Elektronische Kleinuhr Bei den bekannten elektronischen Kleinuhren mit einem tonfrequenten Biegeschwinger, der sowohl als Zeitnormal wie auch als Antrieb dient, hat dieser Schwinger üblicherweise die Form einer Stimmgabel und befindet sich in der Mitte des Werkes. Dies hat verschiedene Nachteile, weil so der durch das Uhrgehäuse umschlossene Raum praktisch in zwei voneinander getrennte Teile geteilt wird und dadurch die Unterbringung der Untersetzungsgetriebe für den Antrieb der Zeiger und filr das Kalenderwerk und allenfalls für weitere Anzeigevorrichtungen schwi- rig ist.
Auch die Grösse des für die Batterie zur Verfügung gestellten Raumes wird empfindlich beschränkt, so dass es unter Umständen nötig ist, mehrere Batterien oder eine spezielle Batterie mit nicht kreisrundem Grundriss zu verwenden.
Um den verfügbaren Raum besser auszunützen, wurde schon eine Konstruktion vorgeschlagen, bei welcher der Biegeschwinger kreisförmig ausgebildet ist, damit seine gebogenen Schwingarme entlang dem Uhrwerksrand verlaufen. Damit stellt sich aber das Problem der Unterbringung der Richtwelle für die Zeiger. Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Konstruktion zu schaffen, welche dieses Problem am besten löst.
Die erfindungsgemässe elektronische Kleinuhr ist mit einem als Zeitnormal und Antriebselement dienenden tonfrequenten Biegeschwinger ausgerüstet, der zwei Schwingarme aufweist, welche auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang dem Rand des Uhrwerkes verlaufen und mit einer in der Uhrwerksebene liegenden Richtwelle für die Zeiger. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Richtwelle wenigstens angenähert in der Ebene des Schwingers liegt, welcher eine Einbuchtung aufweist, durch die zwischen dem Uhr werke rand und dem Schwinger ein Zwischenraum ausgespart wird, in welchem die Richtwelle untergebracht ist.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Es zeigt die Figur 1 eine Draufsicht auf das Uhrwerk, die Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1, die Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1, die Figur 4 einen Schnitt durch einen Teil des Getriebes nach der Linie IV-IV der Figur 1 und die Figur 5 das elektrische Schaltschema.
Auf der Werkplatte oder Platine 1 ist mittels dreier Schrauben 2 ein im Grundriss winkelförmiger Fuss 3a des als Ganzes mit 3 bezeichneten, tonfrequenten Biegeschwingers festgeschraubt. Die schwingfähigen Teile dieses Biegeschwingers haben ungefähr die Form eines L3 und sind über eine Verbindungsstelle 3b mit dem Fuss 3a verbunden. Sie wer den im wesentlichen durch zwei zueinander symmetrische Schwingungsarme 3c und 3d gebildet, die auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang dem Rand la der Platine 1 verlaufen, der gleichzeitig den Rand des Uhrwerkes bildet. Wie man aus der Figur 2 ersehen kann, befindet sich zwischen den Armen 3c und 3d einerseits und der Platine 1 andererseits ein Zwischenraum, damit die Arme ungestört frei schwingen können.
An den beiden freien Schwingarmenden 3c und 3d ist je ein Magnetkopf angelötet, der mit 14 resp. 15 bezeichnet ist. Aus der Figur 3 ist ersichtlich, dass der Magnetkopf 14, der spiegelsymmetrisch zum Magnetkopf 15 ausgebildet ist, aus einem im Querschnitt U-förmigen Weicheisen 4 und Polschuhen 5a und 5b besteht, die an die freien Schenkel 4a resp. 4b des U-Eisens 4 angelötet und der Forni der Spulen angepasst sind. Während der eigentliche Schwinger 3 vorteilhafterweise aus einem Material mit einem kleinen thermnelastischen Koeffizienten, also wie z.
B. aus einem der Markenprodukte "Elinvar", "Nivarox", "Ni-Spahn-C" oder "Thermelast"be- stehen kann, lässt sich anstelle von Weicheiseii ftir die Herstellung des U-för- migen Teiles 4 eir Material verwenden, wie es unter der Marke "Permendur" bekannt ist, Die Pol schuhe 5a und 5b bestehen aus hochkoerzitivem Material, also z. B. aus einer Platin-Kobalt- Legierung. Das magnetische Feld in Luftspalt zwischen den beiden Polschuhen 5a und 5b ist im wesentlichen homogen und verläuft senkrecht zur Ebene der Platine 1 und infolgedessen auch zur Ebene, in welcher der ganze Schwinge l angeordne ist und in welcher seine beiden Arme 3c und 3d schwingen.
Auf jeden der Magnetköpfe 14 und 15 ist mittels einer Schraube 6 ein satt festsitzender, aber drehbarer Zeiger 7 derart befestigt, dass die Drehachse zur Schwingungsebene senkrecht steht und dass sein Schwerpunkt nicht im Drehzentrum liegt, so dass beim Drehen dieses Zeigers der Zeigerschwerpunkt und damit auch der Schwerpunkt des Gesamtschwingarmes verschoben und infolgedessen auch seine Eigenfre. ouenz geändert wird. Auf jedem der Magnetköpfe 14 und 15 ist ein( mit 14a resp. 15a bezeichnete Skala angebracht, auf welcher die Frequenz änderung in sec/Tag ablesbar ist.
Die ueiden Zeiger 7 werden zweckmässigerweise durch je einen zugespitzten Metallstreifen gebildet, der unter den Kopf der zugehörigen Schraube 6 geklt mrnt ist. Damit bei allfälligen Schlägen und andern Erschütterungen der Schwinger nicht beschädigt wird, tst in der Nähe jedes Magnetkopfes ein Amplitudenbegrenzer 47 auf der Platine 1 festgeschraubt, um den Schwingungsweg der Magnetköpfe in Richtung von der Platte weg und in Richtung voneinander weg zu begrenzen.
Die Figur 5 zeigt das Schaltschema des elektrischen Stromkreises.
Dieser besteht aus der Abfühlspule 9, der Erregerspule 10, dem Kondensator 11, dem Widerstand 12, dem Transistor 13 und der Batterie 8. Die Basis 13b des Transistors 13 ist einerseits über den Widerstand 12 mit dem Kollektor 1 3c und andererseits über den Kondensator 11 und die Ab fühlspule 9 mit dem Emitter 13a verbunden, der seinerseits über die Erregerspule 10 und die Batterie 8 mit dem Kollektor 13c verbunden ist, Als Verbindungsleitung zwischen der Erregerspule 10 und dem negativen Pol 8a der Batterie 8 dient dabei die Platine 1 des Uhrwerkes.
Natürlich hängt die Anordnung der beiden Batteriepole von der Art des verwendeten Transistors ab, so dass je nachdem der negative oder der positive Pol über die Platine 1 mit der Spule, und entprechend der positive oder der negative Pol mit dem Kollektor 13c und dem Widerstand 12 verbunden ist.
Wie nian aus de Figuren 2 und 3 versehen kann, sind die beiden Spulen 9 und 10 als flache Spulen mit elliptischem Grundriss ausgebildet und auf einer Rippe 16a des aus Kunststoff bestehenden Behälters 16 unlösbar aufgesetzt. In diesem Behälter, der natürlich ebenfalls einen elliptischem Grundriss aufweist, sind der Kondensator 11, der Widerstand 12 und der Transistor 13 untergebracht, während die beiden Spulen 9 und 10 so dimensioniert sind, dass sie das gesamte Magnetfeld im Luftspalt der beiden Magnetköpfe 14 und 15 durchschneiden.
Die Batterie 8 liegt mit ihrem negativen Pol 8a auf der Platine 1 auf; sie ist in einer zylindrischen Vertiefung lb der Platine 1 eingesetzt und wird in dieser Lage durch eine Haltefeder 17 festgehal.en, welche an einer in der Platine 1 eingeschraubten Schraube 18 elektrisch isoliert montiert ist. Zwischen dieser Haltefeder 17 und dem Deckel der Batterie 8, der gleichzeitig ihren positiven Pol 8b bildet, ist ein elektrischer Leiter 19 eingeklemmt, der dieser positiven Pol mit der Schraube 20 verbindet, die in der Metallhülse 20a eingeschraubt ist und die ihrerseits sowohl mit dem Widerstand 12 wie auch mit dem Kollektor 13c des Transistors 13 elektrisch leitend verbunden ist.
In der Figur 1 ist der Leiter 21 sichtbar, der den Kondensator 11 mit der Abfühlspule 9 verbindet sowie der Leiter 22, der den Emitter 13a des Transistors 13 mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Spulen 9 und 10 verbindet. Aus dieser Schaltanordnung ergibt sich die Funktionsweise ohne weiteres: Wenn durch irgendeine zufällige Bewegung auch nur ein Schwinger arm des Biegeschwingers 3 etwas bewegt wird, so wird in der Abfühlspule 9 eine Spannung induziert, was zur Folge hat, dass durch die Erregerspule 10 ein Strom fliesst, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut und die beiden Magnetköpfe 14 und 15 in der Richtung der begonnenen Bewegung weiterbewegt werden. Sobald sie ihre durch die Elastizität des Schwingers 3 bedingte Auslenkung erreicht haben, schwingen sie zurück.
Nach wenigen Hin- und Herbewegungen ist der Einschwingvorgang abgeschlossen und die Schwingarme 3c und 3d des Biegeschwingers 3 schwingen mit konstanter Amplitude und Frequenz so, dass sich die Magnetköpfe 14 und 15 periodisch einander nähern und voneinander entfernen. Zum Abstimmen der richtigen Frequenz bei der Fabrikation kann von irgeneinem Teil jedes Schwingarmes etwas Material abgenommen werden; so lassen sich z. B. die bogenförmigen Abschnitte 3e und 3f der Arme 3 resp. 3d mittels eines Fräsers ohne weiteres etwas schmäler machen.
An einem der beiden Schwingarme, hier acll Arm 3d ist eine Antriebsklinke 24 befestigt, die auf das Klinkenrad 23 einwirkt. Die Zähne des Klinkenrades 23 sind so dimensioniert, dass es bei jeder ganzen Schwin gung des Schwingarmes um einen Zahnschritt vrwärtsgedreht wird. Durch eine an der Platine 1 festgelegte Sperrklinke 25 wird verhindert, dass sich das Klinkenrad rückwärts drehen kann. Auf der Achse des Klinkenrades 23 sitzt ein Ritzel 23a, welches mit einem Zahnrad 26 kämmt, dessen Ritzel 26a mit einem Zahnrad 27 in Eingriff steht. Bei diesen wie bei allen andern Rädern sind weder die Lager für die Achsen noch die Brücken, in denen diese Lager eingesetzt sind, eingezeichnet, damit man so die Räder besser sehen kann.
Das Zahnrad 27 treibt über ein Zahnrad 28 das Sekundenrad 29, auf dessen Welle 30 der Sekundenzeiger 31 befestigt ist, wie man aus der Figur 4 ersehen kann. Das mit dem Zahnrad 28 fest verbundene Ritzel 28a kämmt mit einem Zahnrad 32, dessen Ritzel 52a mit einem Zahnrad 33 in Eingriff steht. Das mit diesem fest verbundene Ritzel 33a kämmt mit dem Minutenrad 34, welches an dem auf der Se- kundenwelle 30 aufgeschobenen und dort frei drehbar gelagerten Minutenrohr 35 befestigt ist und den Minutenzeiger 36 sowie einen Trieb 34a trägt, der seinerseits mit dem Zwischenrad 37 in Eingriff steht, dessen Trieb 37a mit dem Stundenrad 38 kämmt. Dieses sitzt auf dem den Stundenzeiger 40 tragenden Stundenrohr 39. Auf diese Art und Weise wird die Bewegung des Schwingers 3 auf die Zeiger 31, 36 und 40 übertragen.
Zum Richten der Zeiger dient die Richtwelle 43, auf welcher aussen die Krone 44 und innen das Kronrad 45 sitzt. Diese Richtwelle 43 liegt wenigstens angenähert in der Ebene des Schwingers 3. Dieser ist in bezug auf eine durch die Richtwellenachse gehende, senkrecht zur Ebene des Schwin- gers 3 und zur Platine 1 gehende Ebene symmetrisch ausgebildet und an- geordnet und weist eiie Einbuchtung auf, durch die zwischen dem Uhr- werksrand la und dem Schwinger i ein Zwischenraum ausgespart w wird, in welchem diese Richtwelle 43 untergebracht ist.
Sie ist dabei in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert, so dass sich durch Herauszichen der Richtwelle über den Stellhebel 46 und die Wippe 47 das Kronrad 45 mit dem Richtrad 41 in Eingriff bringen lässt. Das Richtrad 41 seinerseits kämmt mit dem Wechselrad 42, dessen Trieb 42a niit dem Zwischenrad 37 in Eingriff steht.
Bei dieser Ausgestaltung des Uhrwerks kann ein mit Füsschen vers henes Zifferblatt 46, wie das ben Kleinuhren bekannt ist, an der Platine 1 befestigt werden, das dazu entsprechende Löcher le für die Füsschen und Bohrungen ld für die Befestigungsschrauben aufweist.
Wie man sieht, wird dadurch, dass der Biegeschwinger a,lf einem wesentlichen Teil seiner Länge entlang dem Rand des Uhrwerks verläuft, in der Mitte des Werkes ein grosser, zusammenhängender Raum frei gehalten, in welchem sich ohne Schwierigkeiten nicht nur die Zahnräder für den Antrieb der Zeiger, sondern nötigenfalls auch noch weitere Zahnräder für den Antrieb eines Kalenderwerkes und allfällige weiterer Anzeigevorrichtungen unterbringen lassen. Auch wird so ein hinreichend grosser Raum für die Batterie geschaffen,
so dass sich ein runde Batterie mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser verwenden und ebenfalls ohne Schwierigkeit zwischen den Armen des Schwingers anordnen lässt.
Ebenfalls erlaubt die Ausführung mit Einbuchtung des Schwingers die Anbringung einer Richtwelle klassischer Bauart und vor allem wird das die elastische Energie des Schwingers aufnehmende Materialvolumen durch diese Einbuchtung gegenüber Stimmgabeln üblicher Form wesentlich erhöht.