DE2213699B2 - Tent-holding device, especially a watch - Google Patents
Tent-holding device, especially a watchInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein zeithaltendes Gerät, insbesondere Uhr, mit einem mit hoher Frequenz arbeitenden Frequenznormal, mit einem diesem nachgeschalteten Frequenzteiler und mit einer auf den Frequenzteiler folgenden Treiberstufe, die in Abhängigkeit von ihr zugeführten Steuerimpulsen .Ausgangssignale alternierender Polarität an einen zu einer Pendelbewegung um eine Schaltklinkenwelle antreibbaren Motor liefert, über welchen mittels einer Schaltklinkenanordnung mit mindestens einer Schaltklinke ein Schaltrad fortschaltbar ist und welcher durch ein Blockiersystem blockierbar ist, welches mindestens einen Permanentmagneten und mindestens ein durch die Ausgangsimpulse magnetisierbares Element umfaßt, welches relativ zu dem mindestens einen Permanentmagneten zwei definierte Blockierstellungen einnehmen kann.The invention relates to a time-keeping device, in particular a clock, with a device that operates at a high frequency Frequency standard, with a frequency divider connected downstream of this and with one on the frequency divider following driver stage, the output signals alternating depending on the control pulses supplied Supplies polarity to a motor that can be driven to oscillate around a ratchet shaft, Via which a ratchet wheel can be indexed by means of a ratchet arrangement with at least one ratchet and which can be blocked by a blocking system, which has at least one permanent magnet and at least one magnetizable by the output pulses element, which relative to the at least one permanent magnet can occupy two defined blocking positions.
Ein derartiges Gerät bzw. eine solche Uhr ist bereits aus der FR-PS 15 75 317 bekannt, wo zum Fortschalten des Schaltrads eine einzige federnde Schaltklinke verwendet wird, die auf der Schaltklinkenwelle sitzt, wobei zur Sicherung des Schaltrads gegen eine unerwünschte Weiterdrehung eine Rastklinke vorgesehen ist. Diese bekannte Anordnung ist insofern nachteilig als für das Überwinden der Kräfte der federnden Rastklinke ein erheblicher Energiebedarf entsteht, welcher insbesondere bei batteriegespeisten Kleinuhren nicht tragbar ist. Außerdem ist bei der bekannten Uhr ein vergleichsweise kompliziertes Blockiersystem vorgesehen, welches einen großen Raumbedarf besitzt und dessen feststehenden Teilen die Ausgangssignale der Treiberstufe zugeführt werden, während der Permanentmagnet auf der Schaltklinkenwelle sitzt.Such a device or such a clock is already from FR-PS 15 75 317 known, where a single resilient pawl is used to advance the ratchet wheel which sits on the ratchet shaft, whereby to secure the ratchet wheel against an undesired Further rotation a latch is provided. This known arrangement is disadvantageous for that Overcoming the forces of the resilient latching pawl results in a considerable energy requirement, which in particular is not portable with battery-powered small watches. In addition, there is a comparative in the known clock Complicated blocking system provided, which has a large space requirement and its fixed parts the output signals of the driver stage while the permanent magnet sits on the ratchet shaft.
Aus der FR-AS 20 12 586 ist ferner eine Uhr bekannt, bei der mit einer als Schaltanker ausgebildeten Schaltklinkenanordnung zum Fortschalten eines Schaltrads und zum gleichzeitigen Sichern desselben gegen eine unerwünschte Drehung eine mit den Antriebsimpulsen eines Impulsgebers gespeiste Erregerwicklung verbunden ist, die mit einem System aus Permanentmagneten zusammenwirkt. Es ist ein Nachteil dieses bekannten zeithaltenden Geräts, daß kein Blockiersystem vorgesehen ist, welches die Schaltklinkenanordnung nach Abklingen der Steuerimpulse in seiner jeweiligen Lage sichert. Bei der bekannten Uhr können somit unter dem Einfluß äußerer Kräfte unerwünschte Schaltvorgänge auftreten, die die Ganggenauigkeit beeinträchtigen. From FR-AS 20 12 586 a clock is also known in which with a designed as a switch armature Ratchet assembly for switching a ratchet wheel and simultaneously securing it against an undesired rotation of an excitation winding fed with the drive pulses of a pulse generator is connected, which interacts with a system of permanent magnets. There is a downside to this known time-keeping device that no locking system is provided, which the ratchet assembly secures in its respective position after the control pulses have subsided. With the well-known clock you can thus undesired switching operations occur under the influence of external forces, which impair the accuracy.
Schließlich ist es aus der CH-AS 7 056/69 bekannt, für ein zeithaltendes Gerät einen Schrittmotor zu verwenden, welchem Signale alternierender Polarität zugeführt werden, die ihn zu einer Pendelbewegung veranlassen. Der bekannte Schrittmotor umfaßt ein Blokkiersystem, durch das er zwischen den alternierenden Signalen festgelegt wird, wobei das Blockiersystem zwei Magnete aufweist, die mit einem magnetisierbaren Element zusammenwirken, welches auf der Schaltklinkenwelle des bekannten Schrittmotors sitzt und von der Erregerspule umgeben ist. Nachteilig an dieser Konstruktion ist es, daß an der Schaltklinkenwelle außerdem Permanentmagnete angeordnet sind, welche das Trägheitsmoment des Ankers des Motors erhöher und welche mit zwei über ein Joch verbundenen Pol schuhen zusammenwirken, so daß sich ein hoher Raumbedarf ergibt. Überdies sind bei dem bekannten Schritt motor zusätzliche federnde Anschläge erforderlich, urr ein Überschwingen des Motorankers zu vermeiden.Finally, it is known from CH-AS 7 056/69 to use a stepper motor for a time-keeping device, to which signals of alternating polarity are fed, which cause it to oscillate. The known stepping motor includes a blocking system, by which it is between the alternating Signals is set, the blocking system has two magnets with a magnetizable Cooperate element, which sits on the ratchet shaft of the known stepper motor and of the excitation coil is surrounded. The disadvantage of this construction is that on the ratchet shaft permanent magnets are also arranged, which increase the moment of inertia of the armature of the motor and which cooperate with two pole shoes connected via a yoke, so that a large amount of space is required results. In addition, additional resilient stops are required in the known stepper motor, urr to avoid overshooting of the motor armature.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebener Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu gründe, ein zeithaltendes Gerät vorzuschlagen, welche; bei geringem Energiebedarf und vergleichsweise einfa ehern Aufbau eine hohe Ganggenauigkeit besitzt.On the basis of the prior art described above, the object of the invention is to be found reasons to propose a time-keeping device, which; with low energy requirements and comparatively simple brazen structure has a high accuracy.
Diese Aufgabe wird durch ein zeithaltendes Gera der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches gemälThis object is achieved by a time-keeping device of the type described above, which gemäl
der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist daß die Schaltklinkenanordnung in an sich bekannter Weise als zweiarmiger Schaltanker mit zwei Schaltarmen ausgebildet ist, die gleichzeitig der Fortschaltung des Schaltrads und der Sicherung desselben gegen eine unerwünschte Drehung dienen, und daß an der Schaltklinkenwelle mindestens eine Rotorspule befestigt ist, innerhalb welcher das magnetisierbar Element angeordnet ist, welches mit zwei Permanentmagneten zusammenwirkt, die in der Ebene der Pendelbewegung des Motors symmetrisch zur Mittelstellung der Rotorspule angeordnet sind.the invention is characterized in that the ratchet assembly in a known manner as two-armed switch armature is designed with two switch arms that simultaneously switch the switching wheel and to secure the same against undesired rotation, and that on the ratchet shaft at least one rotor coil is attached, within which the magnetizable element is arranged is, which interacts with two permanent magnets that are in the plane of the pendulum movement of the Motors are arranged symmetrically to the center position of the rotor coil.
Es ist ein besonderer Vorteil des zeithaltenden Geräts gemäß der Erfindung, daß es einen geringen Leistungsbedarf hat, so daß auch mit Batterien geringer Kapazität eine große Betriebszeit erreicht wird, was darauf zurückzuführen ist, daß die mechanischen Widerstände bei den einzelnen Fortschaltvorgängen auf ein Minimum reduziert sind und daß gleichzeitig sämtliche Verluste vermieden werden, die dadurch entstehen könnten, daß Teile des magnetischen Blockiersystems infolge eines remanenten Magnetismus mit entsprechendem Energieaufwand erst voneinander gelöst werden müssen.It is a particular advantage of the time-keeping device according to the invention that it requires little power has, so that a long operating time is achieved even with low capacity batteries, what is due to the fact that the mechanical resistances in the individual incremental processes are reduced to a minimum and that at the same time all losses that arise thereby are avoided could that parts of the magnetic locking system as a result of remanent magnetism with must first be separated from each other with the corresponding energy expenditure.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to a drawing. In the drawing shows
F i g. 1 ein Blockdiagramm des Antriebs für ein zeithaltendes Gerät gemäß der Erfindung.F i g. 1 is a block diagram of the drive for a time keeping device according to the invention.
F i g. 2 ein Impulsdiagramm der Impulsfolge für die Rotorspule eines Geräts gemäß der Erfindung,F i g. 2 is a pulse diagram of the pulse train for the rotor coil of a device according to the invention;
F i g. 3a bis 3e verschiedene Spulenformen für die Rotorspule.F i g. 3a to 3e different coil shapes for the rotor coil.
F i g. 4a und 4b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Blockiersystems für ein zeithaltendes Gerät gemäß der Erfindung,F i g. 4a and 4b show a side view and a top view, respectively, of a blocking system for a time-keeping device according to the invention,
F i g. 5a und 5b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Motors für ein zeithaltendes Gerät gemäß der Erfindung.F i g. 5a and 5b show a plan view and a side view, respectively, of the motor for a time keeping device according to FIG Invention.
Betrachtet man die F i g. 1 der Zeichnung, so erkennt man, daß der Antrieb eines erfindungsgemäßen, zeithaltenden Geräts, welches nachstehend der Einfachheit halber nur noch als Uhr bezeichnet werden soll, einen Quarzoszillator 10 enthält, welcher an seinem Ausgang It ein Signal hoher Frequenz an einen Frequenzteiler 12 liefert. Der Frequenzteiler 12 reduziert die Frequenz des Quarzoszillators derart, daß die Impulsfolgefrequenz an seinen Ausgängen 13 und 14 0.5 oder 1 Hz beträgt. Wie F i g. 2 zeigt, ändert eine Treiberstufe 16. deren Eingänge durch die Ausgänge 13 und 14 des Frequenzteilers gebildet werden, nach jedem Impuls auf einem ihrer Eingänge 13 und 14 die Polarität ihres Ausgangssignals auf einer zu einem Motor 18 führenden Ausgangsleitung 17. Der Motor 18 wird somit direkt mit der heruntergeteilten Frequenz des Quarzoszillators betrieben, so daß sich eine äußerst hohe Ganggenauigkeit ergibt, ohne daß damit die Nachteile verbunden wären, die üblicherweise bei quarzgesteuerten Systemen auftreten. Ein wichtiger Nachteil, der bei der erfindungsgemäßen Uhr vermieden wird, ist die Tendenz des mechanischen Vibrators, außer Tritt zu fallen. &o wenn Bewegungen der Uhr die Schwingungsamplitude beeinflussen.Looking at the FIG. 1 of the drawing, so recognizes one that the drive of a time-keeping device according to the invention, which is hereinafter the simplicity for the sake of only being referred to as a clock, contains a quartz oscillator 10, which at its output It is a high frequency signal to a frequency divider 12 supplies. The frequency divider 12 reduces the frequency of the crystal oscillator so that the pulse repetition frequency at its outputs 13 and 14 is 0.5 or 1 Hz. Like F i g. 2 shows a driver stage 16 changes. their inputs through outputs 13 and 14 of the frequency divider are formed, after each pulse on one of their inputs 13 and 14, the polarity of their output signal on an output line 17 leading to a motor 18. The motor 18 is thus direct operated with the divided frequency of the crystal oscillator, so that an extremely high accuracy without the disadvantages that are usually associated with quartz-controlled systems appear. An important disadvantage that is avoided in the watch according to the invention is the tendency of the mechanical vibrator to fall out of step. &O when movements of the watch influence the oscillation amplitude.
Der Quarzoszillator 10 enthält in üblicher Weise einen Quarzkristall, der zu Schwingungen in seiner Resonanzfrequenz erregt wird. Die Resonanzfrequenz des Quarzes liegt in Abhängigkeit von dem gewählten Kristall zwischen etwa 8000 Hz und 5 000 000 Hz. Eine Signalfolge dieser frequenz wird dem Frequenzteiler 12 vom Ausgang 11 des Quarzoszillators 10 zugeführt. Der Frequenzteiler 12 ist ein üblicher, mehrstufiger Frequenzteiler, der die Frequenz des seinem Eingang zugeiuhrten Signals herunteneilt und an seinen Ausgängen 13 und 14 Signale mit einer Impulsfolgefrequenz von 1 Hz oder 0,5 Hz 1-efertThe quartz oscillator 10 contains in the usual way a quartz crystal, which causes oscillations in its resonance frequency is excited. The resonance frequency of the quartz depends on the chosen crystal between approximately 8,000 Hz and 5,000,000 Hz. A signal sequence of this frequency is transmitted to the frequency divider 12 fed from the output 11 of the crystal oscillator 10. The frequency divider 12 is a common, multi-stage one Frequency divider that divides down the frequency of the signal fed to its input and at its outputs 13 and 14 signals with a pulse repetition frequency of 1 Hz or 0.5 Hz 1-efert
Die Treiberstufe 16 bildet eine Einheit zur Erzeugung einer Impulsfolge wechselnder Polarität, wie sie F i g. 2 zeigt, in der die Länge der Ausgangssignale für den Rotor des Motors 18 mit π = ti bezeichnet ist. Die Polarität des Stromes am Ausgang 17 der Treiherstufe ändert sich nach jeden Impuls auf den Leitungen 13 und 14, so daß es möglich wird, mit dem Ausgangssignal der Treiberstufe einen polarisierten Elektromotor 18 anzutreiben.The driver stage 16 forms a unit for generating a pulse train of alternating polarity, as shown in FIG. 2, in which the length of the output signals for the rotor of the motor 18 is denoted by π = ti. The polarity of the current at the output 17 of the driver stage changes after each pulse on the lines 13 and 14, so that it is possible to drive a polarized electric motor 18 with the output signal of the driver stage.
Der Motor 18, der in den F i g. 5a und 5b in semen Einzelheiten dargestellt ist, umfaßt einen Rotor 33, der aus einer einzigen Spule oder aus mehreren, symmetrisch angeordneten Einzelspulen bestehen kann. Verschiedene geeignete Spulenanordnt-ngen sind in den F i g. 3a bis 3e dargestellt, wobei für die weitere Erläuterung der Erfindung an Hand der F i g. 5a und 5b von einer Spule gemäß F i g. 3d als Rotor 33 ausgegangen werden soll.The engine 18 shown in FIGS. 5a and 5b is shown in detail, comprises a rotor 33, the can consist of a single coil or of several, symmetrically arranged individual coils. Different suitable coil arrangements are shown in FIGS. 3a to 3e, with for further explanation of the invention with reference to FIGS. 5a and 5b of a coil according to FIG. 3d assumed as rotor 33 shall be.
Aus F i g. 5a und 5b wird deutlich, daß der Mittelteil des Spuiensystems bzw. Rotors 33 auf der Welle 34 einer Schaltklinke befestigt ist. Der Spulen-Rotor wird kontinuierlich zwischen zwei stationären Systemen von Permanentmagneten 36 und 37 hin- und hergeschaltet. Eine andere — jedoch nicht dargestellte — Möglichkeit bestünde darin, ein einziges Magnetsystem mit einem Shunt zu verwenden. Die Schahklinkenwelle, welche der Einfachheit halber als Welle 34 bezeichnet ist. trägt ferner einen an ihr befestigten Schaltanker 38 mit Schaltarmen 39 und 41. welche mit den Zähnen 42 eines Schaltrades 43 zusammenwirken. Während der Rotor 33 in Abhängigkeit von den Amnebsimpulsen auf der Leitung 17 hin- und hergeschaltet wird, schaltet der Schaltanker 38 das Schaltrad 43 weiter, welches seinerseits in üblicher Weise mit den Anzeigeeinrichtungen gekoppelt ist. Das Schahrad 43 kann dreißig oder sechzig auf seinen Umfang verteilte Zähne 42 besitzen, was einer Impulsfolgefrequenz von 1 Hz oder 0.5 Hz am Ausgang der Treiberstufe entspricht.From Fig. 5a and 5b it is clear that the central part of the coil system or rotor 33 on the shaft 34 a pawl is attached. The coil rotor is continuously switched between two stationary systems of Permanent magnets 36 and 37 switched back and forth. Another - but not shown - possibility would be to use a single magnet system with a shunt. The ratchet shaft, which is referred to as shaft 34 for the sake of simplicity. also carries a switch armature 38 attached to it with switching arms 39 and 41, which interact with the teeth 42 of a switching wheel 43. During the Rotor 33 is switched back and forth as a function of the Amnebsimpuls on line 17, switches the armature 38 continues the ratchet wheel 43, which in turn in the usual way with the display devices is coupled. The shahrad 43 can have thirty or sixty teeth 42 distributed over its circumference, which corresponds to a pulse repetition frequency of 1 Hz or 0.5 Hz at the output of the driver stage.
Der Motor 18 wird von den Impulsen bzw. Treiberimpulser, entgegengesetzter Polarität auf der Leitung 17 in der Weise angetrieben, daß sich der Rotor 33 bei allen ersten Impulsen von der Stellung A in die Stellung B dreht. Eine Sekunde später drehen dann die jeweils zweiten Impulse den Rotor 33 aus der Stellung ö zurück in die Stellung A. Der Motor 18 arbeitet auf diese Weise kontinuierlich mit der Genauigkeit des Quarzoszillators, da die Antriebsimpulse von dem Quarzoszillator über den Frequenzteiler 12 und die Treiberstufe 16 direkt an ihn gelangen.The motor 18 is driven by the pulses or drive pulses, of opposite polarity on the line 17 in such a way that the rotor 33 rotates from position A to position B with all of the first pulses. One second later, the respective second pulses turn the rotor 33 from position ö back to position A. In this way, the motor 18 works continuously with the accuracy of the crystal oscillator, since the drive pulses from the crystal oscillator via the frequency divider 12 and the driver stage 16 get to him directly.
Wenn sich der Motor 18 nach einem Treiberimpuls 17 in einer Ruhestellung befindet, ist das gesamte Fonschaltsystem blockiert, und zwar mittels mindestens eines magnetisierbaren Elements in Form eines Eisenoder Ferritkerns 44. welcher an mindestens einem Ende der Spule angeordnet ist. wie dies in den Einzelheiten in F i g. 4a und 4b gezeigt ist. Der Ferritkern 44, der in der Spule 33 angeordnet ist. wird zu einem Elektromagnet, wenn ein Treiberimpuls auf der Leitung 17 empfangen wird. Die Polarität dieses Elektromagneten wird von der Stromrichtung des Treiberimpulses auf der Leitung 17 bestimmt.When the motor 18 is in a rest position after a drive pulse 17, the entire telephone switching system is inoperative blocked, namely by means of at least one magnetizable element in the form of an iron or Ferrite core 44. which is arranged at at least one end of the coil. like this in the details in Fig. 4a and 4b is shown. The ferrite core 44 arranged in the coil 33. becomes an electromagnet, when a drive pulse is received on line 17. The polarity of this electromagnet is determined by the direction of flow of the drive pulse on line 17.
Der Ferritkern 44 arbeitet mit zwei Permanentma-The ferrite core 44 works with two permanent magnets
gneten 46 und 47 zusammen. Wenn der Ferritkern 44 zunächst von dem Magnet 46 festgehalten wird, verwandelt ein Treiberimpuls auf der Leitung 17 bei der in der Zeichnung angedeuteten Richtung des Stromes I den Ferritkern 44 in einen Elektromagneten, der die gleiche Polarität besitzt wie der den Ferritkern bis dahin festhaltende Permanentmagnet 46. Auf diese Weise wird eine rücklreibende Kraft zwischen dem Ferritkern 44 und dem Permanentmagneten 46 wirksam, die zur Folge hat, daß sich diese beiden Elemente voneinander entfernen. Im Gegensatz zu den bekannten Systemen mit einer Feder- oder einer Magnetblockierung wird also bei der erfindungsgemäßen Uhr nur eine geringe Leistung benötigt, um die Blockierung zu überwinden. Im übrigen arbeitet die erfindungsgemäße Uhr in entsprechender Weise, wenn der Ferritkern 44 zunächst durch den Permanentmagneten 47 festgehalten wird, und zwar dann, wenn ein Treiberimpuls entgegengesetzter Polarität auf der Leitung 17 empfangen wird. Die Bewegungsrichtung ist dann natürlich entgegengesetzt. gnet 46 and 47 together. When the ferrite core 44 is first held in place by the magnet 46, it is transformed a drive pulse on the line 17 in the direction of the current I indicated in the drawing the ferrite core 44 into an electromagnet, which has the same polarity as that of the ferrite core up to then holding permanent magnet 46. In this way there is a restoring force between the ferrite core 44 and the permanent magnet 46 effective, which has the consequence that these two elements from each other remove. In contrast to the known systems with a spring or magnetic lock thus only a small amount of power is required in the case of the clock according to the invention in order to overcome the blockage. In addition, the clock according to the invention works in a corresponding manner when the ferrite core 44 initially is held by the permanent magnet 47, and when a driving pulse is opposite Polarity on line 17 is received. The direction of movement is then of course opposite.
In Fällen, in denen eine erfindungsgemäße Uhr einen schweren Stoß empfängt, könnte nun der Rotor aus seiner Stellung herausgeworfen werden, und beispielsweise von der Stellung A in die Stellung B gelangen. Hierdurch wäre es möglich, daß die Uhr einen Zeitvorsprung von einer Sekunde erzielen könnte. Infolge der wechselnden Polarität der Treiberimpulse führt jedoch der nächste Treiberimpuls bei einer erfindungsgemäßen Uhr zu keiner Auslenkung des Rotors 33, so daß die Uhr wieder die genaue Zeit anzeigt. Man kann somit sagen, daß der Motor 18 und damit die gesamte Uhr »selbstkorrigierend« arbeiten.In cases in which a watch according to the invention receives a severe shock, the rotor could now be thrown out of its position, and move from position A to position B , for example. This would allow the watch to be one second ahead. As a result of the changing polarity of the drive pulses, however, the next drive pulse in a clock according to the invention does not lead to any deflection of the rotor 33, so that the clock again shows the exact time. It can thus be said that the motor 18 and thus the entire clock work "self-correcting".
Bei einer erfindungsgemäßen Uhr ist ferner keine Spiralfeder für das elektrische Anschließen des Motors erforderlich. Wenn jedoch eine Spiralfeder benutzt wird, kann sie dazu dienen, potentielle Energie zu speichern und damit den Energieverbrauch weiter abzusenken. Des weiteren sind bei einer erfindungsgemäßen Uhr keine mechanischen Rast-, Blockier- oder Rückstellfedern erforderlich, und eine Uhr gemäß der Erfindung kann auch ohne weiteres mit einem in Sekundenschritten fortgeschalteten Zeiger versehen werden.In a clock according to the invention there is also no spiral spring for the electrical connection of the motor necessary. However, if a coil spring is used, it can serve to store potential energy and thus further reduce energy consumption. Furthermore, in one of the invention Clock no mechanical detent, blocking or return springs required, and a clock according to the invention can also easily be provided with a pointer that is incremented in seconds.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
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FR2130693A1 (en) | 1972-11-03 |
FR2130693B1 (en) | 1976-10-29 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |