CH346827A - Electronically operated clock - Google Patents

Electronically operated clock

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CH346827A
CH346827A CH346827DA CH346827A CH 346827 A CH346827 A CH 346827A CH 346827D A CH346827D A CH 346827DA CH 346827 A CH346827 A CH 346827A
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CH
Switzerland
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drive
pendulum
excitation
base
coil
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German (de)
Inventor
Walter Reich Robert
Original Assignee
Schatz Soehne Jahresuhren
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/02Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum
    • G04C3/027Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum
    • G04C3/0278Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum the pendulum controlling the gear-train by means of static switches, e.g. transistor circuits

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  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 Elektronisch betriebene Uhr Es sind    Uhrenkonstruktionen   bekannt, welche über einen Transistor und eine Antriebsspule angetrieben werden. Diese    Uhrenkonstruktionen   arbeiten mit Schwingpendel, und in die Pendel werden Permanentmagnete an beiden Enden des Pendels eingesetzt. Die Uhren besitzen eine Antriebsspule, welche im    Emit-      ter-   oder    Kollektorkreis   des Transistors eingeschaltet ist, und eine Erregerspule, welche auf die Basis des Transistors wirkt. Die Schaltung ist so angeordnet, dass beim Heraustreten des Pendels aus der Erregerspule durch den Permanentmagneten ein negativer Induktionsstrom entsteht in bezug auf die    Flussrich-      tung   an der Basis.

   Derartige Pendeluhren besitzen also ein an und für sich frei schwingendes Pendel, das nur immer wieder durch einen Antriebsimpuls in der einen Richtung in Gang gehalten wird. Der Rückweg des Pendels    erfolgt   durch die freie Ausschwingung nach der anderen Seite. Die Ganggenauigkeit ist für derartige Uhren ausschliesslich von den Pendelkonstanten abhängig. Temperaturänderungen wirken wie bei allen anderen Pendeluhren mit mechanischem Antrieb in    gleicher   Weise auf die Ganggenauigkeit ein. Es ist auch erforderlich, wie bei Pendeluhren mit mechanisch angetriebenem Pendel, die Uhren genau in Waage zu stellen. Auch alle anderen sonstigen Nachteile bestehen in gleicher Weise. Zusätzlich hierzu kommt noch die Abhängigkeit der Ganggenauigkeit von der Spannung der erforderlichen Stromquelle.

   Da alle Stromquellen in Form von Trockenbatterien oder auch von Akkumulatoren im Laufe der Zeit ihre Spannung ändern, ist auch der Antriebsimpuls direkt spannungsabhängig. Der Gang der Uhr verändert sich daher mit der sinkenden Spannung, da der Antriebsimpuls in seiner Stärke und Dauer von dieser Spannung der Stromquelle abhängig ist. Weiterhin kommt auch die Temperaturabhängigkeit des verwendeten Transistors zu-    sätzlich   noch in die Veränderung der Ganggeschwindigkeit mit hinein. Da sich die Aussentemperatur je nach dem Verwendungsort selbst um 30 bis 40 Grad ändern kann, ist der temperaturabhängige Strom des Transistors sehr beträchtlich. Der temperaturabhängige Strom beträgt für eine Temperaturerhöhung von 20 Grad etwa das Zehnfache oder mehr.

   Da sich der negative Impuls, welcher beim Durchtritt oder Austritt aus einer Erregerspule entsteht, in seiner Höhe und Dauer bei gleicher Pendelgeschwindigkeit nicht ändert, der Basisstrom aber durch die Temperaturerhöhung oder Erniedrigung andere Werte annimmt, so ist der resultierende wirksame Basisstrom für die Steuerung des Transistors direkt von dem Temperaturstrom abhängig. Die Höhe und Dauer des Antriebsimpulses wird damit gleichzeitig direkt von dem Temperaturstrom beeinflusst, und die Pendelantriebsimpulse sind daher niemals gleich, sondern immer von den verschiedenen Faktoren, wie Spannungsänderung,    Temperaturstromerhöhung   oder    -erniedrigung,   abhängig.

   Derartige, mit Transistoren, Antriebs- und Erregerspulen angetriebene    Uhren   besitzen daher, verglichen mit den durch Federwerk angetriebenen Uhren, noch erhebliche zusätzliche Nachteile. 



  Es ist das Ziel der Erfindung, alle diese Nachteile zu vermeiden. 



  Die erfindungsgemässe Uhr ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem Pendel an zwei in Schwingungsrichtung gegenüberliegenden Enden eines Pendelteils je ein Permanentmagnet in, verglichen mit der Schwingungsamplitude des Pendels, kurzer Ausführung mit Nord- und Südpol und am Ende des Schwingungsbereiches der Magnete je eine    Spulenkombina-      tion,   bestehend aus Erreger- und Antriebsspule, angeordnet sind, die gegenseitig beim Aus- und/oder Eintritt der Magnete über die Erregung der Basis des Schalttransistors einen Antriebsimpuls in der An- 

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    triebsspule,   welche in den    Emitterkreis   eingeschaltet ist, in der    erforderlichen   Stromrichtung    erzeugen,

     und dass in den die Erregerspulen und die Basis des Transistors enthaltenden Stromkreisen Dioden zur Sperrung von hemmenden Antriebsimpulsen angeordnet sind. Die Polarität der getrennt angeordneten Magnete kann dabei so    gewählt   sein, dass sich die entstehenden Erreger- und Antriebsimpulse gegenseitig unterstützen.    Zweckmässigerweise   kann man das eigentliche    Schwing-   oder Drehpendel aus einem Rohr herstellen, in das die    Permanentmagnete   eingesteckt werden. Auch eine andere Anordnung mit aufsteckbaren.    Permanentmagneten   in    rohrförmiger   Ausführung ist ohne weiteres möglich. 



  Die Zeichnung zeigt in den    Fig.   1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Das Pendel nach    Fig.   1 weist am schwingbar gelagerten Stab 1 ein    verstellbares   Gewicht 2 und ein gebogenes Rohr 3 auf, in welches an beiden Enden    Permanentmagnete   4 eingesetzt sind, deren Länge so gewählt ist, dass beide Pole N,    S   beim Durchschwingen durch eine    Spulenkombination   abwechselnd Induktionsströme in dieser    Spulenkombination   erzeugen. Bei der Stellung der Endausschläge des Pendels sind je zwei Spulen, nämlich eine Erregerspule 5 und eine Antriebsspule 6,    übereinandergewickelt   auf einem    Spulenkörper   angeordnet.

   Die lichte Weite des    Spu-      lenkörpers   ist so gewählt, dass das Rohr 3 mit den    Permanentmagneten   4 durch die Spulen hindurchschwingen kann. Bei einer Drehpendeluhr ist entsprechend eine Antriebsspule im toten Winkel angeordnet, und die Erregerspulen sind etwa so im Verhältnis zur Drehbewegung angeordnet, dass sie im letzten Drittel der Bewegung nach jeder Seite liegen.

   Die Erregerspulen 5 werden    jeweils   so geschaltet, dass beim Heraustreten des einen Pols des Permanentmagneten 4, und zwar des    Pols,   der am äussersten Ende des Pendels sich befindet, aus der einen Erregerspule, und    beim   Eintreten des    Permanentmagne-      ten   auf der anderen Seite in die dazugehörige Erregerspule, Induktionsströme in beiden Spulen entstehen, welche in bezug auf die    Flussrichtung   an der Basis 7 des Transistors 8 einen negativen Impuls ergeben.

   Durch die Verwendung von kurzen    Per-      manentmagneten   kann man die    wirksamen   Pole der    Magnete   in    Zusammenhang   mit dem Wicklungssinn der dazugehörigen Erregerspule immer so wählen, dass für den Antrieb sich die Impulse aus den beiden Erregerspulen unterstützen. In die    Stromzuführung   zur Basis 7 von jeder Erregerspule 5 ist je eine hochsperrende Diode 9 in den Leitungszug eingesetzt, so dass positive Impulse    gesperrt   werden und    an   der Basis nicht wirksam werden können. Hierdurch besteht die Möglichkeit, eine Temperaturkompensation des Transistors vorzunehmen.

   Für diesen Zweck wird die Antriebsspule 6 oder werden die Antriebsspulen 6 parallel oder hintereinander als    Ohmscher   Widerstand in den    Emitterkreis   eingeschaltet. In Zusammenhang damit wird für die Temperaturkompensation eine Widerstandskombination als Spannungsteiler an die Basis 7 gelegt. Als    Ohmscher   Widerstand zwischen dem    Emitter   10 und der Basis 7 wirken die Erregerspulen 5. Zwischen dem Kollektor 11 und der Basis 7 wird ein regelbarer    hochohmiger   Widerstand 12 gelegt, der so bemessen ist, dass der Ruhestrom an der Basis und der    Kollektorruhestrom   so gering wie möglich gehalten wird.

   Da die    Basisvorspannung   durch diesen Spannungsteiler festliegt und auch im    Emitter-      kreis   ein entsprechender Widerstand liegt, wird eine vollständige Temperaturkompensation durch diese Anordnung erreicht. Durch die Dioden 9 wird verhindert, dass positive Impulse überhaupt an der Basis wirksam werden können, denn, da die    Basisvorspan-      nung   durch den    Spannungsteiler   zum mindesten einen Teil der positiven Impulse noch wirksam werden lassen könnte, bevor der Transistor selbst sperrt, wird hierdurch jeder    Bremsungsimpuls   für das Pendel verhindert. 



  Der Antrieb des Pendels erfolgt daher nach jeder Seite. Es besteht keine freie Pendelschwingung mehr, sondern jeder Austritt eines Magneten 4 aus einer Erregerspule führt automatisch zum Antriebsimpuls und damit zum    Einzug   in die andere Spule. Die Ganggenauigkeit ist daher im wesentlichen von der magnetischen Steuerung und der elektronischen Schaltung abhängig. Durch Länge und Gewicht des Pendels können nur noch die Grössenordnungen der Schwingungszahlen in weiten Grenzen verändert werden. Für eine gegebene Pendellänge und ein gegebenes Pendelgewicht hält aber die magnetische Steuerung über den elektronischen Antrieb die Schwingungszahl konstant. 



  Bei Drehpendeluhren mit einem Drehwinkel von 200 Grad und mehr ist es vielfach vorteilhaft, die Stromrichtung der Antriebsspule so zu wählen, dass keine Anziehung, sondern eine Abstossung erfolgt. Hierfür wählt man zweckmässig    scheibenförmige   Permanentmagnete, welche an den Erregerspulen mit dem entsprechenden Pol des    Magneten   den negativen Impuls induzieren, und der entstehende Antriebsimpuls stösst dann das Pendel von der Antriebsspule ab. Eine einseitige Erregung des Drehpendels wäre wegen der langsamen erforderlichen Schwingungszahl und der grossen Schwingungsweite gar nicht möglich. Erst durch die nach jeder Richtung wirkende, sich gegenseitig steuernde Anziehung oder Abstossung ist die Ausnutzung der magnetischen Steuerung und des elektronischen Antriebes über Transistor überhaupt erst möglich. 



  Die nach den magnetischen Gesetzen wirksam werdenden Hemmungskräfte können durch die Sperrung mittels der hochsperrenden Dioden nicht auftreten und daher auch keine Bremsung des Pendels oder Drehpendels bewirken. Durch die Verwendung von zwei getrennten Magneten können die Impulse je nach Erfordernis beim    Herausschwingen   des Pendels aus der Spule oder beim    Hereinschwingen   unabhängig voneinander so gewählt werden, dass beide Erregerimpulse sich gegenseitig verstärken für die Erregung über den Basisstrom des Transistors.

   Der 

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 Kraftübertragung dienen in der Konstruktion die Permanentmagnete mit sehr hoher    Koerzitivkraft,   wie zum Beispiel    Ferroxydure   (eingetragene Marke),    Al-      nico,      Ticonal   (eigetragene Marke),    Reco-   oder ähnliche Magnete. Der Stromverbrauch ist ausserordentlich gering. Er liegt in der Grössenordnung von einem    Milliampere,   da von der eigentlichen Antriebsspule lediglich ein Magnetfeld erzeugt werden muss, das für den Permanentmagneten anziehend oder absto- ssend wirkt. Durch die vollständige Temperaturkompensation liegt -der Ruhestrom unabhängig von der Temperatur nur bei einigen Mikroampere.

   Die Stromentnahme ist auch aus diesem Grunde ausserordentlich gering und die Lebensdauer von Primärstromquellen sehr hoch. Die Betriebsdauer derartiger Uhren mit Trockenbatterien wird lediglich durch die Lagerfähigkeit der verwendeten Batterien beschränkt. Anstelle der Trockenbatterien können vorteilhaft    Kleinst-      akkumulatoren   als Knopfzellen mit sehr niedrigem Kapazitätswert verwendet werden. Derartige Akkumulatoren stehen in gasdichter Ausführung in kleinsten Grössen zur Verfügung. Die Mittel für die Wiederaufladung dieser Akkumulatoren können mit in das Uhrgehäuse eingebaut sein. Sie können auch in Form eines Zwischensteckers ausgebildet sein. Zum Zwecke der    Wiederaufladung   wird die Uhr mit einem Kabel mit dem Lichtnetz verbunden. 



  Bei Uhren in    Kleinstausführung   wird als Gangregler zweckmässig ein Drehpendel ähnlich einer Unruh verwendet, dessen Masse die Form eines in Schwingungsrichtung liegenden Bogens oder Segmentes aufweist. Das Drehpendel wird in herkömmlicher Weise mittels Steinen gelagert. An dem Drehpendel sind die    erforderlichen   Permanentmagnete in entsprechender Dimensionierung angebracht. Die kleinen Spulen werden wie beim Schwingpendel angeordnet. Da die erforderlichen Antriebskräfte gleichfalls nur gering sind, genügt die Anwendung eines Transistors in    Miniaturausführung.   Der erforderliche Schaltstrom geht auf Bruchteile von    Milliampere   zurück, so dass selbst die Kapazität einer    Miniaturzelle   für den Antrieb derartiger Uhren über lange Zeit ausreicht.

   Für eine Unruh werden als Antriebsvorrichtung zwei kleine Permanentmagnete in Kombination mit zwei gegenüberstehenden    Erreger-Antriebsspulen-      Kombinationen   angeordnet. 



  In    Fig.   2 ist eine Ausführungsform mit Drehpendel dargestellt, wobei entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in    Fig.   1. Die Pendelmasse 13 ist an einem    Torsionsfaden   oder    -stab   14 aufgehängt und trägt nur zwei kleine Stabmagnete 15, die mit den Spulen 5 bzw. 6 zusammenarbeiten. Bei kleinen Drehwinkeln können aber weitere um 90  versetzte Spulen 5 bzw. 6 vorhanden sein, wie    Fig.   2 in gestrichelten Linien andeutet. 



  Durch die doppelseitige gegenseitige    Steuerung   und durch den doppelseitigen Antrieb wird die freie Drehpendelschwingung in eine erzwungene Schwingung umgewandelt, und die Ganggenauigkeit wird damit von dem elektronischen Antrieb im wesent- liehen abhängig. Durch Wahl des schwingenden Gewichtes und des Abstandes dieses Gewichtes vom Drehpunkt kann man die Grössenordnung der Schwingungsweite und der Schwingungszahl festlegen. Die Regulierung der Ganggenauigkeit kann man über das    Spannungsteilerverhältnis   der Widerstände an der Basis des Transistors vornehmen. Da der Spulenwiderstand festliegt und nicht veränderlich ist, wird die Regulierung zweckmässig über den Widerstand 12 zwischen Basis und Kollektor vorgenommen. 



  Der ausserordentliche Vorteil des    Uhrenantriebes   nach dem    Schwinb   oder    Drehpendelprinzip   liegt    darin,   dass Dauermagnete mit ständig gleichbleibender Feldstärke Anwendung finden und dass aus der Stromquelle nur sehr geringe Leistungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes über die Antriebsspulen entnommen werden. Die    Uhrenkonstruktionen   werden hierdurch ganz wesentlich vereinfacht, und die Ganggenauigkeit selbst über lange Zeit hinaus wird ausserordentlich verbessert.

     Zur zweckmässigen Ausnutzung des Prinzips kann je nach den Erfordernissen des sonstigen mechanischen Aufbaues die Schaltungsanordnung so gewählt werden, dass auf der gleichen Seite jeweils durch Eintreten des Erregermagneten über den negativen Impuls an der Basis auch der Antriebsimpuls entsteht und den gleichen Magneten in die Spule hineinzieht. Es kann aber auch wechselseitig aus der einen Spule beim Heraustreten des Erregermagneten über den negativen Impuls an der Basis der Antriebsimpuls auf der gegenüberliegenden Seite erzeugt werden, so    d'ass   der gegenüberliegende Magnet in diese Antriebsspüle, hineingezogen wird. Auch eine Kombination ist ohne weiteres möglich, so dass sich die    Vorteile   der Schaltungsanordnung für jeden mechanischen Aufbau ausnutzen lassen.



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 Electronically operated clock Clock constructions are known which are driven by a transistor and a drive coil. These clock designs work with a rocking pendulum, and permanent magnets are inserted into the pendulums at both ends of the pendulum. The clocks have a drive coil, which is switched on in the emitter or collector circuit of the transistor, and an excitation coil, which acts on the base of the transistor. The circuit is arranged in such a way that when the pendulum emerges from the excitation coil through the permanent magnet, a negative induction current is created in relation to the direction of flow at the base.

   Such pendulum clocks have a pendulum swinging freely in and of itself, which is only kept going in one direction by a drive pulse. The return path of the pendulum occurs through the free swing to the other side. The accuracy of such clocks is exclusively dependent on the pendulum constants. As with all other pendulum clocks with a mechanical drive, changes in temperature have the same effect on the accuracy. It is also necessary, as with pendulum clocks with a mechanically driven pendulum, to set the clocks exactly in balance. All other other disadvantages also exist in the same way. In addition, there is also the dependency of the accuracy on the voltage of the required power source.

   Since all power sources in the form of dry batteries or accumulators change their voltage over time, the drive pulse is also directly voltage-dependent. The rate of the clock therefore changes with the decreasing voltage, since the strength and duration of the drive pulse depends on this voltage from the power source. In addition, the temperature dependency of the transistor used also has an impact on the change in the speed. Since the outside temperature can change by 30 to 40 degrees depending on the place of use, the temperature-dependent current of the transistor is very considerable. The temperature-dependent current is around ten times or more for a temperature increase of 20 degrees.

   Since the negative impulse, which occurs when passing through or exiting an excitation coil, does not change in height and duration at the same pendulum speed, but the base current assumes different values due to the increase or decrease in temperature, the resulting effective base current is used to control the transistor directly dependent on the temperature current. The level and duration of the drive pulse is thus directly influenced by the temperature current, and the pendulum drive pulses are therefore never the same, but always depend on the various factors, such as voltage change, temperature current increase or decrease.

   Such clocks driven by transistors, drive and excitation coils therefore have considerable additional disadvantages compared to clocks driven by spring mechanisms.



  It is the aim of the invention to avoid all these disadvantages.



  The clock according to the invention is characterized in that on a pendulum at two opposite ends of a pendulum part in the direction of oscillation, one permanent magnet each in, compared to the oscillation amplitude of the pendulum, a short version with north and south pole and at the end of the oscillation range of the magnets each a coil combination , consisting of excitation and drive coils, which mutually generate a drive pulse when the magnets exit and / or enter via the excitation of the base of the switching transistor.

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    drive coil, which is switched on in the emitter circuit, generate in the required current direction,

     and that in the circuits containing the excitation coils and the base of the transistor, diodes are arranged for blocking inhibiting drive pulses. The polarity of the separately arranged magnets can be chosen so that the resulting excitation and drive pulses support each other. The actual oscillating or rotating pendulum can expediently be produced from a tube into which the permanent magnets are inserted. Also another arrangement with attachable. Permanent magnets in a tubular design are easily possible.



  The drawing shows, in FIGS. 1 and 2, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. The pendulum according to FIG. 1 has an adjustable weight 2 and a curved tube 3 on the swingably mounted rod 1, in which permanent magnets 4 are inserted at both ends, the length of which is chosen so that both poles N, S when swinging through a coil combination alternately generate induction currents in this coil combination. In the position of the end deflections of the pendulum, two coils each, namely an excitation coil 5 and a drive coil 6, are arranged wound one above the other on a coil body.

   The clear width of the coil body is selected so that the tube 3 with the permanent magnets 4 can swing through the coils. In the case of a rotary pendulum clock, a drive coil is accordingly arranged in the blind spot, and the excitation coils are arranged approximately in relation to the rotary movement that they are in the last third of the movement on each side.

   The excitation coils 5 are each switched in such a way that when one pole of the permanent magnet 4, namely the pole located at the extreme end of the pendulum, emerges from the one excitation coil, and when the permanent magnet enters the other side Associated excitation coil, induction currents arise in both coils, which result in a negative pulse in relation to the flow direction at the base 7 of the transistor 8.

   By using short permanent magnets, you can always choose the effective poles of the magnets in connection with the direction of winding of the associated excitation coil so that the impulses from the two excitation coils support each other for the drive. In the power supply to the base 7 of each excitation coil 5, a high-blocking diode 9 is inserted into the line run, so that positive pulses are blocked and cannot take effect on the base. This makes it possible to compensate the temperature of the transistor.

   For this purpose, the drive coil 6 or the drive coils 6 are switched on in parallel or one behind the other as an ohmic resistor in the emitter circuit. In connection with this, a resistor combination is applied to the base 7 as a voltage divider for temperature compensation. The excitation coils 5 act as an ohmic resistance between the emitter 10 and the base 7. A controllable high-resistance resistor 12 is placed between the collector 11 and the base 7 and is dimensioned so that the quiescent current at the base and the collector quiescent current are as low as possible is held.

   Since the base bias voltage is fixed by this voltage divider and there is also a corresponding resistance in the emitter circuit, complete temperature compensation is achieved with this arrangement. The diodes 9 prevent positive pulses from becoming effective at the base at all, because since the base bias through the voltage divider could make at least a part of the positive pulses effective before the transistor itself blocks, this means that everyone Braking impulse for the pendulum prevented.



  The pendulum is therefore driven to each side. There is no longer any free pendulum oscillation, but each exit of a magnet 4 from an excitation coil automatically leads to the drive pulse and thus to the entry into the other coil. The accuracy is therefore essentially dependent on the magnetic control and the electronic circuit. Due to the length and weight of the pendulum, only the magnitudes of the oscillation numbers can be changed within wide limits. For a given pendulum length and a given pendulum weight, however, the magnetic control via the electronic drive keeps the number of oscillations constant.



  In the case of rotary pendulum clocks with an angle of rotation of 200 degrees and more, it is often advantageous to choose the current direction of the drive coil so that there is no attraction, but repulsion. For this purpose, it is expedient to choose disc-shaped permanent magnets which induce the negative pulse on the excitation coils with the corresponding pole of the magnet, and the resulting drive pulse then repels the pendulum from the drive coil. A one-sided excitation of the rotary pendulum would not be possible at all because of the slow number of oscillations required and the large oscillation range. Only through the mutually controlling attraction or repulsion acting in every direction is the use of the magnetic control and the electronic drive via transistor possible at all.



  The inhibiting forces that become effective according to the magnetic laws cannot occur due to the blocking by means of the high-blocking diodes and therefore also cannot brake the pendulum or rotary pendulum. By using two separate magnets, the pulses can be selected independently of one another when the pendulum swings out of the coil or when it swings in, so that both excitation pulses mutually reinforce each other for excitation via the base current of the transistor.

   Of the

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 Permanent magnets with a very high coercive force, such as Ferroxydure (registered trademark), Alnico, Ticonal (registered trademark), Reco or similar magnets, are used in the construction to transmit power. The power consumption is extremely low. It is in the order of magnitude of one milliampere, since the actual drive coil only needs to generate a magnetic field that has an attractive or repulsive effect on the permanent magnet. Due to the complete temperature compensation, the quiescent current is only a few microamps, regardless of the temperature.

   For this reason, too, the power consumption is extremely low and the service life of primary power sources is very long. The service life of such watches with dry batteries is only limited by the shelf life of the batteries used. Instead of dry batteries, small accumulators can advantageously be used as button cells with a very low capacity value. Such accumulators are available in gas-tight design in the smallest sizes. The means for recharging these batteries can be built into the watch case. They can also be designed in the form of an adapter plug. For the purpose of recharging, the watch is connected to the lighting network with a cable.



  In the case of watches in the smallest version, a rotary pendulum similar to a balance wheel is expediently used as the rate regulator, the mass of which has the shape of an arc or segment lying in the direction of oscillation. The rotary pendulum is supported in a conventional manner by means of stones. The required permanent magnets are attached to the rotating pendulum in the appropriate dimensions. The small coils are arranged like the swing pendulum. Since the driving forces required are also only small, the use of a miniature transistor is sufficient. The required switching current is a fraction of a milliampere, so that even the capacity of a miniature cell is sufficient to drive such clocks for a long time.

   Two small permanent magnets in combination with two opposing exciter / drive coil combinations are arranged as a drive device for a balance wheel.



  In Fig. 2, an embodiment with a rotary pendulum is shown, corresponding parts having the same names as in Fig. 1. The pendulum mass 13 is suspended from a torsion thread or rod 14 and carries only two small bar magnets 15, which are connected to the coils 5 and 6 work together. In the case of small angles of rotation, however, further coils 5 or 6 offset by 90 may be present, as FIG. 2 indicates in dashed lines.



  Due to the double-sided mutual control and due to the double-sided drive, the free rotary pendulum oscillation is converted into a forced oscillation, and the accuracy is thus essentially dependent on the electronic drive. By choosing the oscillating weight and the distance of this weight from the pivot point, you can determine the magnitude of the oscillation amplitude and the number of oscillations. The accuracy can be regulated via the voltage divider ratio of the resistors at the base of the transistor. Since the coil resistance is fixed and cannot be changed, regulation is expediently carried out via the resistor 12 between the base and the collector.



  The extraordinary advantage of the clock drive based on the Schwinb or rotary pendulum principle is that permanent magnets with a constantly constant field strength are used and that only very little power is drawn from the power source to generate a magnetic field via the drive coils. The watch constructions are hereby very much simplified, and the accuracy is improved considerably, even over a long period of time.

     To use the principle appropriately, depending on the requirements of the other mechanical structure, the circuit arrangement can be selected so that the drive pulse is generated on the same side by the entry of the exciter magnet via the negative pulse at the base and pulls the same magnet into the coil. However, the drive pulse on the opposite side can also be generated alternately from one coil when the exciter magnet emerges via the negative pulse at the base, so that the opposite magnet is drawn into this drive sink. A combination is also easily possible, so that the advantages of the circuit arrangement can be used for any mechanical structure.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Elektronisch betriebene Uhr, mit Zeigerwerk, Stromquelle, Permanentmagnet und Transistor, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Pendel an zwei in Schwingungsrichtung gegenüberliegenden Enden eines Pendelteils je ein Permanentmagnet in, verglichen mit der Schwingungsamplitude des Pendels, kurzer Ausführung mit Nord- und Südpol und am Ende des Schwingungsbereiches der Magnete je eine Spu- lenkombination, bestehend aus Erreger- und Antriebsspule, angeordnet sind, die gegenseitig beim Aus- und/oder Eintritt der Magnete über die Erregung der Basis des Schalttransistors einen Antriebsimpuls in der Antriebsspule, welche in den Emitterkreis eingeschaltet ist, in der erforderlichen Stromrichtung erzeugen, PATENT CLAIM Electronically operated clock, with pointer mechanism, power source, permanent magnet and transistor, characterized in that on a pendulum at two opposite ends of a pendulum part in the direction of oscillation, a permanent magnet in, compared to the oscillation amplitude of the pendulum, a short version with north and south pole and at At the end of the oscillation range of the magnets, a coil combination consisting of excitation and drive coils are arranged, which mutually generate a drive pulse in the drive coil when the magnets exit and / or enter via the excitation of the base of the switching transistor, which is switched into the emitter circuit generate in the required current direction, und dass in den die Erregerspulen und die Basis des Transistors enthaltenden Stromkreisen Dioden zur Sperrung von hemmenden Antriebsimpulsen angeordnet sind. UNTERANSPROCHE 1. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete für die wechselnde Erreger- und Antriebsseite mit der entspre- <Desc/Clms Page number 4> chenden Polarität eingesetzt sind, so dass entweder die Erregung des eintretenden Magneten den negativen Impuls für die Erzeugung des Antriebsimpulses auf der gleichen Seite oder der austretende Magnet den negativen Impuls für die Erzeugung des Antriebsimpulses der gegenüberliegenden Seite erzeugt. 2. and that in the circuits containing the excitation coils and the base of the transistor, diodes are arranged for blocking inhibiting drive pulses. SUBJECT 1. Clock according to claim, characterized in that the permanent magnets for the alternating exciter and drive side with the corresponding <Desc / Clms Page number 4> corresponding polarity are used, so that either the excitation of the entering magnet generates the negative pulse for generating the drive pulse on the same side or the exiting magnet generates the negative pulse for generating the drive pulse on the opposite side. 2. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehpendelanordnung eine Antriebsspule im toten Winkel und zwei Erregerspulen um einen Winkel gegenüber dieser Antriebsspule versetzt angeordnet sind. 3. Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturkompensation die An- triebsspulen als Ohmsche Widerstände im Emitter- kreis liegen, die Erregerspulen als Ohmsche Widerstände zwischen Emitter und Basis und ein regelbarer Ohmscher Widerstand gleichzeitig für die Regulierung der Ganggenauigkeit zwischen Kollektor und Basis angeordnet sind. 4. Clock according to patent claim, characterized in that, in the case of a rotary pendulum arrangement, a drive coil is arranged in the dead angle and two excitation coils are offset by an angle with respect to this drive coil. 3. Clock according to patent claim, characterized in that the drive coils are located as ohmic resistances in the emitter circuit for temperature compensation, the excitation coils are arranged as ohmic resistances between the emitter and base and an adjustable ohmic resistor simultaneously for regulating the accuracy between the collector and base are. 4th Uhr nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Kleinstakkumula- toren als Stromquelle die Mittel für die Wiederauf- ladung dieser Akkumulatoren mit in das Uhrgehäuse eingebaut sind. Watch according to patent claim, characterized in that when using small accumulators as the power source, the means for recharging these accumulators are built into the watch case.
CH346827D 1957-04-10 1958-02-28 Electronically operated clock CH346827A (en)

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