DE2252883B2 - Batteriebetriebene Uhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine batteriebetriebene Uhr mit Magneteinrichtungen und mit einer damit zusammenwirkenden Antriebswicklung, die auf einer zu Schwingungen erregbaren Unruh montiert ist, welche während ihrer Schwingungen einen Schalter zur Verbindung der Antriebswicklung mit der Batterie betätigt. Derartige batteriebetriebene Uhren sind bekannt und beispielsweise in der DT-AS 11 67 274 beschrieben.

Aus der DT-OS 15 48 019 ist es ferner bekannt, parallel zur Antriebswicklung einer batteriebetriebenen Uhr eine Halbleiteranordnung vorzusehen, die in Verbindung mit einem Widerstand eine Temperatur- und Spannungsstabilisierung in weiten Grenzen bewirken soll, d. h. eine Stabilisierung der Schwingeramplitude über einen vorgegebenen Batteriespannungsbereich sowie eine Stabilisierung der Antriebsimpulse über einen vorgegebenen Temperaturbereich.

Ferner beschreibt die Dt-AS 12 48 565 eine elektrische Uhr. bei welcher der Antriebswicklung eine Diode parallel geschaltet ist, die bezüglich der Antriebsstromimpulse in Sperrichtung gepolt ist und die den Schaltkontakt gegen Überspannungen schützen soll, wie sie auf Grund der Selbstinduktion beim öffnen dieses Koniaktes entstehen.

Es hat sich nun gezeigt, daß die bekannten Anordnungen ein Problem unberücksichtigt lassen, welches bei batteriebetriebenen Armbanduhren üblicher Bauart mit einem mechanischen Schalter, der von einer die Antriebswicklung tragenden Unruh während der Schwingungen derselben periodisch geschlossen wird, eine beträchtliche Bedeutung besitzt nämlich das Problem, daß die Amplituden der Unruh infolge von Stoßen und Beschleunigungskräften beträchtlich schwanken. Wenn bei einer derartigen Uhr eine niedrige SoIl-Ampütude (eine geringe Antriebskraft) vorgesehen ist und wenn dann ein Stoß die Amplitude verringert, dann vergeht eine beträchtliche Zeit bis die Amplitude wieder ihren Soll-Wert erreicht. Wenn dagegen ein hoher Soll-Wert der Amplitude (eine große Antriebskraft) vorgesehen ist, und wenn dinn ein Stoß die Amplitude vergrößert kann es andererseits geschehen, daß die Unruh über ihre Soll-Lagen hinausläuft. In beiden Fällen wird jedenfalls die Genauigkeit der Zeitmessung ungünstig beeinflußt und zwar auch in den Fällen, in denen die Antriebsimpulse spannungs- und temperaturstabilisiert sind.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die vorstehend aufgezeigte Problematik die Aufgabe zugrunde, eine batteriebetriebene Uhr mit einem mechanischen Schalter vorzuschlagen, bei welcher überhöhte Spannungsimpulse, die infolge eines Überschvungens der Unruh in die Antriebsspule induziert werden, gedämpft werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Uhr der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung da durch gekennzeichnet ist. daß parallel zu der Antriebswicklung mindestens eine Halbleiteranordnung vorgesehen isi, und daß die Halbleiteranordnung an der Unruh angebracht ist und so dimensioniert ist, daß in der Antriebswicklung ein Stromfluß in zu den Antriebsimpulsen entgegengesetzter Richtung ermöglicht wird, wenn die in die Antriebswicklung auf Grund entsprechend großer Schwingungsamplituden von den Magneteinrichtungen induzierte Spannung einen vorgegebenen Pegel erreicht.

Diese Ausgestaltung der Uhr gemäß der Erfindung gewährleistet, daß bei hohen Amplituden, wie sie durch mechanische, von außen an der Uhr angreifende Kräfte ausgelöst werden können, sehr schnell eine Dämpfung erreicht wird, da die auf Grund der induzierten Spannung nach Durchschalten der Halbleiteranordnung in der Antriebswicklung fließenden Ströme so gerichtet sind, daß sie die Bewegung der Antriebswicklung und damit der Unruh abzubremsen versuchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung noch näher erläutert. Ir. der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für eine Uhr gemäß der Erfindung.

F 1 g. 2a bis 2c verschiedene Halbleiteranordnungen für die Steuerschaltung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 ein Spannungs-Zeit-Diagramm für ein typisches Unruh-Antriebssystem mit drei Magneten und ohne Amplitudenregelung, wobei die Antriebswicklung auf der Unruh montiert ist,

Fig. 4 ein entsprechendes Spannungs-Zeit-Diagramm, jedoch für niedrige Amplituden,

Fig. 5 das Spannungs-Zeit-Diagramm des vorstehend erwähnten Oszillators mit Amplitudenregelung,

Fig.6 das Amplituden-Spannungs-Diagramm des Unruh-Oszillators mit und ohne Amplitudenregelung und

F i g. 7 die Befestigung der Halbleiteranordnung an der Unruh.

Die Schaltung nach F i g. 1 zeigt eine Antriebswicklung II, die auf einer in Schwingungen versetzbaren Unruh 12 (Fig.7) befestigt ist. Die Antriebswicklung

11 wirkt dabei mit einem oder mehreren in der Uhr fest angeordneten Magneten (nicht dargestellt) zusammen. Die Wechselwirkung der Antriebswicklung 11 mit den Magneteinrichtungen erfolgt in üblicher und bekannter Weise. Die Antriebsimpulse werden also in die An-'riebswicklung U induziert, während sich die Unruh 12 an dem Magneten vorbeibewegt, vorausgesetzt der Schalter 13 ist geschlossen. Der Schaharm des Schalters 13 ist gegenüber der Unruh 12 sa angeordnet, dab er beim Schwingen der Unruh periodisch in Berührung mit einem Kontakt 14 gelangt, wodurch die Batterie 15 an die Schaltung angeschlossen wird.

Wie aus den F i g. 1 und 7 deutlich wird, ist auf der Unruh 12 eine Diode 16 befestigt, welche parallel zur Antriebswicklung 11 liegt. Die Diode 16 ist bezüglich des Antriebsstroms in Sperrichtung gepolt und dient als Dämpfungseinrichtung bei hohen Amplituden. Die Diode 16 gestattet das Fließen eines Rückwärtsstromes, wenn die in die Antriebswicklung 11 induzierte Spannung einen vorgegebenen Spannungspegel erreicht, wie er durch hohe Amplituden erzeugt wird. An Stelle der Diode 16 in F i g. 1 kann die Serienschaltung einer Diode 17 und einer Z-Diode 18 vorgesehen werden, wie dies F i g. 2a zeigt, oder die Serienschaltung zweier Dioden 19, 21, wie dies F i g. 2b zeigt, oder ein Transistör 22. wie dies F i g. 2c zeigt. Die Werte der verschiedenen Halbleiteranordnungen müüten natürlich entsprechend gewählt werden, um den gewünschten Dämpfungseffekt zu erzielen.

Fig.3 zeigt ein typisches Spannungs-Zeit-Diagramm für ein übliches Unruh-Antriebssystem mit drei Magneten und ohne Amplitudenregelung. Die induzierten Spannungsimpulse Pl erreichen Werte bis zu 1.3 V, während die Antriebsimpulse Pi in negativer Richtung eine maximale Spannung von 13 V erreichen. Bei kleinen Amplituden liegt die Spannung der induzierten Spannungsimpulse Pi unterhalb 0,7 V entsprechend der vorgegebenen Durchbruchsspannung. Die volle Antriebsenergie beschleunigt den Unruh-Oszillator, und die Amplitude steigt schnell an. Wenn die Amplitude der induzierten Spannungsimpulse Pi die Durchbruchsspannung der Halbleiteranordnung 16 bzw. 17 und 18 bzw. 19 und 21 bzw. 22 erreicht, wird die Halbleiteranordnung leitend. Hierdurch wird das Cystein im Bereich hoher Amplituden gedämpft, wie dies F i g. 5 zeigt, wo die Spannung der induzierten Spannungsimpulse Pi auf 0,7 V begrenzt ist.

F i g. 6 zeigt den Zusammenhang zwischen der Amplitude und der Spannung für typische Ausführungsformen von bekannten und von erfindungsgemäßen Uhrevi. Man bemerkt, daß die Kurve bei der Durchbruchsspannung abbiegt bzw. gedämpft wird, wenn eine Amplitudenregelung vorgesehen ist, während sie bei Uhren, wo eine solche Amplitudenregelung nicht vorgesehen ist, weiter linear ansteigt.

Durch Wahl einer geeigneten Durchbruchsspannung für die Diode 16 bzw. ganz allgemein durch Wahl geeigneter Halbleiterbauelemente für den Parallelzweig zu der Antriebswicklung läßt sich jede gewünschte Amplituden-Spannungs-Charakteristik (Amplitudenregelung) erreichen, wenn die erforderliche Antriebsenergie vorgesehen ist, um von zu kleinen Amplituden schnell wieder zu Amplituden zu gelangen, welche dem Sollwert entsprechen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Batteriebetriebene Uhr mit Magneteinrichtungen und mit einer damit zusammenwirkenden An- S mebswicklung, die auf einer zu Schwingungen erregbaren Unruh montiert ist, welche während ihrer Schwingungen einen Schalter zur Verbindung der Antriebswicklung mit der Batterie betätigt, d a durch gekennzeichnet, daß parallel zu der Antriebswicklung (11) mindestens eine an der Unruh (12) angebrachte Halbleiteranordnung (16; 17, 18; 19. 21; 22) vorgesehen ist und daß die Halbleiteranordnung so dimensioniert ist, dcß in der Antriebswicklung (U) ein Stromfluß in zu den Antriebsimpulsen entgegengesetzter Richtung ermöglicht wird, wenn die in die Antriebswicklung (11) auf Grund entsprechend großer Schwingungsamplituden von den Magneteinrichtungen induzierte Spannung einen vorgegebenen Pegel erreicht

   L Uhr nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiteranordnung mindestens ein? Γ iode (Ki) vorgesehen ist, die bezüglich des Antriebsstromt:s in Sperrichtung gepolt ist (F i g. 1).

   3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß als Halbleiteranordnung die Serienschaltung einer Diode (17) und einer Z-Diode (18) vorgesehen ist und daß beide Dioden (17,18) bezüglich des Antriebsstroms in Sperrichtung gepolt sind (F i g. 2a).

   4. Uhr nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiteranordnung ein Transistor (22) vorgesehen ist. dessen Basis und dessen Kollektor mit dem einen Ende der Antriebswicklung verbunden sind und dessen Emitter mit dem anderen Ende der Antriebs* icklung verbunden ist (F i g. 2c).