CH345831A - Hauptuhr - Google Patents

Description

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    Hauptuhr   Gegenstand der Erfindung ist    eine   Hauptuhr mit mechanischem Schwingelement sowie elektronischen Mitteln zur Erzeugung elektrischer Impulse, die sowohl zur Aufrechterhaltung der Schwingungen des mechanischen Schwingelementes als auch zum Steuern von Nebenuhren dienen.

   Gemäss der Erfindung ist die Hauptuhr gekennzeichnet durch einen elektrischen    Oszillator,   dessen Schwingungserzeuger auf einen Arbeitspunkt eingestellt ist, der unterhalb des Punktes in der Kennlinie liegt, bei dem Selbsterregung eintritt, und der durch das mechanische Schwingelement derart gesteuert wird, dass er nur in einem vorbestimmten Zeitpunkt und während eines    Bruchteils   einer Halbschwingung des mechanischen Schwingelementes zu Schwingungen angeregt wird, welche Schwingungszüge zum Steuern einer    Kipp-      schaltung   mit zwei stabilen Zuständen verwendet werden. Das mechanische Schwingelement kann beispielsweise ein Pendel sein. 



  Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. 



  In der Zeichnung bedeutet:    Fig.   1 ein    Prinzipschaltbild,      Fig.2   das    Prinzipschema   eines Ausführungsbeispiels des    Oszillators,      Fig.3   ein Ausführungsbeispiel einer magnetischen Abschirmung,    Fig.   4 ein Bild der vom    Oszillator   erzeugten Schwingungszüge,    Fig.   5a und 5b ein Bild der in den Ausgängen der Kippschaltung auftretenden Schwingungen,    Fig.   6 ein Bild der durch Überlagerung von Schwingungen nach den    Fig.   4 und 5a entstandenen Schwingungen. 



  In dem    Prinzipschaltbild      Fig.   1 bedeutet 1 das Pendel der Hauptuhr. Es ist zweckmässig als Sekun-    denpendel   ausgeführt und im Punkte 2 aufgehängt. An    .einer   Stelle 3 des Pendelarmes ist ein    Abschirm-      element   4 befestigt, das bei der Pendelbewegung zwischen den Spulen 5, 5' des ortsfest angeordneten    Oszillators   6 hin und her bewegt    wird.   Hierdurch wird die Kopplung der Spulen 5, 5' und damit die Rückkopplung des    Oszillators   6 beeinflusst. Das Abschirmelement kann beispielsweise als Platte ausgebildet sein und die in    Fig.   3 gezeichnete Form aufweisen.

   Als Material eignet sich jedes elektrisch leitende,    nichtferromagnetische   Metall, beispielsweise Aluminium. Die Platte weist eine Bohrung 7 auf, die dazu dient, die Platte auf dem Pendelarm    zu   befestigen. Die Breite 8 ist so bemessen, dass bei dengrössten praktisch vorkommenden Pendelausschlägen jede Kopplung zwischen den beiden ortsfest angebrachten    Oszillatorspulen   5, 5' unterbunden wird mit Ausnahme jener Zeitspanne, da die in der Platte angebrachte    Ausnehmung   9 die Kopplung zulässt, so dass die Selbsterregung des    Oszillators   einsetzt. Es ist vorteilhaft, die    Ausnehmung   9 in der Mitte der Platte anzubringen, damit die erzeugten Impulszüge symmetrisch zum Zeitpunkt des Pendeldurchganges durch die Vertikale zu liegen kommen.

   Im Ausführungsbeispiel ergeben sich Schwingungszüge von 200 ms Dauer. 



  Der    Oszillator   kann gemäss dem Schaltungsbeispiel    Fig.   2 aufgebaut sein. Es ist dies die Schaltung des rückgekoppelten    Transistor-Oszillators,   bestehend aus einem Transistor 11, dem gekoppelten Spulenpaar 5, 5' sowie dem Kondensator 10. Letzterer    bildet   mit der Spule 5' einen Schwingkreis von z. B. 40    kHz.   Mit 4 ist wiederum die die    Spulenkopplung   beeinflussende    Abschirmplatte   bezeichnet. 



  Solange während der Pendelbewegung die    Aus-      nehmung   9 die    Spulenkopplung   5, 5'    freigibt,   werden impulsförmige Schwingungszüge von der in    Fig.4   

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 gezeichneten    Form   erzeugt. Während der übrigen Zeiten ist der    Oszillator   gesperrt. 



  Die Schwingungszüge werden, wenn nötig, in einem Verstärker 12 verstärkt und alsdann nach Gleichrichtung zum Steuern eines Kippgerätes 13 mit zwei stabilen Zuständen verwendet. Hierzu eignet sich z. B. eine    Flipflop-Schaltung      mit   Transistoren. Die in den beiden Ausgängen des Kippgerätes auftretenden Gleichstromimpulse (14, 14') sind in den    Fig.   5a und 5b dargestellt. Sie werden in bekannter Weise zur Speisung der    Sekunden-Nebenuhren   15 verwendet. Die Impulse des einen Ausganges des Kippgerätes 13 werden in der    Schaltung   17 mit den Schwingungsreihen des    Oszillators   6 zur    überlage-      rung   gebracht, wodurch Impulszüge gemäss    Fig.6   entstehen.

   Die Spitzen derselben, die im Takte der Vollschwingungen des Pendels auftreten, werden nach Gleichrichtung dem Elektromagneten 18 zugeführt, der vermittels des Ankers 19 dem Pendel die Energieverluste    zurückerstattet.   



  Die mit dem Pendel schwingende    Abschirmplatte      (Fig.   3) ist als Ausführungsbeispiel gebracht worden. Das    Abschirmelement   kann jedoch auch auf andere Weise hergestellt sein. Beispielsweise könnte es aus zwei symmetrisch zur Pendelachse angeordneten    koli-      nearen   Stiften aus elektrisch leitendem,    nichtferro-      magnetischem   Material bestehen.

   Diese Stifte würden das    magnetische   Feld eines zur gemeinsamen Achse konzentrischen    Spulenpaares   dadurch beeinflussen, dass sie abwechselnd - mit den Schwingungen des Pendels - von der einen bzw. andern Seite her in das    Spulenpaar   eintauchen, wobei der zwischen den Stiften befindliche Luftspalt den    Kupplungsfluss   freigibt. Es wäre aber auch denkbar, dass nur die eine der beiden    Oszillatorspulen   ortsfest, die andere jedoch auf dem Pendel angeordnet ist. Die abwechselnde Kopplung und Entkopplung der Spulen würde dann durch die schwingungsbedingte Annäherung bzw. Entfernung der einen Spule in    bezug   auf die andere erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hauptuhr mit mechanischem Schwingelement sowie elektronischen Mitteln zur Erzeugung elektrischer Impulse sowohl zur Aufrechterhaltung der Schwingungen des mechanischen Schwingelementes als auch zum Steuern von Nebenuhren, gekennzeichnet durch einen elektrischen Oszillator, dessen Schwingungserzeuger auf einen Arbeitspunkt eingestellt ist, der unterhalb des Punktes in der Kennlinie liegt, bei dem Selbsterregung eintritt, und der durch das mechanische Schwingelement derart gesteuert wird, dass er nur in einem vorbestimmten Zeitpunkt und während eines Bruchteils einer Halbschwingung des mechanischen Schwingelementes zu Schwingungszügen ange- regt wird, welche Schwingungszüge zum Steuern einer Kippschaltung mit zwei stabilen Zuständen verwendet werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Hauptuhr nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch vom mechanischen Schwingelement gesteuerte Abschirmmittel zur Beeinflussung der magnetischen Rückkopplung des Oszillators. 2. Hauptuhr nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf dem Pendel angebrachtes, aus elektrisch leitendem, nichtferromagnetischem Material bestehendes Abschirmelement, das die magnetische Kopplung der beiden ortsfest angebrachten Oszilla- torspulen unterbindet mit Ausnahme während einer Zeitspanne, da eine in dem Abschirmelement angebrachte Ausnehmung die Kopplung zulässt und somit die Selbsterregung des Oszillators veranlasst. 3.

   Hauptuhr nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch eine im Spulenfeld bewegte Abschirm- platte, in der eine Ausnehmung angeordnet ist, bei deren Durchgang durch das Spulenfeld der magnetische Fluss bis zur Selbsterregung des Oszillators gesteigert wird. 4. Hauptuhr nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung an einer solchen Stelle der Abschirmplatte angeordnet ist, dass die bei der Selbsterregung auftretenden Schwingungszüge symmetrisch zum Zeitpunkt des Pendeldurchganges durch die Vertikale zu liegen kommen. 5.

   Hauptuhr nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement aus zwei symmetrisch zur Pendelachse angeordneten koli- nearen Stiften aus elektrisch leitendem, nicht ferro- magnetischem Material besteht, welche abwechselnd von der einen bzw. andern Seite her in ein zur gemeinsamen Achse konzentrisches Spulenpaar eintauchen, wobei der zwischen den Stiften befindliche Luftspalt den Kopplungsfluss freigibt. 6. Hauptuhr nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Oszillator- spulen ortsfest und die andere auf dem Pendel angeordnet ist. 7.

   Hauptuhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Ausgängen der Kipp- schaltung Gleichstromimpulse abwechselnden Vorzeichens entnommen werden, zum Zwecke, unmittelbar Nebenuhren zu speisen. B. Hauptuhr nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Überlagerung der dem einen Ausgang der Kippschaltung entnommenen Gleichstromimpulse mit den vom Oszillator erzeugten Schwingungszügen, derart, dass Impulsspitzen erhalten werden, deren zeitliche Abstände den Vollschwingungen des Pendels entsprechen und die zur Aufrechterhaltung der Pendelschwingungen Verwendung finden.