DE2306487A1

DE2306487A1 - Vorrichtung zur taeglichen ausloesung einer datumsanzeigevorrichtung fuer elektrische oder elektronische uhren

Info

Publication number: DE2306487A1
Application number: DE2306487A
Authority: DE
Inventors: Pierre Vovelle
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1973-08-23
Also published as: CH188673A4; FR2170989B1; FR2170989A1; JPS4890263A; US3815351A; CH604230B5

Description

Vorrichtung zur täglichen Auslösung einer Datumsanzeigevorrichtung für elektrische oder elektronische Uhren.

Die Erfindung betrifft Zeitmesser wie Uhren, "bei denen zusätzlich zu den Zeitangaben, die in Stunden, Minuten und gegebenenfalls Sekunden ausgedrückt werden, die dem Zeitpunkt der Beobachtung entsprechen, Angaben über die Zahl des Tages im Monat und die Bezeichnung des Wochentages durch eine Datumsanzeigevorrichtung gemacht werden.

Diese Informationen werden auf ebenen Trägern in Form von Scheiben oder schwenkbaren Flügeln mit Ziffern und Beschriftungen dargestellt, und zwar 31 Angaben für die Tageszahl und 7 Angaben für den Namen der Wochentage.

Diese Scheiben oder Flügel bewegen sich täglich etwa um Mitternacht um einen einem Tag entsprechenden, konstanten Betrag, wobei die Informationen vor einer feststehenden Öffnung sichtbar werden, so daß jedes Mal nur eine einzige Angabe jeder Art erscheint.

Ab/Pe

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Die für den täglichen Wechsel des Datums und des Tages erforderliche mechanische Energie wird gewöhnlich während den dem Wechsel vorhergehenden Stunden durch allmähliches Spannen einer Feder an dem Hauptantriebsmechanismus entnommen, so daß diesem vorübergehend eine starke zusätzliche Belastung auferlegt wird, die in typischen; Fällen bei der Vorrichtung zur Anzeige der Tageszahl einen Faktor 10 und, wenn die Anzeige des Wochentages noch hinzukommt, einen Faktor 30 darstellt. Eine derartige Änderung in dem Antriebsmoment im laufe der 24 Stunden eines Tages, die den bekannten Bedingungen de,s Isochronismus der Schwingungen einer Unruh widerspricht, begrenzt die Genauigkeit, die der Zeitmechanismus allein besäße.

Eine v/eitere Ursache der Verringerung der Genauigkeit liegt in der Notwendigkeit, die Anzeige der Tageszahl zu ändern, je nach dem, ob der Monat 30 oder 31 Tage hat. Diese Änderung wird durch manuelles Verdrehen der Stunden- und Minutenzeiger in der entsprechenden Richtung erreicht. Nach diesem Arbeitsgang ist die bisher genaue Zeitanzeige nicht mehr gegeben und erfordert die genaue Zeiteinstellung durch Vergleich mit einem äußeren Bezugszeitmesser.

Diese Betriebsmerkmale, die im Fall von Uhren mit gebräuchlichem Aufbau zulässig sind, können bei elektrischen und elektronischen Uhren mit Batterien aus folgenden Gründen nicht zugelassen werden, die im Nachstehenden für den Fall von Kleinuhren genannt werden, jedoch auch den Fall von anderen Uhren betreffen:

Zunächst erfordert das für den Betrieb einer Datumsanzeigevorrichtung bekannter Ausführung erforderliche, zusätzliche mechanische Moment Überdimensionierungen des Motors und der zugeordneten elektrischen Energiequelle, die mit dem in einer Uhr verfügbaren Volumen und/oder den Kosten des

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periodischen Austausches der diese Quelle "bildenden Batterien absolut unvereinbar sind. Bei Verwendung einer verbesserteren Ausführung, die sich durch erhöhte Genauigkeit rechtfertigen können muß, ist es ferner erforderlich, einerseits einen maximalen Isochronismus zu erreichen, indem dem Zeitmechanismus ein konstantes Antriebsmoment gegeben wird, und andererseits den Verlust der genauen Zeiteinstellung jedesmal dann, wenn die Datumsanzeigevorrichtung auf die oben angegebene Weise alle zwei Monate betätigt werden muß, zu vermeiden.

Perner kann es wünschenswert sein, daß bei einer derart verbesserten Uhr der Wechsel des Datums genau zu Mitternacht vorgenommen wird, und nicht, wie bei den bekannten Vorrichtungen, allmählich und/oder zu einem lediglich in Nähe der Mitternacht gelegenen Zeitpunkt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, welche diese Nachteile nicht aufweist und die obengenannten Bedingungen erfüllt.

Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zur täglichen Auslösung einer Datumsanzeigevorrichtung bei einer elektrischen oder elektronischen Uhr mit einem Zeitwerk, das aus einer Gruppe von Zahnrädern besteht, die drei Wellen, nämlich die Sekundenwelle, die Minutenwelle und die Stundenwelle, mit Drehzahlen von einer Umdrehung pro Minute, einer Umdrehung pro Stunde bzw. zwei Umdrehungen pro Tag antreiben, gekennzeichnet durch bewegliche Markierungen, deren Bewegung durch die Wellen gesteuert wird und die die Winkelstellungen der Wellen gegenüber feststehenden Markierungen bestimmen, die jeweils einer Einwirkung einer der beweglichen Markierungen unterliegen, wenn diese an ihnen vorbeilaufen, und die jeweils unter dieser Einwirkung Signale erzeugen, die an

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eine elektrische Steuerschaltung für das Anzeigesystem der Datumsanzeigevorrichtung angelegt werden, wobei die Steuerschaltung die Steuerung nur durchführt, wenn diese Signale gleichzeitig sind, und durch eine Einrichtung, die zwischen die Stundenwelle und das Anzeigesystem eingefügt ist und "bewirkt, daß die Erzeugung des Signals nur bei jeder zweiten Um drehung der Stundenwelle erfolgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme' auf die beiliegende Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit magnetischen Fühlern,

Fig. 2 eine Darstellung einer Abwandlung mit piezoelektrischen Fühlern,

Fig. 3 eine Darstellung einer anderen Abwandlung mit mechanischen Fühlern und

Fig. 4 ein Diagramm zur Yeranschaulichung der Arbeitsweise,

Fig. 1 zeigt eine Datumsanzeigevorrichtung für einen Zeitmesser, der die Stunden, Minuten und Sekunden anzeigt; dessen Mechanismus enthält in bekannter Weise eine erste Welle 1 für die Sekunden, die den Sekundenzeiger 2 von einem Motor 3 aus antreibt, eine zweite rohrförmige Welle 4 für die Minuten, die koaxial zu der Sekundenwelle 1 angeordnet ist, den Minutenzeiger 5 trägt und von der Sekundenwelle über das Getriebe 6, 7, 8, 9 mit dem Untersetzungsverhältnis 1:60 angetrieben wird, und eine dritte rohrförmige Welle 10 für die Stunden, die koaxial zu der Minutenwelle 4 angeordnet ist, durch die Minutenwelle über das Getriebe 11, 12, 13,

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14 mit dem Untersetzungsverliältnis 1:12 angetrieben wird und den Stundenzeiger 15 trägt. Dieser Mechanismus wird im folgenden Zeitwerk genannt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist dem Zeitwerk ein aus Zahnrädern 70 und 71 "bestehendes Getriebe mit dem Untersetzungsverhältnis 1:2 hinzugefügt, das eine Welle 72 mit einer Drehzahl von einer Umdrehung pro 24 Stunden antreibt.

Jedes der drei Zahnräder 6,9 und 71 kennzeichnet jeweils durch seine Winkelstellung, die durch die Winkelabweichung zwischen feststehenden Markierungen und beweglichen Markierungen, die von diesen Wellen oder Zahnrädern getragen werden, meßbar ist, die in 24 Stunden abgelaufene Zeit, ausgedrückt in Stunden, Minuten und Sekunden, und zwar jeweils in einer Umdrehung pro Tag, einer Umdrehung pro Stunde und einer Umdrehung pro Minute.

Die Winkelabweichungen können dadurch gemessen werden, daß auf jeder dieser Wellen eine mit ihr fest verbundene, bewegliche Markierung vorgesehen wird und gegenüber diesen Markierungen drei feststehende Glieder vorgesehen werden, die die erwähnten feststehenden Markierungen bilden und das Auftreten eines elektrischen Signals bewirken, wenn die beweglichen Markierungen vor ihnen vorbeilaufen.

Bei dem in Pig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die beweglichen Markierungen aus Gliedern, die eine örtliche Permanentmagnetisierung besitzen, und jeweils aus einem Zahn 20, 21 bzw. 22 jedes der drei Zahnräder 6, 9 und 71 bestehen. Die feststehenden Markierungen bestehen aus drei magnetischen Fühlern 16, 17 und 18, die gegenüber dem Umfang der drei Zahnräder angeordnet sind.

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Die an den Anschlüssen dieser Fühler auftretenden Signale werden einer elektrischen Schaltung 19 zugeführt, die nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn an ihren Eingängen die drei Signale, die erzeugt werden, wenn die "beweglichen magnetischen Markierungen die feststehenden magnetischen Fühler passieren, gleichzeitig ankommen (Und -Punktion). Die Einstellung der Winkelstellungen dieser "beweglichen Markierungen relativ zu den mit ihnen fest verbundenen Zeigern kann für jeden besonderen Wert der Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige beliebig bestimmt werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird als besonderer Wert der Zeit Mitternacht gewählt, bei der die Winkelstellungen der drei Zeiger zusammenfallen.

Das hierbei durch die Schaltung 19 erzeugte Ausgangssignal bewirkt die Schließung eines Schalters 23, der in einem Stromkreis liegt, der eine Spannungsquelle 24 und ein Antriebselement 25 enthält, das bei jeder Schließung eine Scheibe 26 um einen konstanten Winkel dreht. Diese Scheibe trägt die die Tageszahlen betreffenden Angaben j von denen jeweils nur eine durch eine feststehende Öffnung 27 sichtbar ist, die in dem Ziffernblatt des Zeitmessers vorgesehen, ist.

Der Druckknopf 40, der zu dem Schalter 23 parallelgeschaltet ist und für den Benutzer zugänglich ist, gestattet die Einstellung einer beliebigen Tageszahl entweder für eine Anfangseinstellung der Datumsanzeigevorrichtung oder zur Beseitigung von unnötigen Tageszahlen bei Monaten mit weniger als 31 Tagen.

Da, wie bereits gesagt wurde, die Datumsanzeigevorrichtung nur ein einziges Mal pro 24 Stunden ausgelöst werden darf, muß dem bekannten Zeitwerk zum Antrieb der Stunden-, Minuten-

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und Sekundenwellen die zusätzliche Welle 72 hinzugefügt werden, die sich um eine Umdrehung pro 24 Stunden dreht und durch die Zahnräder 70 und 71 mit dem Untersetzungsverhältnis 1:2 angetrieben wird. Im Gegensatz zu den Minuten- und Sekundenwellen nämlich, die eine Umdrehung in dem der nächst höheren Zeiteinheit entsprechenden Zeitraum ausführen, führt die Stundenwelle zwei Umdrehungen pro 24 Stunden aus, die dem Passieren von Mittag bzw. Mitternacht entsprechen. Deshalb ist sie bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform zur direkten Verwendung für die Auslösung der Datumsanzeigevorrichtung ungeeignet, wie sie bei den Minuten- und Sekundenwellen vorgenommen wird. Die Zahnräder 70 und 71 bewirken deshalb auf mechanische Weise eine Teilung der Anzahl der von der Stundenwelle kommenden Auslösesignale, durch den Faktor 2.

Es ist jedoch auch möglich, die zum Stundenzeiger gehörende Welle, die sich mit einer Geschwindigkeit von zwei Umdrehungen pro Tag dreht, direkt für die Auslösung der Datumsanzeigevorrichtung zu benutzen, die dennoch nur einmal pro Tag stattfindet.

Zu diesem Zweck besitzt die elektronische Schaltung 19 eine bistabile Kippschaltung, deren Eingang das zweimal täglich auftretende Signal zugeführt wird und an deren Ausgang nur jedes zweite Mal ein Signal geliefert wird. Auf diese Weise wird auf elektronische Weise eine Teilung der von der Stundenachse kommenden täglichen Auslösesignale durch den Paktor 2 vorgenommen.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der anstelle der in 3Pig. 1 dargestellten magnetischen Fühler piezoelektrische Fühler vorgesehen sind.

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Die Vorrichtung, von der lediglich die Teile dargestellt sind, die sich von denen der Pig. 1 unterscheiden, besitzt Scheiben 60, 61 und 62, die an den Wellen 1,4 "bzw. 10 befestigt sind und von diesen angetrieben werden. Diese Scheiben erfüllen die Aufgabe von Kurvenscheiben, die die beweglichen Markierungen, deren Aufgabe bereits erwähnt wurde, in Form von örtlichen Erhebungen oder Nocken 80, 81 und 82 tragen, die an ihrem Außenrand angeordnet sind. Jede Erhebung besitzt einen vorderen geneigten Teil und einen zu dem Außenrand senkrechten hinteren Teil. Die entsprechenden feststehenden Markierungen bestehen aus mechanischen Fühlern 66, 67 und 68, die sich einerseits an dem Außenrand jeder Kurvenscheibe und andererseits an piezoelektrischen Elementen 73, 74 und 75 abstützen. Diese piezoelektrischen Elemente sind an die Eingänge der Schaltung angeschlossen, die das Ausgangssignal für die Steuerung der Datumsanzeigevorrichtung erzeugt.

Wenn sich die drei Scheiben drehen, komprimieren die Erhebungen 80, 81 und 82 die piezoelektrischen Elemente 73, 74 und 75, wodurch in ihnen durch eine bekannte physikalische Erscheinung elektrische Ladungen entwickelt werden, die an. die. Schaltung 19 angelegt werden.

Wenn die Erhebungen bei der Drehung der Scheiben das Ende der Fühler passiert haben, nehmen diese ihre Ausgangs- · Stellung ein und die Komprimierung der piezoelektrischen Elemente hört auf.

Diese Unterbrechung der Komprimierung findet plötzlich statt, während die anfängliche Komprimierung langsam vor sich ging. Durch eine entsprechende Wahl der Zeitkonstante der Eingangsstufen der Schaltung 19 in einer dem Fachmann bekannten Weise ist es möglich, bei der Unterbrechung der Komprimierung

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ein kurzes und genau definiertes elektrisches Signal zu erhalten, das zum Auslösen der Datumsanzeigevorrichtung verwendbar ist.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden Scheiben beschrieben, die an ihrem Umfang Erhebungen tragen. An deren Stelle können jedoch auch Vertiefungen benutzt werden, wobei die Richtung der Verformungen umgekehrt wird.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die feststehenden und beweglichen Markierungen über eine mechanische Einrichtung zusammenwirken.

Die Vorrichtung, von der nur die Teile dargestellt sind, die sich von denen der Mg. 1 unterscheiden, enthält Scheiben 42, 43 und 44, die drehfest mit den Wellen 1,4 bzw. verbunden sind, und die beweglichen Markierungen in Form von an ihrem Außenrand vorgesehenen Vertiefungen 45 tragen, die eine senkrechte Vorderflanke und eine geneigte Rückflanke besitzen. Die feststehenden Markierungen bestehen aus Fühlern 46, die sich an dem Außenrand ^eder Scheibe abstützen und in die Vertiefungen eintreten können, wobei sie über Betätigungsstangen 47 die Schließung von Schaltern 48, 49 und 50 bewirken, die zur Steuerung der Datumsanzeigevorrichtung dienen. Diese Schalter sind in Reihe geschaltet, so daß nur dann ein Stromimpuls von der Batterie 24 zu dem Antriebselement 25 übertragen wird, wenn alle drei Schalter gleichzeitig geschlossen sind. Dies ist offensichtlich nur ein Mal in 24 Stunden der Fall. Bekanntlich erfüllen die in Reihe geschalteten Schalter eine Und-Funktion.

Anstelle der bei diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Scheiben, an deren Umfang Vertiefungen vorgesehen sind,

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können auch, vorspringende Teile oder ITocken "benutzt werden, wobei die Richtung der Bewegungen umgekehrt wird.

Pig. 4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der "beschriebenen Vorrichtung.

Die Koordinaten geben waagerecht die Zeit und senkrecht die Amplituden der durch die drei Fühler erzeugten Signale an. Die Amplituden können elektrische· Größen betreffen, wenn die Fühler magnetisch sind, oder Bewegungsamplitude-n sein, die geometrische Größen betreffen, wenn die Fühler mechanisch sind.

Die den Stunden, Minuten und Sekunden entsprechenden Signale müssen sich überdecken, damit die erforderliche Gleichzeitigkeit gewährleistet wird. Nimmt man als Beispiel für typische Größen Signaldauern von ^ 0,5 Stunden, ί 0,5 Minuten bzw. - 1 Sekunde, die eine Auslösung der Datumsanzeigevorrichtung mit der Genauigkeit von - 1 Sekunde gewährleisten, so ist bei beweglichen Markierungen, die von Zahnrädern getragen werden, die eine Umdrehung pro Tag, eine Umdrehung pro Stunde bzw. eine Umdrehung pro Sekunde ausführen, eine Genauigkeit der Winkelstellungen von - 7,5° auf der Stundenwelle - 3° auf der Minutenwelle und ί 6° auf der Sekundenwelle erforderlich. Diese Werte sind in der Praxis durchaus realisierbar.

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Claims

Patentansprüche

M.; Vorrichtung zur täglichen Auslösung einer Datumsanzeigevorrichtung "bei einer elektrischen oder elektronischen Uhr mit einem Zeitwerk, das aus einer Gruppe von Zahnrädern "besteht, die drei Wellen, nämlich die Sekundenweine, die Minutenwelle und die Stundenwelle, mit Drehzahlen von einer Umdrehung pro Minute, einer Umdrehung pro Stunde bzw. zwei Umdrehungen pro Tag antreiben, gekennzeichnet durch bewegliche Markierungen, deren Bewegung durch die Wellen gesteuert wird und die die Winkelstellungen der Wellen gegenüber feststehenden Markierungen bestimmen, die jeweils einer Einwirkung einer der beweglichen Markierungen unterliegen, wenn diese an ihnen vorbeilaufen, und die jeweils unter dieser Einwirkung Signale erzeugen, die an eine elektrische Steuerschaltung für das Anzeigesystem der Datumsanzeigevorrichtung angelegt werden, wobei die Steuerschaltung die Steuerung nur durchführt, wenn diese Signale gleichzeitig sind, und durch eine Einrichtung, die zwischen die Stundenwelle und das Anzeigesystem eingefügt ist und bewirkt, daß die Erzeugung des Signals nur bei jeder zweiten Um-. drehung der Stundenwelle erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die Stundenwelle und das Anzeigesystem eingefügte Einrichtung aus einem Zahnradsatz mit dem Untersetzungsverhältnis 1:2 besteht, dessen Antriebswelle die Stundenwelle ist und dessen Abtriebswelle eine der beweglichen Markierungen trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die Stundenwelle und das Anzeigesystem eingefügte Einrichtung aus einer elektronischen Kippschaltung

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besteht, die einen Teil der elektrischen Steuerschaltung für das Anzeigesystem bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Markierungen aus Kurvenscheiben und die feststehenden.Markierungen aus mechanischen Fühlern bestehen, die mit den Kurvenscheiben zusammenwirken und die Signale in mechanischer Form erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerschaltung drei in Reihe geschaltete Schalter besitzt, die jeweils von einem Fühler betätigt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Fühler piezoelektrische Elemente betätigen, die die mechanischen Signale in elektrische Signale umformen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die beweglichen Markierungen magnetisiert sind und daß die feststehenden Markierungen magnetische Fühler sind, die die Signale in elektrischer Form erzeugen. ·

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerschaltung eine ein UND-Gatter bildende logische Schaltung mit drei Eingängen besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigesystem der Datumsanzeige-Vorrichtung eine direkte, unabhängige Außensteuerung besitzt.

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