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Kalenderuhr Die Erfindung betrifft eine Kalenderuhr, welche alle Daten von der Jahreszahl bis zur Sekunde des betreffenden Tages vollautomatisch anzeigen kann.
Bekannt sind Lichtmarken-Anzeigerwerke, welche in besonderer Anordnung für die Zwecke der Kalenderuhr verwendet werden können. Derartige Lichtmarken-Anzeigerwerke enthalten Blendenscheiben, welche sich schrittweise drehen. In dieser Blendenscheibe sind für dekadische Zählzwecke Schlitze oder Zahlen angebracht. Innerhalb der Blendenscheibe befindet sich eine kleine Glühlampe, welche das Anzeigefeld durch die Schlitze oder Zahlen der Blende hindurch beleuchtet, so dass diese Schlitze oder Zahlen als Lichtmarken erscheinen. Die Blende selbst ist an einer Welle befestigt, welche oben und unten gelagert ist, wobei die Lagerung entsprechend der Zählgeschwindigkeit aus einfachen Gleitlagern oder aus Uhrsteinen besteht.
Die Fortschaltung selbst wird mit Hilfe eines kleinen Fortschaltmagneten und einer Sperrklinkenanordnung bewerkstelligt. Für höhere Zählgeschwindigkeiten wird die Fortschaltung über kleine Permanentmagnete, welche an dem Blendenring angebracht sind, vorgenommen. Die kleinen Permanentmagneten sind mit entgegengesetztem Pol in die ringförmige Fläche der Blende eingesetzt. An dem Fortschaltmagneten entsteht aus der Schaltungsanordnung heraus abwechselnd jeweils ein positiver oder ein negativer Impuls und dementsprechend an dem Kern des Fortschaltmagneten abwechselnd ein Nord- und ein Südpol. Hierdurch wird der über dem Kern stehende Permanentmagnet abgestossen und .der nächste Permanentmagnet angezogen.
Zur Erzielung einer ständig gleichen Drehrichtung wird der Kern des Fortschaltmagneten nach der einen Seite mit Metall hoher Permeabilität oder einem sonst geeigneten :Mittel abgeschirmt. Zur Erzielung des Stillstandes liegt über einer Reihe von kleinen Permanent- magneten, im entsprechenden Abstand angeordnet, ein magnetischer Nebenschluss. Die Steuerung aufeinanderfolgender Zählerelemente bzw. Blendenscheiben des Lichtmarken-Anzeigewerkes erfolgt über kleine Kontakte.
An jeder Blendenscheibe sind entsprechende Nocken jeweils an der Stelle des Ringes vorgesehen, wo die Fortschaltung des nächsten nachfolgenden Zählerelementes erfolgen muss. Diese Nok- ken streichen über sehr kleine Federkontakte hinweg und schliessen jeweils den Fortschaltstromkreis. Diese Art .der Steuerung reicht für geringe Zählgeschwindigkeiten völlig aus. Für höhere Zählgeschwindigkeiten erfolgt eine elektronisch gesteuerte trägheitslose Fortschaltung. Für diesen Zweck ist in dem Blendenring anstelle der Nocken jeweils ein kleines Loch vorgesehen, durch das Licht auf eine Photodiode oder einen Phototransistor fällt.
Der an der Photodiode auftretende Impuls wird für die Steuerung der Fortschaltung entweder direkt oder über einen Transistor als Verstärker ausgenutzt.
Die vorliegende Erfindung benutzt solche bekannte mehrstellige Lichtmarken-Anzeigewerke in einer Kalenderuhr, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass mit Lichtmarken für die Anzeige je einer Zeiteinheit verbundene Elemente eines Magnetzählers mittels den anzuzeigenden Daten entsprechend angeordneten Organen Impulse zu ihrer gegenseitigen Fortschaltung erzeugen.
Für die Zwecke der Kalenderuhr genügt wegen der langsamen Zählgeschwindigkeit die Fortschaltung über durch Nocken geschlossene Kontakte und ein Fortschaltmagnet mit einer Sperrklinkenanordnung. Lediglich, wenn die Kalenderuhr auch mit einer Anzeige von Bruchteilen von Sekunden ausgestattet sein soll, so muss für die Zähler, welche beispielsweise Tausendstelsekunden anzeigen, die Konstruktion mit
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kleinen Permanentmagneten im Blendenring und die elektronische Steuerung für die Fortschaltung verwendet werden.
Die die Lichtmarken tragenden Elemente des Magnetzählers werden für die Zwecke der Kalenderuhr nicht nach dem dekadischen System mit den entsprechenden Zeichen im Blendenring versehen, sondern mit Zeichen, welche jeweils dem Anzeigezweck entsprechen. Beispielsweise für die Anzeige des Tages werden in dem Blendenring .die Zahlen von 1 bis 31 eingestanzt. Für die Monate werden entweder direkt die Namen oder Zahlen von 1 bis 12 verwendet. Für die Jahresanzeige werden die fortlaufenden Jahreszahlen in den zugeordneten Blendenring eingestanzt. Auch für die Bezeichnung der Wochentage können entweder Zahlen oder die Namen der Wochentage vorgesehen werden.
In gleicher Weise können auch die Stundenangaben entweder von 1 bis 12 oder von 1 bis 24 als Zahlen in dem Blendenring vorgesehen sein. Zur Vereinheitlichung der Konstruktion können auf dem Gesamtumfang des Blendenringes auch mehrere Folgen der Zahlenanordnungen untergebracht sein. Für die Tageszahl beispielsweise bringt man auf dem Blendenring 31 Zahlen an, für die Stundenzahl 24 oder 12 oder 36 oder 48, je nach der verwendeten Grösse der Magnetzähler. In Übereinstimmung damit hat auch jeweils die Sperrklinkenanordnung die gleiche Anzahl Zähne, und der Weg des Fortschalt- magneten ist so gewählt, dass immer eine Fortschal- tung um eine Zahl erfolgt.
Die Kontakte für die Schaltung des nachfolgenden Zählerelementes, also beispielsweise für den Tagesanzeiger, der von dem Anzeiger der Stunden gesteuert wird, liegen immer an der Stelle, wo die Weiterschaltung erfolgen muss, also bei dem angeführten Beispiel zwischen 24 und 1. Ist also die Tagesanzeige immer nach Vollendung von 24 Stunden durch den Impuls über die Kontaktanordnung im Stundenanzeiger bis auf die Zahl 31 geschaltet worden, so wird von dem Anzeiger für den Tag zwischen 31 und 1 über den vorgesehenen Schaltkontakt der Monatsanzeiger auf den nächsten Monat geschaltet. In gleicher Weise erfolgt die Steuerung der Anzeige des Wochentages, des Jahres usw.
Für die Minutenanzeige ist es zweckmässig, zwei getrennte Zählerelemente für .die zwei Stellen der Zahl zu verwenden, um das Springen der Minuten deutlich sichtbar zu machen. Das eine Element der Magnetzähleranordnung schaltet hierbei das zweite nachfolgende Element des Magnetzählers zwischen 9 und 0 und der zweite Magnetzähler hat seinen Schaltkontakt zwischen 6 und 0. Soll auch eine Sekundenanzeige erfolgen, so kann man diese in der vorbeschriebenen Weise vornehmen und kann die Minuten wieder in einer Zahl anzeigen. Man kann aber auch Sekunden und Minuten mit je zwei Zählerelementen zur Anzeige bringen.
Sollen auch noch die Sekunden beispielsweise in Tausendstelsekunden für besondere Zwecke noch auf dem Anzeigebild erscheinen, so muss man für die ersten Stunden Zählerelemente verwenden, welche eine höhere Zählfrequenz ermög- lichen, oder man kann sogar elektronische Dekadenzählröhren mit in die Uhr einsetzen.
Die Anzeige selbst erfolgt als Projektion auf einem entsprechenden Zifferblatt, welches beliebig ausgeführt sein kann. Von der kleinen Glühbirne im Lichtmarken-Anzeigewerk, welche zweckmässig gleich mit einer kleinen Linse versehen ist, wird durch die eingestanzten Zahlen auf dem Blendenring Licht auf das Zifferblatt geworfen. Man kann also die Zahlen selbst durch entsprechende Anordnung beliebig gross auf das Zifferblatt projizieren. Auf dem Zifferblatt selbst ist ständig ablesbar das Jahr, der Monat, der Tag, der Wochentag, die Stunde, die Minuten und, falls erwünscht, auch die Sekunden. Selbstverständlich kann auch jede sonst geeignete Ausführung füg die Darstellung der Daten verwendet werden.
Da nicht alle Monate 31 Tage haben, sind in dem Zählerelement für die Tage an dem Blendenring mehrere Nocken vorgesehen. Die Schaltnocken befinden sich jeweils zwischen den Zahlen 28 und 29, 29 und 30, 30 und 31 und zwischen 31 und 1. Auch am Zählerelement für die Monate sind entsprechende Schaltnocken vorgesehen für die Monate, welche weniger als 31 Tage haben. Über diese durch die Schaltnocken geschlossenen Kontakte in den Monatszählerelementen wird der Schaltstrom zu den Kontakten in dem Tageszählerelement geführt.
Wird nun durch die Schaltnocken in dem Tageszählerelement gleichfalls der Kontakt geschlossen, beispielsweise für einen Monat mit 30 Tagen, zwischen der Zahl 30 und 31 und 31 und 1, so erfolgt automatisch die Weiterschaltung so lange, bis kein Schaltnocken den Kontakt des Tageszähleresementes mehr schliesst, also bis zum Ersten des darauffolgenden Monats, und damit erfolgt auch gleichzeitig die Umschaltung des Monatszählerelementes auf den nächsten Monat. Um auch die Schaltjahre automatisch mit zu berücksichtigen, sind auch in den Jahreszählerelementen entsprechende Kontakte vorhanden.
Diese Kontakte liegen vor den Monatszählerelementen, und die Kontakte in den Monatszählerelementen erhalten nur Strom, wenn gleichzeitig auch die Kontakte in dem Jahreszählerelement geschlossen sind. Bei Schaltjahren ist kein Kontakt vorgesehen, so dass für den Monat Februar erst vom 29. ab ein geschlossener Stromkreis für die Weiterschaltung des Tageszählerelementes entsteht. Die automatische Fortschaltung erfolgt für den Monat Februar normalerweise vom 29. ab. Bei einem Schaltjahr ist aber der zusätzliche Kontakt im Jahreszählerelement nicht vorhanden, so dass erst vom 29. ab die automatische Fortschaltung erfolgt.
Die Schaltkontakte und Schaltnocken für die Tagesschaltung in Übereinstimmung mit dem Kalendarium liegen in einer zweiten Schaltebene, gleichfalls am Blendenring angebracht, in den Tages-, Monatsund Jahreszählerelementen. Bei den Jahren, welche keine Schaltjahre sind, erfolgt über die Schaltnocken und Kontakte im Jahreszählerelement ein zusätzlicher Impuls, welcher das Tageszählerelement vom 28. auf
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den 29. schaltet. Vom 29. bis zum 31. setzt dann wieder die automatische Fortschaltung auf den 1. des nächstfolgenden Monats ein.
Durch diese sehr einfache Anbringung der erforderlichen Schaltnocken an dem Blendenring der betreffenden Zählerelemente wird vollautomatisch jeweils entsprechend dem angezeigten Monat und dem angezeigten Jahr die Weiterschaltung auf den nächstfolgenden Anzeigewert. wie er dem Kalendarium entspricht, vorgenommen.
Die Schaltnocken selbst können, wenn der Blen- denring mit einem Presswerkzeug hergestellt wird, gleich mit in der Pressform vorgesehen sein. Sie können aber beispielsweise auch als kleine Schräubchen jeweils in dem Blendenring an der entsprechenden Stelle eingeschraubt werden.
Die Gangregelung der Uhr selbst erfolgt zweckmässig elektronisch. Es wäre auch möglich, eine normale Uhrenkonstruktion mit Unruh oder Pendel zu verwenden. Bei dem Aufbau der Uhr mit Unruh oder Pendel wird jeweils an einer geeigneten Stelle ein Impuls durch das Vorbeistreichen oder Eintauchen eines kleinen Permanentmagneten in eine Spule erzeugt. Dieser Impuls wird über eine Verstärkungsanordnung mit einem Transistor zur Steuerung des ersten Zählerelementes des Lichtmarken-Anzeige- werkes verwendet. Anstelle der magnetischen Erregung kann auch eine Erregung des Schalttransistors über eine Photodiode oder Transistor erfolgen.
Diese Photodiode ist so angeordnet, dass bei jedem Ausschlag der Unruh oder des Pendels an einer gewählten Stelle das Licht auf die Photodiode fällt. Der hierdurch entstehende Photostrom wird zur Steuerung der Fortschaltung verwendet. Selbstverständlich ist auch jede andere Erregung des Schalttransistors für die Steuerung der Kalenderuhr anwendbar. So kann zum Beispiel auch durch eine Widerstandsänderung der Basisstrom für den Schalttransistor impuls- förmig verändert werden, oder es kann durch eine Kapazitätsänderung der Basisstrom gleichfalls impuls- förmig gesteuert werden. Der durch die Bewegung der Unruh oder des Pendels erzeugte Impuls wird zur Erregung des Fortschaltmagneten des ersten Zählerelementes ausgenutzt.
Am zweckmässigsten ist jedoch für die Ausnutzung der Erfindung ein vollelektronischer Gangregler ohne Unruh und ohne Pendel oder sonstige mechanische Teile. Hierfür können zwei Transistoren in Multivibratorschaltung verwendet werden. Die Frequenz der Multivibratorschaltung ,ist so gewählt, dass sie dem Fortschaltrhythmus entspricht. Aus der Schaltanordnung mit den Transistoren in Multivibratorschaltung können also direkt die Impulse für den ersten Fortschaltmagneten entnommen werden. Die Regulierung der Frequenz und damit die der Ganggenauigkeit ist sehr einfach durch eine Widerstandsänderung des Widerstandes, der vor dein Ladekondensator in der Multivibratorschaltung liegt, vorzunehmen.
Die Frequenz einer Multivibra- torschaltung hängt ja von den Werten des RC-Glie- des ab. Man kann also durch einen entsprechend dimensionierten Potentiometer-Widerstand durch ein- faches Drehen des Potentiometers die Ganggenauigkeit einregulieren und einjustieren. Für Uhren, welche auch Bruchteile von Sekunden anzeigen sollen, ist sogar eine Stabilisierung der Frequenz mit einem kleinen Quarz möglich. Man erreicht hierdurch die Genauigkeit der Quarzuhr.
Da die Transistoren in einer Multivibratorschaltung durch die Anordnung der Widerstände in den Emitter- und Basiskreisen temperaturstabilisiert sind, ist die Ganggenauigkeit auch völlig unabhängig von der Aussentemperatur. Anstelle der Multivibratorschaltung kann selbstverständlich je nach dem Verwendungszweck auch eine einfache Oszillatorschaltung mit einem Transistor treten. Derartige Schaltungen mit Transistoren sind ausserordentlich stabil und haben eine fast unbegrenzte Arbeitsdauer, da die Lebensdauer der Transistoren und auch der wenigen Schaltelemente ausserordentlich hoch ist.
Für das Stellen der Uhr stehen bei der elektronischen Anordnung gleichfalls sehr einfache Schaltmittel zur Verfügung. Durch Parallelschalten eines Widerstandes beispielsweise zu dem Widerstand, der vor dem Ladekondensator in der Multivibratorschal- tung liegt, mit Hilfe eines einfachen Druckknopfes, kann durch Drücken dieses Druckknopfes der Schaltgang beliebig beschleunigt werden. Ist also die Uhr stehengeblieben oder geht die Uhr aus irgendeinem Grunde nach, so braucht man nur den Druckknopf so lange zu drücken, bis die Anzeige dem augenblicklichen Zeitstand entspricht. Geht die Uhr zu schnell, so kann man sie durch Drücken eines Druckknopfes so lange ausser Betrieb setzen, bis wieder der Zeitstand genau erreicht ist.
Wenn also durch besondere Um, stände die Ganggenauigkeit der Uhr falsch eingestellt war oder aus irgendwelchen Gründen sich verändert hat, so kann man die Ganggenauigkeit durch Einstellen des Potentiometerwiderstandes zunächst genau einregulieren und dann durch Drücken des Druckknopfes sofort die richtige Zeit wieder einstellen.
Die Stromversorgung der Uhr kann aus einer Trockenbatterie erfolgen. Da der Stromverbrauch sehr gering ist, er liegt nur in der Grössenordnung einiger Milliampere, ist die Lebensdauer einer solchen Trockenbatterie sehr hoch. Die Uhr kann also viele Jahre aus der Trockenbatterie mit Strom versorgt werden. Die Stromversorgung kann aber auch durch Netzanschluss an das Lichtnetz erfolgen. Hierfür können die Fortschaltmagnete des Anzeigewerkes sowohl für Wechselstrombetrieb als auch für Gleichstrombetrieb ausgelegt werden. Für die Gleichrichtung des Wechselstromes aus dem Lichtnetz genügt eine einfache Gleichrichterschaltung mit einer Hochstromdiode und einem Vorkondensator als Blindwiderstand.
Besonders vorteilhaft ist es allerdings, damit die Uhr unabhängig vom Anschluss an das Wechselstromnetz ist, Kleinstakkumulatoren in Form von Knopfzellen zu verwenden. Diese Knopfzellen werden mit der Schaltung für die Wiederladung in die Uhr fest eingebaut oder als herausnehmbare Einheit
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in die Uhr eingesetzt. Die Wiederladeschaltung kann aus entsprechenden Anordnungen mit Kondensatoren und Kleingleichrichtern bestehen. Diese Schaltmittel sind ^o klein in ihren Abmessungen, dass man sie zusammen mit den Knopfzellen in einer kleinen Steckeinheit in der Grösse einer normalen Trockenbatterie unterbringen. kann.
Wird die Wiederladeschaltung in die Uhr fest miteingebaut, so wird am Uhrgehäuse ein Steckkontakt angebracht. In grösseren Zeitabständen wird die Uhr für die Dauer von etwa 12 Stunden, welche für die Wiederaufladunggenügt, mit dem Netz verbunden. Wird die Einheit verwendet, so wird diese in gleicher Weise von Zeit zu Zeit aus der Uhr herausgenommen und in die Steckdose gesteckt für die Zwecke der Wiederladung. Der feste Einbau der Kleinstakkumulatoren mit Wiederladeeinrichtung hat allerdings den Vorteil, dass beim Wiederaufladen der Gang der Uhr nicht unterbrochen zu werden braucht.
Anstelle der beispielsweise beschriebenen Ausführungsform kann selbstverständlich auch eine Kombination für die Sekunden- und Minutenanzeige mit den üblichen Zeigeranzeigewerken erfolgen. In diesem Fall wird die Fortschaltung des Zeigers in der gleichen Weise wie beim Anzeigewerk vorgenommen, und von dem Zeigerwerk wird jeweils der entsprechende Schaltkontakt für die Weiterstellung der nachfolgenden Tages-, Monatszählerelemente usw. geschlossen. Der Fortschaltmagnet für das Zeigerwerk mit seiner Sperrklinkenanordnung rückt in an sich bekannter Weise jeweils den Uhrzeiger um eine Sekunde oder Minute weiter. Auch andere Kombinationen sind ohne weiteres möglich.
Mit Hilfe der beschriebenen Möglichkeiten lassen sich Kalenderuhren für jeden Zweck mit grösster Genauigkeit herstellen. Da die verwendeten Lichtmarken-Anzeigewerke mit geringem Aufwand in grossen Mengen herzustellen sind, ist der gesamte Aufbau der Uhr ausserordentlich vereinfacht.
In Fällen, wo mehrere Kalenderuhren von einer Mutteruhr gesteuert werden sollen, wird anstelle einer Multivibrator- oder Oszillatorschaltung für die Tochteruhren eine einfache Schaltanordnung der Transistoren in Flip-Flop-Schaltung gewählt. Der aus der Mutteruhr entnommene Impuls wird in der Flip-Flop- Schaltung mit einem entsprechenden entstehenden Kippimpuls zur Weiterschaltung der Zähler verwendet.
Ergeben sich zwischen der Herstellung der Uhr und der Aufstellung und Inbetriebnahme erhebliche Zeitdifferenzen, so kann für die schnelle Einstellung der Kalenderwerte jeweils auch das betreffende Element des Lichtmarken-Anzeigewerkes durch einfaches Schliessen des entsprechenden Fortschaltkon- taktes gesondert auf den erforderlichen Anzeigewert gebracht werden. Es kann also durch ein paar einfache Handgriffe der gegenwärtige Zeitzustand sofort eingestellt werden. Lediglich die genaue Einstellung der Minuten und Sekunden erfolgt zweckmässig über die Druckknopftastung. In Kombination mit der Anzeige kann selbstverständlich auch ein Schlagwerk mit vorgesehen sein.
Die Steuerung des Schlagwerkes erfolgt elektrisch. Die entsprechenden Schaltimpulse werden von den Kontakten, welche von den Nocken geschlossen werden, abgenommen. Das Schlagwerk selbst kann in bekannten Weise mechanisch ausgeführt werden und wird dann über Magnete erregt. Die Magnete erhalten ihren Impuls der Schlagzahl entsprechend in den entsprechenden Zählern, und die Klöppel schlagen der Impulszahl entsprechend an. Es ist auch möglich, ein elektronisches Schlagwerk zu betätigen. Das elektronische Schlagwerk besteht aus einem Magnetband, auf dem die wiederzugebenden akustischen Zeichen aufgenommen sind, einem entsprechenden Tonabnehmer, einem einfachen Transistorverstärker und einem kleinen Lautsprecher. Anstelle des Magnetbandes kann auch eine schallplattenähnliche Folie mit dem bekannten Tonabnehmer verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die wiederzugebenden Tonzeichen einmal lichtelektrisch auf einem Film aufzuzeichnen. Von diesem Film können beliebig viele Kopien hergestellt werden. Diese Filmkopien in Scheiben- oder Bandform werden für das Schlagwerk mit einer Photodiode und einer kleinen Lichtquelle abgetastet, und die resultierenden Photoströme werden für die Erregung des Lautsprechers über einen Transistor als Verstärker benutzt.
Anstelle der Glühlampe im Anzeigewerk können auch mit Leuchtmasse präparierte zylindrische Träger hinter dem Blendenring angeordnet werden. Diese Träger haben die Grösse der zu beleuchtenden Fläche für die verschiedenen Zahlen an den verschiedenen Zählern für die Kalenderdaten und sind fest mit dem Gehäuse des Magnetzählers verbunden. Sie sind zylindrisch entsprechend dem Durchmesser der Blenden ausgeführt. Die Zahlen an den Zählerelementen drehen sich vor dem Träger mit der Leuchtmasse. Man kann also direkt die Zahlen, auch bei Nacht leuchtend, ablesen, ohne dass eine Glühlampe erforderlich ist.
Sollen aus irgendwelchen Gründen auch noch die Kontakte innerhalb der Zählerelemente in Wegfall kommen, so können anstelle der Nocken jeweils kleine stiftförmige Permanentmagnete in dem Blen- denring eingesetzt werden. Für die Abnahme werden kleine Magnetspulen gegenüber dem Blendenring angeordnet. Beim Weiterschalten streicht jeweils an der vorgesehenen Stelle zwischen Schaltvorgängen erforderlich machenden Zahlenstellungen der kleine Permanentmagnet an der Magnetspule vorüber. Hierdurch entsteht ein Stromimpuls, .der der Basis eines Schalttransistors zugeführt wird. Die Polarität wird hierbei so gewählt, dass ein negativer Impuls in bezug auf die Stromrichtung zur Basis entsteht.
Der normalerweise gesperrte Transistor wird hierdurch ge- öffnet, und der Kollektor- oder Emitterstrom wird dem Fortschaltmagneten des nachfolgenden Zählerelementes mit dem erforderlichen Schaltvorgang zugeführt.
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