert ist, so daß eine resultierende Vorwärtskraft auf den Bereich A ausgeübt und der Ring 17' im Uhrzeigersinn vorwärtsbewegt wird.

Die Fig. 7b zeigt den Moment, in dem der Ring nach seiner durch 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 69c' 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 69a' und 69b' liegt, die beide in gleicher Weise erregt sind, so daß auch sie kein Drehmoment auf den Bereich B ausüben.

Um nun den Ring 17'aus der in der Fig. 7 b gezeigten Lage weiterzubewegen, müssen die Spulen dei elektromagnetischen Einrichtungen 69a' und 69c' erregt werden Dadurch wird wieder ein Drehmoment auf den Bereich B ausgeübt, und zwar durch die nichi erregte elektromagnetische Einheit 69b' und wiederum aus demselben Grund, aus dem beim vorherge-

henden Schritt ein Drehmoment auf den Bereich A ausgeübt wurde.

In der Fig. 7c ist der Bereich B nunmehr in der mittleren elektromagnetischen Einrichtung 69b' zentriert und die linke und rechte elektromagnetische Einrichtung 69a' 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 Fi g. 7 c gezeigten Lage weiterzubewegen, wird die auf die Bereiche C und A ausgeübte Kraft durch die Erregung der Spule der elektromagnetischen Einheit 69c' aufgehoben, während die Kraft der elektromagnetischen Einheit 69a' weiterhin besteht. Die Spule der mittleren elektromagnetischen Einheit 69b' wird ebenfalls erregt. Als Folge davon wird von der elektromagnetischen Einheit 69a' eine Kraft auf den Bereich C ausgeübt, welche die rückwärtswirkende Kraft (sofern überhaupt eine vorhanden ist), die auf den Bereich A von der Einheit 69c her einwirkt, übertrifft und der Ring wird in die Lage nach F i g. 7 d bewegt. In dieser Lage nehmen die Bereiche C und B dieselbe Stellung ein, wie es vorher die Bereiche B und A in der F i g. 7 a taten. Hier sind nun die Spulen der elektromagnetischen Einheiten 69a' bis 69c' 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 69a' bis 69c'wiederholt sich also jeweils wieder von vorne und diese Reihenfolge ist auch in der Fig. 11 gezeigt, wobei die Impulsfolgen 85, 87 und 89 jeweils die auf die elektromagnetischen Einheiten 69a', 696' und 69c' 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 beider 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 beeinfluß*, 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 Magnete nötige Strom.

Eine andere Antriebsanordnung sieht vor, daß die elektromagnetische Einheiten 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 Einheiten 69a', 69c' und 69fr' 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 Ring 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 Anordnung 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 3b gezeigt ist, eine Seitenkraft hervorrufen, weil ja jeweils nur eine elektromagnetische Einheit ein Drehmoment über die Bereiche auf dem Ring zu einem bestimmten Zeitpunk! 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. Hl, noch weiter vermindert werden. Bei der symmetrischen Anordnung der F i g. 10 sind zwei diametral gegenüberliegende Antriebssätze 69-1 :.nd 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 jedes der Sätze 69-1 bzw. 69-2. Es werden daher jedesmal gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kräfte

*o Fl und Fl auf den Fling 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. U hervorrufen kann, die notwendig sind, um die elektromagnetischen Einrichtungen mit den Anzeigeringen 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 Ringen 17, 19, 21 und 23zugeordnet ist, von einem einzigen Normal· uhrwerk angetrieben wird. Der Ausgang des Normal· uhrwerkes91,dasals Quarzoszillator ausgebildet seir kann, wird durch einen Frequenzteiler 93, beispiels weise einem Binärzählwerk, in so viele Frequenzer aufgeteilt, wie rotierende Ringe vorgesehen sind. S( werden z. B. die Frequenzen /1, /2, /3 und /4 fü die Sekunden-, Minuten-, Stunden- und Tagesringi 23, 21. 19 und 17 jeweils so ausgewertet sein, dal sie einen Impuls pro Sekunde bzw. einen pro Minute einen per Stunde und einen pro Tag hervorrufen. Jed dieser Frequenzen /:l bis /4 wird dann mit einem De köder 95 in eine dreiphasige Impulsfolge umgesetz wie sie in der Fig. 11 dargestellt ist, und jede dreipha sige Impulsfolge wirkt nun auf die drei elektromagnc tischen Einheiten, die jeweils einem der vier rotierer

den Ringe 17, 19, 21 und 23 zugeordnet sind. Eine gemeinsame Energiequelle 97, beispielsweise eine Batterie, versorgt die einzelnen Teile 91, 93 und 95 mit Strom.

Einer der Vorteile der beschriebenen Anzeigevorrichtung besteht darin, daß jeder Anzeigering jeweils allein oder in jeder gewünschten Kombination von zwei oder mehr eingestellt werden kann, und daß das ohne mechanische Mittel möglich ist. Die gewünschte Einstellung der rotierenden Anzeigeringe kann elektronisch mit Hilfe eines Einslcll- und Rückstellkreises 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 An- «5 trieb 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 Einstefl- und Rückstell- *° Stromkreis 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 vorvcrstellt 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 elektromagnetischen 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 vornherein 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 Rclativstellungcn 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 4! können als druckempfindliche, temperaturempfindliche oder kapazitivempfindliche Elemente ausgebildet sein. Jedes dieser Elemente 39 und 41 bewirkt in dem Einsteil- und Rückstcllschaltkrcis 97, 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 vorzuverstellen, 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 41 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 Einrichtimg41 dazu fiihien. daß der Stunden- und Minutenring 19 und 21 jeweils um eine Minute verstell! wird. Wenn die Betätigung aber langer aufrechterhalten wird, also beispielsweise mehr als drei Sekunden lang, dann werden die Stunden- und Minuteniinge 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 so lange, wie der Druck weiter ausgeübt 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 beispielsweise ein bestimmter Zeitabschnitt überquert ist, so kann eine weitere druckabhängige Einrichtung, wie beispielsweise die Einrichtung 43 eingesetzt werden, die auf der oberen linken Seite der Uhr 11 angeordnet ist. Diese druckabhangige Einrichtung 43 wird ebenfalls elektrisch mit den Einstell- und Rückschaltkreisen 97 verbunden, so daß der Stundenring 19, beispielsweise in der Form von 12-Minutenschritten in Abhängigkeit von jedem kurzen Druck auf die Einrichtung 43 vorgesieih wird. Eine schnellere Vorverstellung des Stundenringes 19 kann dann ebenfalls durch eine Ve rl an ge rung der Druckzeit auf die Einrichtung 43 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 45, das unten links an der Uhr 11 in der F i g. 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 Systems 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. I Im den Ring 99 nun um einen Schritt weiterxubewegen. werden die elektromagnetischen Einheiten 101 und 103 wechselweise beaufschlagt, so daß wechselweise ihre magnetische Wirkung verkleinert oder aul schoben wird. Die in der F ig. 12 dargestellte Luge zeigt dabei eine Ruhelage für den Ring 99, 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 der 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 Figuren dargestellten abweichen. In der Fi g. 14 a ist beispielsweise ein flacher Ring 115 durch eine elektromagnetische Einheit eingetrieben, die mit einem Permanentmagneten 117 versehen ist, der in etwa wie ein umgekehrtes g geformü ist, das auf seinem Fußteil eine Spule 119 besitzt.

Ein T-förmiger Ring 121 mit einem Schaft 123 ist in der F ig. 14 b 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. 14c gezeigt, in der ein flacher Ring 129, der ähnlich dem flachen Ring 115 der Fig. 14a ist, durch einen U-förmigen Permanentmagnet 131 bewegt wird, 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 od. 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 perniaticnii'nägneiisierien Teil ausgerüstet sein. Darüber hinaus könnten auch die Abschnitte auf den Ringen permanentmagnetisch sein, wobei dann die Kernstücke nur aus magnetischem Material bestehen müßten, aber nicht dauernd magnetisiert sein müßten. Eine weitere mögliche Variation wiire es, jeden Ring mit einem oder mehreren magnetischen Bereichen zu 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 wtrden 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 Ausfiihrungsform 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 F ig. 5. Das wird dadurch erreicht, daß mehrere Vorsprünge 135 vorgesehen werden, welche von

ίο dem Lagerkörper ausgehen und den Ring nur auf einem Teil seiner gesamten Fläche berühren. Zusätzliche Vorsprünge 137 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 135,137 und 139dienen 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 63a 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 auf Grund des Berilhrungsdruckes zwischen den Vorsprüngen 135 und dem Ring herauszudrücken. Mit oder ohne eine solche Schmierung kann die Anfahrreibung zwischen dem Lager 63a und dem Ring 19a mit steigendem Berührungsdruck verkleinert werden, insbesondere wenn

jo 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 Anzeigevorrichtungein 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 z. B. 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 einer solchen Anordnung besteht darin, daß die für den Sekundenzeiger nötige große Antriebsenergie auf Kosten der Haltestabilität 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 allzu großen Energieaufwiand 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 Ringschlupf 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 /wischen dem Auftreten der Antriebsimpulse für die elektromagnetischen Antriebsmittel auftreten.

irch die Anordnung zusätzlicher elektronischer ialtkreise, die innerhalb des Antriebsschaltkreises tergebracht sind, kann die Schlupfinformation auslützt werden, um wiederum Antriebsimpulse ausösen, die dann wieder auf die gleichen elektroma- ;tischen 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.

Hic-zu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr, bestehend aus Anzeigegliedern, die mit ringförmig angeordneten Markierungen versehen sind und durch eine Antriebsvorrichtung in Drehbewegung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigegiieder als unabhängig voneinan- »° der auf jeweils mindestens einer Führungsbahn drehbar gelagerte Ringe (17,1921, 23) ausgebildet sind, denen je eine Antriebseinrichtung (69, 71, 73, 75) zugeordnet ist, die mit den Antriebseinrichtungen der anderen Ringe synchron ab- stimrnbar ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ringe mit verschiedenen Durchmessern in einer Ebene konzentrisch zueinander angeordnet sind. ao

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 »5 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.

5. Anzeigevorrichtung n&ch den Ansprüchen 1 bis 3, 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 Ringkammexn (62) mit je einem mit Markierungen versehenen Ring (17,19,21, 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 elektromagnetischen Einheiten (69«) 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 Ar Einzelimpulse (85, 87, 89) auf die Spulen de elektromagnetischen Einheiten in solchen inter vallen und solcher Reihenfolge gegeben werden daß jeder Ring durch die Zusammenwirkung sei ner magnetischen Abschnitte (67) und der elek tromagnetischen Antriebseinheiten in Abhängig keit der ihm zugeordneten Zeiteinheit schrittweis« weiterbewegt wird.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Permanent magnete (69a, 69b) in gleichen Abständen zuein ander am Umfang der Ringe (17) und/oder de: Gehäuses vorgesehen sind, welche die Ringe ii mehreren Ruhestellungen halten und daß mehren elektromagnetische Spulen vorgesehen sind, dit durch Strombeaufschlagung die Ringe von einei Ruhestellung in die andere weiterdrehen.

10. Anzeigevorrichtung nach den Ansprü chen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß dei Abstand der Abschnitte (67) auf den Ringen (17 und der Abstand der Permanentmagnete mit der Spulen (69a, 696, 69c) aufeinander abgestimmt sind, um die erforderlichen resultierenden Bewe gungskräfte hervorzurufen.

11. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Permanentmagnet (77^ unmittelbar eine Spule (79) od. dgl. aufgebrachi ist.

12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsrohr (63a) für einen Anzeigering (19a) mehrere Lagerflächen (135, 137) besitzt, die den Ring nui auf einem Teil seiner gesamten Oberfläche berühren.

13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (19a) und die Führungsbahn (63a) aus Kunststoff bestehen, wobei die Führungsbahn mit einem Schmiermitte! imprägniert und die Berührungsflächen zwischer Ring und Auflagefläche so ausgelegt sind, daC durch den Auflagedruck das Schmiermittel aus dem Kunststoff ausgeschieden wird.

14. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen mit vorspringenden Zentrierrippen (135,137) versehen sind, auf denen der Ring (19a) radial und axial geführt und in seiner Lage gehalten ist.

15. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Schaltungsvorrichtungen (97) vorgesehen sind, die zwischen der 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 daC diese so aufgenommenen Impulse zum Erzeuger von Korrektursignalen ausgenutzt werden, dit wiederum über die elektromagnetischen An· triebscinhcilcn 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 konzentrischer Ringkammern (62). in denen die Anzeigeringt

(19) gelagert sind, in der oberen Hälfte (49, 51) eines flachen Uhrgehäuses (11) angeordnet sind, dessen obere Wand (Sl) 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 .n den Bereich der magnetischen Abschnitte (67, 65) der Anzeigeringe »o (19) hereinreicht.

17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Gehäusehälfte (49) mit mindestens einem Paar von Schlitzen (81) versehen ist, die in jede abgedichtete Kammer (62) für die Anzeigeringe (19) hereinführen und daß die Permanentmagnete (77) jeder elektromagnetischen Vorrichtung U-förmig ausgebilde» sind und mit ihren Schenkeln jeweils in die SchliL : (81) beim Zusammenfügen der Gehäuseteile (53, 47) hereinged'ückt werden.

18. Anzeigevorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17. dadurch gekennzeichnet, daß auch die magnetischen Bereiche (67) auf den Anzeigeringen (19) U-förmig ausgebildet sind und daß die Schenkel (65) der U-förmigen Abschnitte auf den Ringen 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 vcrschiedenphasige Impulsfolgen ableiten, wobei jede dieser Impulsfolgen zur Erregung einer der drei elektromagnetischen Einheiten (69α, 69f>, 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 Anlriebseinheiten vorgesehen sind.

21. Anzeigevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem auch noch Einrichtungen (39, 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 od. dgl. abhängig ist