DE2417852A1 - Quarzuhr - Google Patents

Description

Anmelder: Kabushiki Kaisha Daini Seikosha, 31-I₇ 6-chome, Kameido, Koto-ku, Tokyo, Japan

Quarzuhr

Die Erfindung betrifft eine Quarzuhr entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen bekannten Quarzuhren ist ein Stufenmotor als Bewegungsumwandler vorgesehen und der Uhrzeiger springt nach jeweils einer Sekunde. Ein springender Sekundenzeiger muß jedoch genau entsprechend der Skaleneinteilung des Zifferblatts angehalten werden, da sonst eine genaue Ablesung unmöglich ist. Ferner muß die Skaleneinteilung genau auf das Zifferblatt aufgedruckt werden und das Zifferblatt muß auch mit seinem Zentrum genau relativ zu dem Zentrum des Uhrwerks angeordnet werden, um Anzeigefehler durch eine Exzentrizität zu vermeiden.

Um den Sekundenzeiger nach jeder Sekunde in die richtige Lage zu bringen, ist es zur Erzielung einer großen Einstellgenauigkeit ferner erforderlich, für dessen Zahnrad einen verhältnismäßig großen Durchmesser vorzusehen, wodurch auch der"Uhrendurchmesser

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vergrößert wird, weil die Batterie neben diesem Zahnrad angeordnet werden muß. Ferner sind verhältnismäßig viele Frequenzteilerstufen erforderlich, weil die Frequenz des Quarzoszillators bis auf 1 Hz unterteilt werden muß. Deshalb wird bei derartigen Quarzuhren als nachteilig angesehen, daß die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch sind, daß Schwierigkeiten hinsichtlich Konstruktion und Zusammenbau auftreten, insbesondere bei der Anordnung des Zifferblatts, oder daß die Sekundenauzeige nicht hinreichend genau ist.

Bei anderen bekannten Quarzuhren ist dagegen als Bewegungsumwandler ein mechanischer Resonator wie eine Stimmgabel oder ein Torsionsvibrator vorgesehen. Die Frequenz dieser Resonatoren ist dabei so hoch, daß die Verstellung des Sekundenzeigers als kontinuierliche Drehbewegung erscheint. Derartige Quarzuhren haben jedoch einen verhältnismäßig hohen Raumbedarf für die Anordnung des Resonators und der Resonator selbst ist ziemlich teuer. Die Eigenfrequenz derartiger Resonatoren beträgt mehr als 2OO Hz und die Schwingungsamplitude ist kleiner als 200 Mikron, so daß sich hinsichtlich Konstruktion und Zusammenbau Probleme ergeben, weil die Umwandlung der Schwingungen in eine Drehbewegung schwierig ist.

Die Erfindung bezweckt deshalb eine möglichst weitgehende Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Quarzuhr der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie möglichst klein und zuverlässig arbeitend ausgebildet werden kann und bei einem indirekt zentrierten Sekundenzeigersystem eine kontinuierlich erscheinende Sekundenzeigerbewegung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfin-

Fig. 2 eine Ansicht eines Stufenmotors für das Ausführungsbeispiel in Fig. 1; und

Fig. 3 ein Blockschaltbild für eine Quarzuhr gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Quarzoszillator 1 vorgesehen, der von einer Abschirmung umgeben ist. Daneben ist ein elektronischer Schaltungsblock 2 angeordnet, der eine integrierte Schaltung enthält. Ein Stufenmotor 3 besteht aus zwei Statoren 4, einer Spule 5 und einem Rotor 6 aus permanent magnetischem Material. Der Rotor 6 hat zwei Magnetpole, kann jedoch auch eine andere Anzahl von Magnetpolen, beispielsweise sechs Magnetpole, haben. Die Drehbewegung des Rotors 6 wird auf das Uhrgetriebe über ein Rotorritzel 7 übertragen, das koaxial an dem Rotor 6 befestigt ist. Eine Batterie 15 ist neben dem Stufenmotor 3 angeordnet.

Der Quarzoszillator hat eine Eigenfrequenz von 32 kHz, welche durch Frequenzteilerstufen auf 32 Hz untersetzt wird. Der Impulszug mit 32 Hz wird der Spule 5 des Stufenmotors 3 zugeführt, so daß die Statoren 4 als Nordpol bzw. als Südpol magnetisiert werden. Der Rotor 6 rotiert in einer Richtung aufgrund der Anziehung oder Abstoßung zwischen den betreffenden Magnetpolen. Bei diesem Beispiel dreht sich der Rotor 6 um 180° pro Impuls, also mit 16 Umdrehungen in der Minute.

Die Rotation des Rotors 6 wird auf ein zentralrad 13 mit einem Minutenzeiger über ein sechstes Rad 8 mit einem Ritzel 8a, ein fünftes Rad 9 mit einem Ritzel 9a, ein viertes Rad 10 mit einem Ritzel 10a und ein drittes Rad 11 mit einem Ritzel 11a übertragen. Bei diesem Getriebezug kämmt das dritte Rad 11 mit einem Ritzel 12 mit einem Sekundenzeiger.

Ein derartiger Getriebezug wird als indirekt zentriertes Sekundenzeigersystem bezeichnet, bei dem das vierte Rad IO neben

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der Achse des Sekundenzeigers angeordnet ist- Das Ritzel 12
macht eine Umdrehung pro Minute und das Zentralrad 13 eine Umdrehung pro Stunde. Deshalb beträgt das Untersetzungsverhältnis von dem Ritzel 7 zu dem Ritzel 12 1/960 und von dem Ritzel 7 zu dem Zentralrad 13 1/57600. Ein derartiges Untersetzungsverhältnis ist besonders gut für die Herstellung einer derartigen Uhr
geeignet.

Die Gründe für die Auswahl einer Frequenz für die antreibenden Impulse zwischen 8 und 64 Hz sind darin zu sehen, daß
bei einer Impulsfrequenz von weniger als 8 Hz für die Spule 5
die Bewegung des Sekundenzeigers für das menschliche Auge nicht kontinuierlich erscheint. Wenn jedoch die Frequenz mehr als 64 Hz betragen würde, wäre das Untersetzungsverhältnis von dem Ritzel 7 zu dem Zentralrad 13 mehr als 1/115200. Dadurch wurden
sich erhebliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Ausbildung und der Anordnung des Getriebezugs ergeben. Da ferner die Abtriebsleistung des Motors möglichst gering sein sollte, ergäben sich
weitere Schwierigkeiten.

Fig. 2 zeigt den Stufenmotor 3 in vergrößerter Darstellung. Der Durchmesser des Rotors 6 mit zwei Magnetpolen beträgt 25 mm, dessen Umfang durch die beiden Statoren 4 umgeben ist.
Einer der Statoren 4 trägt einen exzentrischen Stift 14, so daß der Abstand h zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 4 einjustiert werden kann. Die Drehrichtung des Rotors 6 wird durch die Einstellung des Stators 4 bestimmt. Zu diesem Zweck wird der Stator 4 nahezu um 25° gegenüber der Mittellinie AA¹ des Rotors 6 gegen dessen Magnetpol verschoben.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Blockschaltbild ist ein
Quarzoszillator 16 mit einer Frequenzteilerschaltung 17 verbunden, deren Ausgangsfrequenz im Bereich zwischen 8 und 64 Hz
liegt, und xo±fc einer Antriebs schaltung 18 für einen Motor 19 zugeführt wird, der einen Getriebezug 20 antreibt. Die Energieversorgung erfolgt durch eine Batterie 15.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Quarzuhr mit einem Quarzoszillator, einer Frequenzteilerschaltung und einem S^ufenmotor, dadurch gekennzeichne t, daß die Ausgangsfrequenz der Frequenzteilerschaltung (17) in einem Bereich zwischen 8 und 64 Hz dem Stufenmotor (19) über die Antrxebsschaltung (18) zugeführt wird, und daß eine derartige Konstruktion des Uhrwerks vorgesehen ist, daß die Bewegung des "Sekundenzeigers als kontinuierliche Drehbewegung erscheint.

2. Quarzuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Rotor (6) des Stufenmotors angetriebene Getriebezug (20) als indirekt zentriertes Sekundensystem ausgebildet ist, und daß die Batterie (15) möglichst nahe dem Zentrum der Uhr angeordnet ist.

3. Quarzuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daßäer Rotor (6) zwei Magnetpole aufweist.

4. Quarzuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) sechs Magnetpole aufweist

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