DE2646715A1

DE2646715A1 - Am handgelenk zu tragendes instrument

Info

Publication number: DE2646715A1
Application number: DE19762646715
Authority: DE
Inventors: Pierre Comte
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1976-05-21
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1977-11-24
Also published as: US4165477A; CH594306A5; DE2646715C3; DE2646715B2

Description

PATENTANWÄLTE

D-I BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

BERLIN: DIPL.-INS. R. MÜLLER-BÖRNER

EBAUCHES S.A.

MÜNCHEN: DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY DIPL-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 14. Oktober 1976

Am Handgelenk zu tragendes Instrument

(Schweiz«. Nr. 6.468/76 vom 21. Mai 1976)

3 Seiten Beschreibung
5 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung

MP - 27 023

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O88 MÜNCHEN: TELEFON (O89) 225585

KABEL: PROPINDUS - TELEX O1 84057 KABEL: PROPINDUS ■ TELEX 0524244·

Die vorliegende Erfindung betrifft ein am Handgelenk zu tragendes Instrument mit einer aufladbaren elektrischen Stromquelle.

Es sind bereits derartige Instrumente bekannt, die Uhren, Rechner, Blutdruckmesser, Empfänger für Personen-Suchsignale usw. sein können oder Kombinationen derartiger Geräte, in denen photoelektrische Zellen zum Aufladen der, wenn sie beleuchtet werden, aus einem Akkumulator bestehenden elektrischen Energiequelle vorgesehen sind. Da diese Instrumente am Handgelenk getragen werden sollen, sind sie oft vom Ärmel des Kleidungsstücks der sie tragenden Person verdeckt, und zwar insbesondere im Winter, wenn darüber hinaus die verfügbare Lichtmenge wegen der Kürze der Tage, häufiger Wolken und der geringen Steigung der Sonne am Himmel nur gering ist. Außerdem ist es offensichtlich, daß die photoelektrischen Zellen nachts keine Energie spenden.

Es sind auch andere Instrumente bekannt,wo thermoelektrische Elemente die Stromquelle aufladen, wenn sie einem Temperaturgradienten unterworfen werden wie dem, der zwischen dem Boden des das Instrument schützenden und in Berührung mit dem Handgelenk des Benutzers stehenden Gehäuses und der Umgebungstemperatur besteht. Auch in diesen Instrumenten wird der Akkumulator nicht permanent aufgeladen, weil die Umgebungsluft nicht immer eine unter der des Handgelenks liegende Temperatur hat, wie beispielsweise im Sommer.

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Es ist daher offensichtlich, daß in den beiden oben beschriebenen Instrumentenarten die Ladung des Akkumulators während recht langer Zeiträume, die mehrere Monate erreichen können, nicht gewährleistet werden kann. Es ist daher erforderlich, daß dieser Akkumulator eine ausreichende Kapazität hat, und daß er ausreichend groß ist, um zu gewährleisten, daß er sich nicht vollständig entlädt, damit der Betrieb des Instruments während dieser Zeiträume gewährleistet ist. Die photoelektrischen Zellen oder die thermoelektrischen Elemente müssen außerdem ausreichend große Ausmaße haben und daher ein erhebliches Volumen haben, um während eines so kurz wie möglich gehaltenen Zeitraums die völlige Aufladung des Akkumulators zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Instrument zu schaffen, bei dem der Akkumulator gleichmäßiger und unter besseren Bedingungen aufgeladen werden kann und daher auch kleinere Ausmaße haben kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem eingangs erwähnten Instrument erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß es mindestens zwei Generatoren aufweist, in denen unterschiedliche physikalische Phänomene für die Stromerzeugung benutzt werden, wobei diese Generatoren betrieben werden, um getrennt oder gemeinsam den für die Aufladung der elektrischen Energiequelle erforderlichen Strom zu liefern.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema einer ersten Ausführungsform eines am Handgelenk zu tragenden Instruments;

Fig. 2 ein Blockschema einer zweiten Ausführungsform., wobei die Generatoren an Adaptervorrichtungen angeschlossen sind;

Fig. 3 ein Blockschema einer weiteren Ausführungsform, wobei die Generatoren in Serie geschaltet sind; und

Fig. 4 ein Blockschema einer vierten Ausführungsform unter Verwendung eines Steuerschaltkreises zur Kontrolle der Verzweigung der Generatoren.

Fig. 1 zeigt das Blockschema einer ersten Ausführungsform mit zwei Generatoren 1 und 2, die jeweils eine nahe dem Instrument verfügbare Energie zur Erzeugung elektrischen Stroms verwenden. Dieser elektrische Strom wird verwendet, um eine elektrische Stromquelle 3 zu laden oder erneut aufzuladen, die die elektrischen oder elektronischen Schaltkreise 4 des Instruments speisen soll, und einen oder mehrere Akkumulatoren enthält. Durch Dioden symbolisierte Einrichtungen 5 und 6 sind vorgesehen, um zu verhindern, daß die von einem der Generatoren gelieferte elektrische Energie in den anderen abstrahlt oder die Quelle 3 sich in die Generatoren entlädt.

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Die Generatoren 1 und 2 können jedes durch die Umwandlung in elektrische Energie auftretende physikalische Phänomen einer in unterschiedlicher Form verfügbaren Energie benutzen. Die bekanntesten dieser Generatoren sind photoelektrische Zellen , die die Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln oder thermoelektrische Elemente, die die thermische Energie in elektrische Energie umwandeln.

Es ist möglich, wie in Fig. 1 veranschaulicht, die von diesen Generatoren gelieferte elektrische Energie unmittelbar zum Wiederaufladen der Quelle zu verwenden. Es ist häufig aber auch von Interesse, an sie eine Vorrichtung anzuschließen, die ihre Leistung erhöht, insbesondere in den Fällen, wo die Bedingungen, denen sie unterworfen sind, nicht optimal sind.

Fig. 2 zeigt ein Instrument, in dem der aus einer Gesamtheit von photoelektrxschen Zellen gebildete Generator 1 mit einer Vorrichtung 7 zur Anpassung des von ihm gelieferten Stroms und der Spannung verbunden ist, damit die Aufladung des Akkumulators 3 unter den bestmöglichen Bedingungen stattfinden kann gleichgültig, wie die Beleuchtung beschaffen ist, der die Zellen unterworfen sind. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der schweizerischen Patentanmeldung 16.036/75 vom 10.Dezember 1975 be schrieben.

Fig. 2 zeigt auch, daß der in diesem Beispiel aus einer Gesamtheit thermoelektrischer Elemente gebildete Generator 2 mit einer Vorrichtung 8 verbunden ist, die ebenfalls den

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von ihm gelieferten Strom und die Spannung anpaßt, damit die Aufladung der Quelle 3 unter bestmöglichen Bedingungen stattfinden kann, wie auch immer der Temperaturgradient beschaffen sein mag, dem der Generator unterworfen ist. Diese Vorrichtung 8 kann von gleicher Art wie die vorbeschriebene Vorrichtung sein oder von einer sachlich den thermoelektrischen Elementen angepaßten Art.

Die Einrichtungen 5 und 6, die verhindern sollen, daß die von einem der Generatoren gelieferte elektrische Energie in den anderen abstrahlt, sind im Beispiel der Fig. 2 an die Adaptervorrichtungen 7 bzw. 8 angeschlossen.

Das Interesse an einem Instrument wie dem in Fig. 2 'be schriebenen beruht auf dem Umstand, daß die Generatoren und 2 zum großen Teil komplementär sind. In der Tat ist, wenn die Beleuchtung nicht dazu ausreicht, daß die photoelektrischen Zellen genügend Energie zum Aufladen der QUf]Ie 3 liefern, was häufig im Winter der Fall ist, die Lufttemperatur niedrig; der Temperaturgradient, dem die thermoelektrischen Elemente unterworfen sind, ist dann recht hoch. In diesem Fall ist es dann die von ihnen gelieferte Energie, die die Quelle auflädt. Wenn dagegen im Sommer die Lufttemperatur zu nahe der des Handgelenks ist, als daß die thermoelektrischen Elemente diese Aufladung gewährleisten könnten, ist die Menge des verfügbaren Lichts bedeutsam. In diesem Fall sind es dann die photoelektrischen Zellen, die die gewünschte Energie lxefern.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Instruments, bei der die Generatoren 1 und 2 in Serie miteinander und parallel mit der Energiequelle 3 geschaltet sind. Ein

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solcher Aufbau ist von Interesse, wenn die von jedem der Generatoren gelieferte Spannung unter derjenigen der Quelle liegt. Die sich aus dieser Zusammenschaltung ergebende Spannung kann dann die Spannung der derart aufgeladenen Quelle übersteigen.

Das Blockschema der Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Steuerschaltkreis 9 von den Generatoren 1 und 2 durch Leitungen 10 und 11 eine Information empfängt die sich auf die von ihnen gelieferten Spannung bezieht. Dieser Stromschaltkreis betreibt jeweils unabhängig voneinander Umschalter 12 und 13 derart,daß wenn die beiden Generatoren eine ausreichende Spannung liefern, die Umschalter die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnehmen, in der die Generatoren parallel geschaltet sind, wobei sich die sie liefernden Ströme summieren, um die Quelle 3 aufzuladen. Wenn der eine der Generatoren keine ausreichende Spannung mehr liefert, schwingt der entsprechende Kontakt in seine andere Stellung und unterbricht die Verbindung dieses Generators mit der Quelle. Wenn die Spannung des zweiten Generators ebenfalls nicht mehr ausreicht, schwingt auch der zweite Umschalter in seine andere Stellung, und die Generatoren sind dann in Serie geschaltet. Ihre Spannungen addieren sich und ermöglichen so die Wiederaufladung der Quelle. Wenn schließlich selbst diese Summe von Spannungen unzureichend wird, wirkt der Steuerschaltkreis 9 auf einen Kontakt 14 ein, der den Schaltkreis öffnet und die Generatoren vollständig von der Quelle 3 trennt.

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Es ist offensichtlich, daß das Blockschema der Fig. 4 nur von erläuternder Bedeutung ist. In einer praktischen An wendungsform würden die Umwandler 12 und 13 und der Kontakt 14 durch elektronische Schaltkreise ersetzt, die wie auch der Steuerschaltkreis 9 und die Adapterschaltkreise 7 und 8, in die elektronischen Schaltkreise des Instruments selbst integriert würden.

Außerdem können die Generatoren 1 und 2 in den in äcn FUj. und 4 schematisch dargestellten Instrumenten an Vorrichtungen wie die im Fall der Fig. 2 beschriebenen angeschlossen werden.

Die oben beschriebenen Beispiele stellen keine Beschränkung dar. Es gibt andere Generatorenarten, die sich auf andere physikalische Phänomene beziehen, wie beispielsweise piezoelektrische Generatoren, Generatoren, die die Schwerkraft auswerten usw., die vorteilhaft in dem erfindungsgeraäßen Instrument verwendet werden können.

Patentansprüche: - 27 023

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Ao Leerseite

Claims

Patentansprüche

/ 1.-Am Handgelenk zu tragendes Instrument mit einer aufladbaren -—y elektrischen Energiequelle, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei Generatoren (1,2) aufweist, in denen unterschiedliche physikalische Phänomene für die Stromerzeugung benutzt werden, wobei diese beiden Generatoren betrieben werden, um getrennt oder gemeinsam den für die Aufladung der elektrischen Energiequelle (3) erforderlichen Strom zu liefern.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (1) der Generatoren photoelektrisch und der andere (2) thermoelektrisch ist.
3. Instrument nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichne t,daß die miteinander und mit der Quelle (3) parallelgeschalteten Generatoren (1,2) mit Einrichtungen (5,6) versehen sind, die verhindern, daß die von dem einen gelieferte Energie in den anderen abgestrahlt wird.
4. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren (1,2) miteinander in Serie geschaltet sind.
5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen (9;12,13,14) aufweist, die es ermöglichen, die Generatoren (1,2) automatisch und wahlweise einzuschalten und abzuschalten und/oder sie parallel oder in Serie miteinander und mit der Quelle (3) zu schalten, abhängig von den physikalischen Bedingungen, denen sie unterworfen sind.

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ORIGINAL INSPECTED