DE2226522A1 - Zeitmesser mit Alarmvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE 2 2 2 6 § 2

6« HANAU · RÖMERSTR. 1» · POSTFACH 7»J · ΤΕ1_ΪΟ8ΟΪ· TELECJRAMME: HANAWPATENT · TELEX: 4184781 p«t

Citizen Watch Company Ltd. 29. Mai 1972

Tokyo, Japan Str/Ad - 10 765

Zeitmesser mit Alarmvorrichtung

Die Erfindung betrifft kleine Zeitmesser, insbesondere elektronische Uhren, die von einer Batterie her mit einer elektronisch betriebenen Signalvorrichtung ausgestattet sind. Die Batterie ist in der Uhr enthalten und soll für den Antrieb dos elektronisch erregten Uhrwerks bestimmt sein.

Bei einer mechanischen Uhr mit mechanischer AntriebsqueI Ie, wie beispielsweise einer Antriebsfeder oder ähnlichem, die mit einer mechanisch betriebenen Signal- oder AIarmvorrichtung versehen ist, wie bei einem üblichen Wecker, muß die Antriebsfeder bei Jeder E i nste I I ung .el ner gewünschten Signalzeit aufgezogen werden, um fast jedes Mal Im voraus den bei einer Signalperiode benötigten Antriebsvorrat wieder aufzustocken. Dies kommt daher, daß einerseits die herkömmliche Antriebsfeder eine verhältnismäßig kleine Kraftkapazität hat, was besonders wesentlich für den Stand der Technik ist

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und daß andererseits bei jeden Signal die Signalvorrichtung für eine verhältnismäßig lange Zeitdauer, beispielsweise zehn Minuten oder sogar langer auslöst, bevor sie angehalten wird. Wenn Jedoch ein Benutzer der Weckeruhr eine Stoppvorrichtung zum Anhalten des einmal ausgelösten Signals nicht betätigt, kann der akustische Signalruf so lange ertönen, bis die Antriebsfeder völlig entspannt ist. Dies kann ^ich im allgemeinen über eine Dauer von ungefähr fünf Minuten hinziehen.

Bei- der modernen Entwicklung auf dem Gebiet der Elektronik, wie sie nun auf den Bereich des Uhrenantriebs angewandt wird, setzt ein Fachmann nun eine Batterie als AntriebsquelIe für' einen Wecker ein, um das mühsame Aufziehen des 'Weckerantriebs zu ersparen, wenn die Weckzeit eingestellt ist. Es ist jedoch sehr erwünscht, den elektronischen Ein- und Ausschalter für den elektrisch betriebenen Weckmechanismus über ein Rad zu steuern, das in 12 oder 24 Stunden eine Umdrehung macht, wie es bei hejrkömm i i chen Alarmvorrichtungen üblich ist,wegen seiner einfachen Konstruktion und weil es leicht einzustellen ist. Wenn diese elektrische Alarmvorrichtung jedoch über etwa zehn Minuten ausgelöst bliebe, wobei der elektrische Schalter fortwährend in leitendem Zustand gehalten wird, wäre die Antriebsbatterie innerhalb relativ kurzer Zeit verbraucht, was im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit des Energieverbrauchs vermieden werden muß.

In diesem Nachteil liegt der Hauptgrund dafür, daß bisher noch keine elektronische Alarmvorrichtung auf den Markt gebracht worden Ist. Wenn zum Deispiel ein elektronischer Summer einer elektronischen Alarmvorrichtung innerhalb von zwölf oder vierundzwanzig Stunden einmal für etwa zehn Minuten ohne Betätigung der Alarmstoppvorrichtung in Betrieb gesetzt würde, müßte die Antriebsbatterie nach ungefähr einem halben Jahr durch eine neue ersetzt werden. Wenn der

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Uhrenantrieb auch elektronisch betrieben wird, und die Batterie beiden gemeinsam ist, kann die Lebensdauer der Batterie noch mehr, beispielsweise auf etwa fünf Monate verkürzt werden. Wenn die Alarmvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie für verschiedene bestimmte Alarmzeitpunkte eIngesteI 11 werden kann, erschwert sich der zuvor erwähnte Nachteil, so daß die Alarmvorrichtung die Energiequelle noch schneller erschöpft.

Es Ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektronisch betriebene Alarmvorrichtung zu schaffen, die nicht die zuvor erwähnten Mängel herkömmlicher Techniken hat und die für den Einbau in kleine Zeitmesser äußerst brauchbar ist, weil sie in Aufbau und Anordnung kompakt ist, und die über eine längere Zeitspanne ohne Auswechseln der Antriebsbatterie benutzt werden kann.

Zur Verwirklichung dieser Aufgabe geht die Erfindung allgemein von der folgenden Kombination aus: einem elektronischen Zeltmesserantrieb, einer akustischen Alarmvorrichtung, die über eine eIaktronisehe Antriebsschaltung von einer Batterie angetrieben wird, und einem oder mehreren Alarmschaltern, die die Antriebsschaltung in zumindest einer vorbestimmten Zelt in Betrieb setzt. Die Erfindung zeichnet sich generell dadurch aus, daß die Antriebsschaltung einen transistorisierten freilaufenden Oszillator und eine Zeitbegrenzungsschaltung aufweist, die miteinander zur Steuerung des Oszillators verbunden sind, wodurch die Wirkungsperlode der akustischen SignaI I Ieforungsvorrichtung auf einen kleinen Bruchteil der Wirkungsperiode des SIgnaI scha Iters begrenzt ist. üle Zeltbegrenzungsschaltung kann ein übliches R-C-Glied aufweisen.

bei einer solchen Vorrichtung wird bei Einschalten des Alarmschalters der Schalttransistor je nachdem, nach dem Verstreichen einer durch die Zeitkonstante der R-C-Zeitbe-

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grenzungsschaltung vorbestimmten Zeitdauer ein- oder ausgeschal tet. Sobald der Schalttransistor von "ein" nach "aus" oder In der umgekehrten Richtung im obigen Sinne wirksam wird, erhält die Oszillatorschaltung Betriebsstrom oder nicht, und eine geringe Menge Blindstrom wird weiterhin durch den Transistor fließen, bis der ΛIarmschaI tar oder die -schalter ausschalten. Der akustische Alarm hört mithin i'n Abhängigkeit von einer elektronischen Schaltung und nicht von einer mechanischen Einstellung auf, obwohl an dieser preiswerten Form der Auslösung festgehalten werden kann. Hieraus geht hervor, daß der Energieverbrauch von dem Zeitpunkt, zu dem der akustische. Alarm beendet wurde bis zu dem Zeltpunkt, zu dem der Alarmschalter ausschaltet, vernachlässigbar klein und deshalb die neue Uhr äußerst wirtschaftlich arbeiten kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Es zeigen :

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen kleinen Zeitmesser mit einer elektronischen Signalvorrichtung nach den Prinzipien der Erfindung, wobei jedoch der Schaltblock für ein akustisches Signal nur teilweise geschnitten Ist und das reguläre Getriebe und der Batterieblock, die im Werk enthalten sind, als Seitenansicht dargestellt sind,

Fig. 2 eine Unteransicht des Zeitmesserwerkes gemäß Fig. 1, in der Jedoch im wesentlichen ausschließlich ein A IarmmechanIsmus dargestellt Ist, während andere damit in Beziehung stehende herkömmliche Teile zum besseren Verständnis weggelassen sind-,

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Fig. 3 eine Draufsicht auf das in den Fig. 1 uhd 2 dargestellte Werk in etwas kleinerem Maßstab als in den Flg. 1 und 2, bei der jedoch zur Vereinfachung einige kleinere und herkömmliche Teile weggelassen sind und

Flg. 4, 5 und 6 ein Verbindungsdiagramm einer Ausführung der Antriebsschaltung für den akustischen Alarm gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 bis 4 wird eine erste Ausführungsform im Detail beschreiben. Ein Uhrwerk 1 im allgemeinsten Sinne des Wortes besteht aus einer nur teilweise sichtbaren herkömmlichen Säulenplatte 2. Eine QuecksiIberbatterie ,3 ist innerhalb des Uhrwerkes 1 abnehmbar befestigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient diese Batterie 3 dafür, ein elektronisch betriebenes Zeitmesser-Uhrwerk und einen akustischen Signalgeber mit Strom zu versorgen.

Eine Batteriebefestigung 4 aus Isoliermaterial, die an der Säulenplatte 2 befestigt ist, hält den Batterieblock 3. Von oben in Fig. 1 her gesehen hält eine Feder 5 mit Schrauben 5a und 5b In der Platte 2 den Batterieblock 3 mit einem leichten Federdruck fest.

Ein harzvergossener Block mit einer elektronischen Antriebsschaltung 6 ist nur schematisch dargestellt und an der Säulenplatte 2 mit Schrauben 6a, 6b und 6c abnehmbar befestigt. Diese Antriebsschaltung Ist für den Antrieb eines elektrodynamischen Zeitbasis-Oszillators bestimmt, vorzugsweise In Form eines Unruh-Motors oder eines anderen bekannten elektronisch gesteuerten Antriebs. Die Antriebsschaltung 6 ist über die Platte 2 und nicht eingezeichnete elektrische Verbindungen an die Batterie 3 angeschlossen. Unter der Bezugszahl 8 si nd dIe Teile dieses Werkes summa-

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risch zusammengefaßt. Es können ein Getriebe und eine Unruh 8a, die von der elektronischen Antriebsschaltung 6 elektromagnetisch angetrieben wird, dazugehören. Das Uhrgetriebe Ist, da bekannt, Im einzelnen nicht dargestellt, befindet sich Jedoch zwischen der Platte 2 und 3rücken 8e, 8f, die mit einer Anzahl von Schrauben 8b, 8c und 8d befestigt sind.

Ein Signa I-("Alarrrf¹- oder "Weck"-) Oszillator-Schaltungsblock umfaßt Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und ähnliches, kurz die Teile, aus denen sich ein Schwingkreis aufbauen läßt. Diese Teile sind mit Harz zu einem Block 9a vergossen. Außerdem gehört zu dem Oszlllatoi—Schaltungsblock 9 noch ein Transformator 9b, der sich elektrisch zwischen dem Oszillator und einem piezoelektrischen oder einem anderen eIektro-mechanI sehen Wandlet—Element 25 befindet. Dieser Transformator 9b dient zum Anheben der Ausgangsspannung des Oszillators, um eine Anpassung an den Eingang des Elementes 25 zu erzielen. Der Schaltungsblock 9 Ist an der Platte 2 mit einigen Schrauben 9c, 9d angeschraubt.

Ein Teil 10 trägt auf der äußeren Fläche ein Zifferblatt mit den ZeItanzeIgesymbolen, um In Verbindung mit den Uhrzeigern 14, 15 und 16 eine Zeltablesung zu ermöglichen. Dieses Zifferblatt-Teil 10 ist auf der Platte 2 abnehmbar befestigt. Auf der Inneren Fläche des Zifferblatt-Teiles 10 befindet sich ein leitender Streifen 10a In Form eines konzentrischen Ringes, und dieaarlst vorzugsweise wie eine Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung angebracht.

In der BatterlebefestIgungspIatte 4 befindet sich eine Ausnehmung 4b, In der eine U-förmlge Kontaktfeder 4a gehalten wird, die etwas herausragt. Im dargestellten zusammengesetzten Zustand stellt diese Kontaktfeder 4a die Verbindung zwischen der Batterie 3 und dem leitenden Streifen lOa her.

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Auf einem herkömmlichen Stundenrad 11 ist ein herkömmliches Entriegelungsrad 1? drehbar befestigt. Das Wurzelende einer Entriegelungsfeder 13, die insbesondere In den Fig." 1 und zu sehen ist, befindet sich in einer Anschlußklemme 9e des Oszi I IatorschaItungsbIocks 9 und Ist dort mit einer Schraube 13a festgelegt. Das freie Ende 13b der Feder 13 wird mit {' der Oberfläche des Rades IT in Druckkontakt gehalten, um dieses elastisch axial in Fig. 1 nach unten zu pressen. Auf der Feder 13 befindet sich eine Vorwölbung oder ein Kontaktteil 13c an einem Punkt, der zwischen Ihren beiden Enden liegt. Dieser Teil 13c gibt einen elektrischen Kontakt zwischen dem leitenden Streifen 10a auf dem Zifferblatt-Teil 10.

Das Stundenrad 11 weist drei Vorsprünge 11a auf, die gemessen vom Mittelpunkt des Rades 11 verschiedene radiale Abstände aufweisen. Zur Vereinfachung sind Jedoch diese Vorsprünge 11a in Flg. 1 als einziger Vorsprung 11a dargestellt. Entsprechend Ist das Entriegelungsrad 12 in Fig. 1 mit drei verschiedenen Ausnehmungen 12a (siehe insbesondere Flg. 2) ausgebildet.

Von einer Reihe aufeinanderfolgend eingreifender Zwischenzahnräder 40, 41 und 42 ist das letzte 42 direkt am Innersten Ende eines Entriegelungsstiftes 43 angebracht. Dieser Stift kann wie der herkömmliche Drehstift 45, der auch nur teilweise dargestellt Ist, von Hand zum EinsteI I en gedreht werden. Die Stifte 43 und 54 sind drehbar in der Säulenplatte 2.gelagert. Die Lager sind aus der Zeichnung fortgelassen worden, weil sie bekannt sind. Aus Fig. 2 geht hervor, daß eine Verdrehung des Entriegelungsstiftes von Hand zum Einstellen des letzteren auf eine gewünschte Signalzeit durch die Zahnräder 42, 41 und 40 auf das Entriegelungsrad 12 übertragen werden kann. Für die Anzeige der Signalzelt ist das Entriegelungsrad mit einem S1gnaIsteI I ze Iger 14 versehen. Dieser Zeiger 14 Ist auf dlö Nabe des Rades 12 aufgedrückt oder preßgepaßt.

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Ein Zwischenzahnrad 44 ist so ausgelegt und angeordnet, daß es das Antriebsmoment vom regulären zeitbestimmenden Getriebe auf das Stundenrad 11 übertragen kann. Wie bekannt, führt das Stundenrad 11 innerhalb von zwölf Stunden eine vollständige Umdrehung aus und erhält hierfür seinen Antrieb vom Getriebe der Uhr. Zum Zeitpunkt des Signals werden die Vorsprünge 11a auf dem Rad 11 in Eingriff mit den entsprechenden und zusammenpassenden Ausnehmungen 12a auf dem Rad gebracht, wodurch das erstgenannte Rad 11 in Fig. 1 nach unten und näher zum letztgenannten Rad 12 gedrückt wird, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktteil 13c auf dem Feder koxita kt 13 und dem leitenden Streifen 10 a auf dem ZifferbIatt-ΤθΙI 10 herzustellen.

Ein Stundenzeiger 15 ist auf die Nabe des Stundenrades 11 wie üblich preßgepaßt. Fin Minutenzeiger 16 ist oben auf einer herkömmlichen MinutonweI Ie 17 angebracht.

An einem zentralen G_ehä'usekörper 18 Ist ein transparenter Plastikdeckel 19, der bei dieser speziellen Ausführung anstelle eines Kristalls verwandt wird, abnehmbar befestigt. Eine Ringfeder 19 a preßt den Deckel von innen elastisch nach außen, um eine enge und abgedichtete Verbindung zwischen dem Deckel und den zentralen Gehäusekörper herzustellen.

Ein ringförmiger Halter 20 für das Uhrwerk verläuft In seiner Länge über den Umfang zwischen der Platte 2 und einem zentraJen Gehäusekörper 18. In den zentralen Gehäusekörper 18 befindet sich ein Dichtungsring 21 und ein Auflagering 22 mit einen ringförmigen Vorsprung ₂2a, auf welchem der Umfangsrand einer Membran 24 aufgeklebt ist. Der Auflagorlng 22 hat einen nach innen welsenden Arm 22 b mit einer Isolierhülse 23 a, der eine Kombination aus ortsfestem Kontakt und Anschlußklemmen 23 trägt. Auf der Innenseite der Membran 24 lst^-ein piezoelektrisches oder ein anderes Wandlerelement 25" festgeklebt oder auf ähnliche Art bef ost i gt.

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Leitungen 26 verbinden den Kontakt und die Anschlußklemmen 23 mit dem Element 25.

Der vergossene SignaI-OsziI Iator-SchaItungsbIock 9 Ist an seiner Ausgangsseite mit leitenden Federarmen 9f versehen, welche im eingesetzten Zustand federnd und elektrisch leitend mit den Gliedern 23 in Kontakt stehen, wIe es.deutI I cn aus Fig. 1 hervorgeht. Diese Federarme 9 f ragen aus dem vergossenen EBIock 9 heraus, tn dem sie fest eingebettet sind.

Ein Deckel 27 auf der Unterseite der Uhr ist mit einer Anzahl über seinen ganzen Bereich verteilten Vorsprüngen 27a versehen, so daß ein allzu enger Kontakt mit der Haut des Trägers · vermieden wird, wogegen ein verbleibender Basisbereich 27 b mit einer Anzahl von Löchern 27 c versehen Ist, um akustische Signale aus dem Inneren der Uhr nach außen dringen zu lassen.

An seinem Außenumfang ist der Deckel 27 mit einer Anzahl von Einschnitten 27 d versehen, um das wirksame Ende eines Schraub-Werkzeuges aufnehmen zu können. Weiterhin hat der Deckel 27 an seiner OmfangsfIäche ein Außen-Schraubgewinde 27 e, für den Eingriff in ein passendes Innen-Schraubgewinde 18 a im zentralen Gehäusekörper 18. Der Deckel 27 Wird durch Einschrauben in den Körper 18 unter Verwendung des Schraub-Werkzeuges befest i gt.

Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich, daß der Innenraum der Uhr, wie er von der Membrane 24, deren Auflagering 22, dem Dichtungsring 21, dem zentralen Gehäusekörper 18 und dem transparenten vorderen Plastikdeckel 19 begrenzt wird, gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit von außen ins Innere der Uhr wirksam abgedichtet ist.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Antriebss.chaltung für den Antrieb einos Summers 50 dargestellt, wobei dieser Summer im wesentlichen aus öer Membran 24 und einem ρiezo-eIektrί·

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-10-schen oder anderen eIGktromechanisehen Wandler-Element 25 besteht.

Ein SίgnaI scha Iter 51 ist das elektrische Symbol für die Entriegelungsfeder 13 und den leitenden Streifen 10 a, so wie diese Teile insbesondere in Fig. 1 dargestellt sind.

Gemäß Fig. 4'sind ein Oszillator-Transistor 52, ein Schalt-Transistor 53 zum Ansteuern des erstgenannten Transistors und ein zeitbestimmender SteIf-Transistör 54 zum Ein- und Ausschalten des Transistors 53 für die Liestimmung der Betriebsdauer des Summers 50 in Reihe geschaltet.

Die Basis des Transistors 54 ist über den Schalter 51 und einen Widerstand 56 mittels Leitung 55 mit der positiven Seite einer Speisebatterie.64 verbunden. Ferner liegt an der Basis ein Kondensator 57 zur Masse. Der Widerstand 56 und der Kondensator 57 stellen in ihrer Kombination ein Zeitglied dar, das so ausgelegt ist, daß die Ladung des Kondensators 57 das Basispotential des Transistors 54 bestimmt. Der Kollektor des Transistors 54 liegt einerseits über einen Widerstand 58 an der Speiseleitung 55 und zugleich direkt an der Basis des Transistors 53. Der Emitter des Transistors 54 liegt direkt an Masse. Der Kollektor des Transistors 53 liegt über einen Widerstand 60 an der Speiseleitung 55, während der Emitter über einen Kondensator 62 an der Masse und gleichzeitig am oberen Ende der Primärwicklung eines Oszillator-Transformators 63 liegt, wobei
das entgegengesetzte Ende der Primärwicklung direkt mit
der Basis des Transistors 52 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 52 ist mit einem unteren Ende der Sekundärwicklung des Transformators 63 verbunden, während der Emitter desselben Transistors direkt an Masse liegt.

Eine MitteIanzapfung der Sekundärwicklung des Transforma-

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tors 63 liegt an der Speiseleitung 5 5, während der Summer 50 parallel zur Sekundärwicklung des Trafos geschaltet ist. Der Transformator 63 setzt die Ausgangsspannung herauf, um das Element ·25 optimal anzutreiben. Wie ersichtlich, stel len der Widerstand 60, der Kondensator 62, der Transformator 63 und der Transistor 52 in ihrer Kombination einen Oszillator dar, der als gestrichelter Schaltblock 65 angegeben ist. Die Schaltelemente 56, 57, 58 und 54 stellen in ihrer Kombination eine R-C-ZeitbegrenzungsschaItung dar, die in einem gestrichelten Schaltblock 66 angegeben ist.

Nachfolgend wird nun die Betriebsweise einer Signalgebung durch die Uhr gemäß der' ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden.

Das Entriego Iungsrad 12 wird auf einen bestimmten ausgewählten Zeitpunkt durch Betätigen des Entriegelungsstiftes 43 e i ngeste Mt.

Wenn der S I gnaI zeitpunkt eintritt, treten die Vorsprünge 11a auf dem Rad 11 in Eingriff mit den entsprechenden Ausnehmungen 12 a im Rad 12, so daß das erstgenannte Rad 11 unter der Wirkung der Entriegelungsfeder 13 nach unten in Fig. gedrückt wird und sein Kontaktteil 13 c in Druckkontakt mit dem leitenden Streifen 10 a gebracht wird, wodurch, der EntrIegeIungsschaIter 51 eingeschaltet ist. Auf diese Art wird der Oszillator-Schaltung 9 von der Batterie 3 Strom zugef'Jhrt. Genauer gesagt wird über die Batterie 3 die Kontaktfeder 4 a, den leitenden Streifen 10 a auf dem Zifferblatt-Teil 10, die Entriegelungsfeder 13, die Oszillatorschaltung 9 und die Säulenplatte 2 ein Stromkreis geschlossen.

Wenn auf diese Art die Oszillatorschaltung 9 In einer bestimmten konstanten Frequenz zu schwingen beginnt, die vorzugsweise zwischen 1000 und 4000 Hertz ausgewählt wird,

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liegt deren Ausgangsspannung über dem Transformator 9 b am Element 25 an, die damit die Membran 24 in Schwingung hält. Durch die Schwingbewegung der Membran 24 wird ein akustisches Signal erzeugt, und dieses dringt vom Inneren des Uhrengehäuses mit den Einzelteilen 18, 19 und 27 durch die Löcher 27 c Im rückwärtigen Deckel 27 nach außen.

In diesem Stadium wirkt die in Fig. 4 dargestellte Schaltung fο Igendermaßen:

Wenn der S I gna I scha lter 51 in der zuvorbeschriGbenen Weise schaltet, steigt das Ga s i$)otent i a I im Transistor 54 gemäß der durch die spezifisch ausgewählte Kombination von Widerstand 56 und Kondensator bl bestimmten Zeitkonstanten an. Während dieser Anstiegsperiode des Potentials wird der Transistor 54 In "Aus"-Stel lung gehalten, bis die 13as i sspannung soweit angestiegen ist, daß der Transistor 54 leitend wird.

Während dieser Zeitspanne wird die Ko I Iektorspannung am Transistor 54 im wesentlichen in Höhe der Speisespannung gehalten, wodurch ein sauberer Basistrom zum Transistor 53 für dessen Betrieb erzeugt wird. Der Transistor 53 ist leitend und erzeugt durch seinen Kollektor einen Basisstrom zum Transistor 52. Zu diesem Zeitpunkt "wIrd die Impedanz über die Kollektor-Emitterstrecke ausreichend niedrig, um den Oszillatorblock 65 schwing'en zu lassen. Auf diese Weise arbeitet der Summer 50 und liefert ein akustisches Signal.·

Nach dem Verstreichen einer gewissen vorbestimmten Zeltperiode, die durch die von der spezifisch ausgewählten Kombination aus Widerstand 56 und Kondensator 57 bestimmt wird, erreicht das Basispotential des Transistors 54 seine Spannungsschwelle, so daß der Transistor leitend wird, während am Kollektor Im wesentlichen ein Nu I I-Potent la I liegt. Da In diesem,Stadium das Basispotential des Transistors 53 Im wesentlichen

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auch gleich Null wird, schaltet or aus. Aus diesem Grunde kann der üsz i I I atorb I ock 65 nicht schw i ngen, und der Ton des Summers 50 erlischt. Auf diese Art ertönt der Summer 50 nach Sch Iießen des 5 I gna I scha I tors 52 für eine vorbestimmte Zeitdauer, die von der durch die Kombination vom Widerstand 56 und Kondensator 57 bestimmten R-C-Zeitkonstante abhängig ist. Sie beginnt nach dem Schließen dos SignaI scha Iters 51 und stellt dann den Betrieb automatisch ein.

Wenn der Summer 50 seine Aktion beendet hat, wird nur der Transistor 54 im Betriebszustand gehalten, bis sich der Signalschalter 51 mechanisch wieder öffnet. Jedoch kann der Stromverbrauch in diesem Stadium vernachIüss1gbar klein ge-· halten werden, wenn die Widerstandswerte der Widerstände 56 und 58 genügend hoch ausgewählt werden.

Be! einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der Erfindung wurden folgende Werte ausgewählt :

Widerstand 56 : 5 Megohm

Widerstand 58 : 1 Megohm

Widerstand 60 : 100 Ki loohm

Kondensator 57 : 1 Mikrofarad

Kondensator 62 : 1 Nanofarad

Wicklungsverhältnis des
Transformators 63 : 10

Betriebsdauer des Summers 50 : etwa 5 Sekunden Betriebsfrequenz dos Oszillatorblocks 65: 1.000 - ^-i

4.000 Hz.

Die oben angegebene Betriebsdauer von ungefähr 5 Sekunden für den Summer 50 reicht für viele S i gna l.gebungszwecke aus, die natürlich im Vergleich mit der üblichen Werten von etwa 10 Minuten sehr kurz aber dafür auch sehr stromsparend Ist. Boi dieser speziellen Ausführung beträgt der Stromverbrauch

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nach dem automatischen Abstoppen des Summertons 2-3 Mikroampere, das ist sehr wenig im Vergleich mit im allgemeinen I - 2 Milliampere für die Summerbetätigung. Gesetzt den Fall, daß das Uhrwerk elektronisch betrieben wird und daß die Batterie so aufgebaut und ausgelegt ist, daß sie als gemeinsame Stromquelle für das Uhrwerk und die S I gn.a I gobung dient, beträgt der tägliche Stromverbrauch höchstens 7 Mikroamperestunden bei der Annahme, daß der Summer zweimal täglich betätigt wird. Wenn weiterhin angenommen wird, daß das elektronische Uhrwerk mit 8 Milliampere arbeitet, dann beträgt der tägliche Stromverbrauch 0,192 Milliampere-Stunden, und wenn die Batteriequelle eine Kapazität von 10.0 Milliampere-Stunden hat, dann wird die Gesamt Iebensdauer, der für beide Zwecke benutzten Flatter ie :

100

- 500 Tage

0,007 ♦ 0,192
sein.

So kann die elektronische Uhr mit dem elektronischen Signalgeber gemäß der Erfindung 500 Tage arbeiten.

Wenn andererseits die elektronische Uhr so ausgelegt wird, daß sie mit einer Batteriequelle mit derseIben Kapazitat wie zuvor ein volles Jahr arbeitet, läßt sich ermitteln, <wie oft dann der elektronische SignaIgeber pro Tag betätigt werden kann.

Da für den fortwährenden Betrieb des elektronischen Uhrwerks für ein volles Jahr 69 Mi I I iampere—Stunden verb raue Itt werden, verbleiben noch 30 Milliampere-Stunden -für den [ie— trieb des Signalgebers. Mit einem Stromverbrauch das Signalgebers von 3,5 Mi I I Iampere-Stunden pro SIgnaI gebung kann

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bei 8.500 Signalgebungen sichergestellt werden, daß die dafür benötigte Energie vorhanden ist, und so können pro Tag 24 Signale gegeben werden, was die meisten praktischen Erfordernisse übersteigt, so daß die Uhr über genügend Leistungsreserven verfügt.

Wenn weiterhin angenommen wird, daß die SfgnaI gebung einmal fortwährend 10 Minuten lang anstelle von 5 Sekunden arbeiten mui3 und daß ein Strom von 3 Milliampere während dieser verlängerten Leistungsperlode fließen sollte, dann kann die Signalgebung nur etwa 140 rrua I betätigt werden. In diesem FaIIe könnte innerhalb von zwei oder drei Tagen nur eine einzige. S i ina I cjofoung sichergestellt werden, und os konnte keine wirtschaftlich arbeitende SignaIgebungsuhr verfügbar gemacht worden. >

In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt, uei welcher der ebenfalls wie zuvor mit 51 bezeichnete Signalschalter In seiner Stellung innerhalb der Speiseleitung 55 nach links verschoben wurde, so daß er zwischen dem Oszillatorblock 65 und dem Block mit der Zeltschaltung 66 I legt.

Zur leichten Vergleichbarkeit sind für gleiche oder ähnliche Schaltungselemente bei der vorliegenden abgeänderten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen benutzt worden, wie in der Beschreibung In bezug auf Fig. 4.

Wenn der Schalter 51 geschlossen ist, fließt für die Betätigung des Summers In der zuvorbeschriebenen Art ein Strom von der Batterie CA durch den Speiseleiter 55, die eine Sekundärwicklungshai fte des Transformators 63 und die KoIlektör-Emitter-Strecke des Transistors 52 zur Masse. Da Im vorliegenden Zustand die Impedanz zwischen der Spe i se I el tun-g 55 und der

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Masse, wie sie von der obigen Strom-Durchgangs-Strecke vorgesehen Ist, Im praktischen Betrieb vom Kontaktdruck am Schalter 51 abhängen könnte, wenn dieser wie In FIg. 4 angeordnet Ist, was sich beeinflussend auf das vom Summer gelieferte Signal auswirken würde, ist diese Möglichkeit gemäß Fig. 5 eliminiert.

In der abgeänderten AusfUhrungsform von Fig. 5 kann fast Jeglkher Einfluß auf die Zeltkonstante der Zeltschaltung mit den verschiedenen Schaltungselementen 54, 56, 57 und 58 sogar bei veränderlichem Kontaktdruck am Schalter 51 vermieden werden, da die Widerstandswerte an den Widerständen 56 und 58 unter ziemlich hohen Werten ausgewählt worden slnd₍ und Infolge der abgeänderten stellungsmäßigen Anordnung des Schalters 51 gemäß dieser Ausführungsform.

Zusätzlich kann dem zuvorbeschriebenen Mangel der Veränderung der Impedanz der Em Itter-Kollektor-Strecke des Transistors 52, durch welchen der Hauptantriebsstrom für die Betätigung des Summers fließt, abgeholfen werden.

Auf diese Art kann der Summer auf eine höchst stabile Welse und mit einer im wesentlichen konstanten Signalhöhe arbeiten.

Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Summerantriebsschaltung, die In FIg. 6 dargestellt Ist, entsprechen die mit 150, 151, 153, 155, 156, 157, 163, 164 und 165 bezeichneten Elemente den bei den zuvorbeschriebenen Ausführungsformen mit 50, 51, 53, 55, 56, 57, 63, 64 und 65 bezeichneten Elementen.

In einer Speiseleitung 155 Ist zwischen einer Abzweigung zu einem Vorwiderstand 175 und zu einer Drossel 163 ein Schalter 151 vorgesehen. Diese Anordnung des Signalschalters dient demselben Zweck, wie er zuvor In bezug auf Flg. erläutert wurde.

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Bei der vorliegenden Abänderung Ist ein Transistor 153 so ausgelegt und angeordnet, daß er die Funktion des Zeltglled-Translstors 54 vor einem Schalttransistor übernehmen kann. Die Basis dieses Transistors Ist über einen Widerstand 156 mit der Speiseleitung 155 und über den Kondensator 157 mit der Massa verbunden. Der Kollektor 1st über einen Leiter mit der Basis eines Transistors 171 verbunden, der Im wesentlichen gleich dem In den FIg. 4 oder 5 bei 52 dargestellten Transistor angeordnet Ist. Der Emitter des Transistors 153 Ist direkt an Masse gelegt.

Der Transistor 171 stellt In Verbindung mit einem Transistor 170 einen astabilen oder freilaufenden Multivibrator mit verschiedenen Hi IfsschaItelementen 172, 173, 174, 175 und 176 dar, die wie dargestellt hintereinander geschaltet sind.

Wenn ein zuvor eingestellter Zeitpunkt eintritt. Ist der Signa I scha I +er t51 geschlossen und entweder der Transistor \ΤΌ oder 171 eingeschaltet, wogegen der Rest gleichzeitig ausgeschaltet Ist oder umgekehrt, was wiederholt durchgeführt wurde und an sich bekannt Ist. Dieser wlederho11'durchgeführte Ein-Aus-Betrleb erstreckt sich über eine gewisse vorbestimmte Zeitdauer, die von den spezifisch ausgewählten Schaltungskonstanten der Elemente 172, 173, 174 und bestimmt wird.

Wenn der Transistor 171 eingeschaltet Ist, wird ein Strom durch den Transformator (oder über die Drossel) 163 fließen, um den Stimmer 150 zu betreiben.

?Ur eine gewisse kurze Zeitdauer nqch Schließen des Signal-' schalters 151, wird sich das Bas Ispotent la I am Transistor 153 In Übereinstimmung mit der spezifischen ZeItkönstahte, die von d*n Jeweiligen Werten des Widerstandes 156 und

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Kondensators 157 bestimmt wird, weiter aufbauen. Während der Zeit,In der das Basispotential die leitende Spannung des Transistors 153 erreicht, bleibt dieser ausgeschaltet. So schaltet der Transistor 153 ein, wenn die Basisspannung gleich seiner leitenden Spannung wird, obwohl der Multivibrator 165 weiterschwtngt.

Damit beginnt ein Strom durch den Widerstand 174 und über die Kollektor—Emitter-Strecke des Transistors 153 zu fließen und das Basispotent la I des Transistors 171 wird sich abschwächen und dieser Transistor wird nicht einschalten. Zugleich hört die Schaltung 165 auf zu schwingen.

Obwohl weiterhin ein Strom durch den Widerstand 156 über die Das Is-Eraltter-Strecke des Transistors,153 und durch den Widerstand 175, die Basl s-Emittei—Strecke des Transistors 170 und welter durch den Widerstand 176 und übor die KoIlektor-Emltter-Strecke des Transistors 170 fließen wird, kann der Ge-Samtstromverbrauch In diesem Stadium vernachlässigbar klein bleiben, weil die Widerstandswerte bei 156, 174, 175 und 176 relativ kleinen Wert haben.

Im Falle der In Flg. 6 dargestellten abgeänderten Ausführungsform sind die W0rte der Schaltungselemente folgendermaßen gewählt:

Widerstände 174 und 176 : jeder 300 Klloohm Widerstand 175 : 100 - 300 Kiloohm

Kondensatoren 172 und 173 : jeder 2000 Picofarad Widerstand 156 : 2 Megohm

Kondensator 157 : 2 Mikrofarad

Bel Verwendung dieser Konstanten erstreckt sich die Arbeltsperiode des Summers über ungefähr 4 Sekunden. Die Schwln-

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gungsfrequenz beträgt 1.000 - 4.000.Hz, der Summer-Betriebsstrom etwa 2 Milliampere. Der Sf romverbrauch nach der.automatischen Beendigung der Summerbetätigung beträgt etwa 1 Mikroampere.

Be! Gebrauch einer herkömmlichen Batterie kann die Signaluhr länger als ein Jahr arbeiten, so wie es sich bei den vorangegangenen AusführungsbeispieI sen ergab, wenn das Signal nicht häufiger betätigt wurde.

Wenn der SIgnaI scha Iter in seinem astabilen Kontaktzustand gehalten wird, kann sich ein sogenanntes Flüsterphänomen ergeben. Hierbei schaltet der Transistor 153 unerwartet von "ein" nach "aus". Um diesen Mangel zu vermeiden, kann voi— zugsweise ein Kondensator 177, der in gestrichelten Linien dargestellt ist, mit beispielsweise 10 Mikrofarad vorgesehen werden.

Wie zuvor beschrieben, können über ein volles Jahr etwa 7.000 - 9.000 Signalgebungen oder genauer 20 - 30 Signale pro Tag, sichergestellt werden, sogar bei dem Gebrauch einer QuecksiIberbatterie mit normaler Kapazität, wie sie für den Antrieb von elektronischen Uhrwerken benutzt wird, und so kann bei einem Vorgehen nach den neuen Prinzipien der Ei— findung,wie sie in der vorangegangenen. Beschreibung offenbart und In den nachfölgenden -Ansprüchen beansprucht wird, eine höchst bequeme und leistungsfähige SIgnaIgebungsuhr geschaffen werden.

Die beschriebene Form einer elektronischen Signalgebung für kleine Zeitmesser, Insbesondere für elektronische Uhren, läßt sich für mehrere SIgnaI zeitpunkte erweitern. In diesem Falle muß eine entsprechende Anzahl von SIgnalscha I tern vorgesehen werden. Diese Schalter werden aufeinanderfolgend

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betätigt. Nach aufeinanderfolgendem Eintreten der einge-. stellten Zeitpunkte wird der Summer aufeinanderfolgend so betätigt, wie es vorstehend beschrieben wurde.

Ansprüche

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Claims (3)

1. .Ansprüche

   ■1,- Zeitmesser mit Signa I gebung und mit einem Werk und an diesem Work angebrachtem Erzeuger eines akustischen Signals, wobei Strom durch eine elektronische Antriebsschaltung von einer im Zeitmessergehäuse untergebrachten Batterie zugeführt wird und mit zumindest einem SIgnaI scha Iter, der mit dem Uhrwerk und der Antriebsschaltung zum Einleiten des Antriebs für· den Signalerzeuger zu einer eingestellten Zeit nach Schließen des Schalters wirksam verbunden. I st, dadurch g e k en η ζ e I c h η e t , d a 3 -dIe Antriebsschaltung einen transistorisierten freilaufenden Oszillator (65, 165) und eine ZeitbegrenzungsschaItung (66, 166) aufweist, die miteinander zur Steuerung des Oszillators (65, 165) verbunden sind, wodurch die Wirkungsperiode der akusttschen Signa I Iieferungsvorrichtung (9) auf einen kleinen Bruchteil der Wirkungsperiode des Signalschalters (51, 151) begrenzt ist.
2. 2. Zeitmesser mit SignaI gebung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der freilaufende Oszillator (65) direkt mit der Batterie (64) verbunden Ist, während die Zeltbegrenzungsschaltung (66) über den SIgna1 scha Iter (51) mit der Batterie (66) vei— bunden ist.
3. 3. Zeitmesser mit Signalgebung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der freilaufende Oszillator (C5)an einem Verbindungspunkt zwischen einem darin enthaltenen kapazitiven Element (62)

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   BAD ORfGffNJÄL

   und einem Widerstandselement (6ü) vorgesehen ist, wobei eine dar Anschlußklemmen dos Schalttransistors (53), der mit dem kapazitiven Element (62) verbunden ist. durch die erste Wicklung eines Transformators (63), dessen zweite Wicklung zumindest teilweise (100) wirksam mit dar akustischen Signa I Iieferungsvorrichtung (50) verbunden ist, mit dar Basis das Osz i I I a t"or-Trans i stors (52) verbunden ist, um den Oszillator (55) mir geringem Strom zu steuern und um im wesentlichen don Basisstrom des Oszillator-Transistors (52) während der verbleibenden Sch I ießunqsperiode des SignaI scha Iters (51) völlig zu unterbrechen, ohne daß die akustische Signallieferungsvorrichtung (50), vorzugsweise ein Summer, w i rksam wird.

   Zeltmesser mit SignaIgebung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der freilaufende Oszillator (165) ein astabiler Multivibrator ist und daß die S I gna I I ieferungsvorrichtung (50) von einer im Oszillator (165) eingebauten Spule (163) angetrieben wird, wobei die Basiselektrode des Oszillator-Transistors (171) mit der Ko I Iektor-EIektrode des Schalttransistors (153) elektrisch verbunden 1st.

   Zeitmesser mit Signalgobung gemäß Anspruch 1 , d^ a durch gekennzeichnet, daß der Signalschalter (51) aus einem Kontaktfederbügel (23) besteht, dessen freies Ende (13 b) auf ein in Abhängigkeit von einem einstellbaren Entriegelungsrad (12) axial bewegliches Stundonrad (11) wirkt und mit einem Kontaktvorsprung (13 a) mit einer ringförmigen Leiterbahn (10 a) In Verbindung gebracht werden kann.

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