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Elektrisches Zeitmessgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Zeitmessgerät.
Es sind bereits elektrische Zeitmessgeräte mit einem kontaktlosen Antrieb bekannt, der durch ein selbsterregtes, elektronisches Schwingsystem kontaktlos gesteuert wird, das über elektrische Antriebsmittel ein niederfrequentschwingendes, mechanisches Schwingorgan mit mechanischem Rückstellkraftglied antreibt. Bei einer dieser bekannten Ausführungsformen wird das Schwingorgan durch niederfrequente Stromstösse des elektronischen Schwingsystems elektromagnetisch angetrieben und wirkt auf ein Klinkenwerk zum Antrieb einer Uhr, und die Anordnung ist hier so getroffen, dass das Schwingsystem mit dem Taktgeber zwangläufig gekoppelt ist und über diesen Taktgeber das elektrische System gesteuert wird. Damit ergeben sich zwei völlig unabhängige Systeme voneinander, nämlich das elektrische und das mechanische.
Eine derartige Anordnung kann keinen Anspruch auf Genauigkeit machen, und Uhren mit hoher Präzision können mit einem solchen System gar nicht angetrieben werden.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform ist die Anordnung ähnlich wie bei der vorbeschrie- benen, jedoch ist dort das Klinkenrad unmittelbar mit dem magnetisch angetriebenen Antriebselement gekuppelt, so dass sich eine Vereinfachung der Konstruktion ergibt.
In beiden Fällen ist es infolge des mittelbaren oder unmittelbaren Antriebes des Klinkenwerkes notwendig, die Frequenz des Schwingsystems so zu wählen, dass ein Klinkenwerk mit diesem Antrieb überhaupt betrieben werden kann, und dies ist nur dann möglich, wenn die Frequenz verhältnismässig niedrig, beispielsweise von der Grössenordnung von 1-10 Hz., ist. Bekannt sind ferner elektrische Antriebssysteme, bei denen das Antriebssystem mit dem schwingenden Teil gekoppelt ist und so die Schwingung des Antriebssystems in vorbestimmter Weise durch das mechanische System gesteuert wird. Alle diese Systeme haben eine Ruhelage, in der diese Steuerung des schwingenden Systems auf das elektrische System nicht wirken kann, und aus diesem Grund haben alle diese Systeme den Nachteil, dass sie aus der Ruhelage nicht anlaufen können.
Dies würde beispielsweise bei der Anwendung auf Uhren bedeuten, dass eine einmal stehengebliebene Uhr trotz eines intakten Antriebssystems nicht weiterläuft.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben, und bei einem elektrischen Zeitmessgerät mit kontaktlosem Antrieb, der durch ein selbsterregtes, elektronisches Schwingsystem kontaktlos gesteuert wird, das über elektrische Antriebsmittel ein niederfrequentschwingendes, mechanisches Schwingorgan mit mechanischem Rückstell- kraftglied antreibt, ist gemäss der Erfindung diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mit dem mechanischen Schwingorgan mindestens mittelbar ein die Mitkopp- lung beeinflussendes Dämpfungsmittel verbunden und so ausgebildet und dem elektronischen Schwingsystem so eingefügt ist,
dass das Schwingsystem nur im Augenblick der geringsten potentiellen Energie der mechanischen Rückstellkraft selbsterregt ist und ein Antriebsimpuls auf das mechanische Schwingorgan übertragen wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Zeitmessgerätes, Fig. 2 ein Schaltschema nach Fig. 1,
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Fig. 3 eine Variante der Anordnung des Dämpfungsmittels, Fig.4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig.5 ein Schaltschema einer zweiten Ausführungsform.
In Fig. 1 bedeutet 10 eine Unruhwelle, die mit ihren Zapfen 11 und 12 in schematisch angedeuteten Lagern 13 und 14 gelagert ist. Auf der Unruhwelle ist ein Schwingorgan 15 starr befestigt, das eine Scheibe 16 und zwei daran angeordnete Querstücke 17 aufweist, die zusammen den Anker bilden. Bei 18 ist ein kreisförmiges Bogenstück erkennbar, das zur Verbesserung der Schwingung dient. Der Anker 16, 17 ist aus Weicheisen und bildet einen Teil eines Magnetsystems, das ein Jochstück 19 von U-förmiger Gestalt aufweist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ruhezustand befindet sich der Anker zwischen den Polen 20 des Joches 19. Bei 21 ist eine Antriebsmagnetspule erkennbar, die auf dem Mittelstück des Joches 19 angeordnet ist. Auf die Anschlüsse dieser Magnetwicklung wird weiter unten näher eingegangen.
Mit 22 ist eine Spiralfeder bezeichnet, die mit ihrem einen Ende an der Unruhwelle 10 und mit ihrem anderen Ende an einem verstellbaren Rücker 23 befestigt ist. Auf der Unruhwelle ist ferner ein Dämpfungsglied 24 in Form einer elektrisch leitenden Scheibe, beispielsweise aus Kupfer, vorgesehen, die einen radialen Schlitz 25 aufweist, der in der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage zwischen zwei Magnetspulen 26 und 27 angeordnet ist.
Mit 30 ist ein steuerbares, elektrisches Ventil, in diesem Fall ein Transistor, bezeichnet, dessen Basis B über eine Leitung 31 mit dem einen Ende der Spule 26 und dessen Emitter E über eine Leitung 32 mit einem Punkt 33 verbunden ist, der an eine die beiden Spulen 26 und 27 verbindende Leitung 34 angeschlossen ist. Die Spule 27 ist über eine Leitung 35 mit Masse und dem einen Pol einer Batterie oder eines Akkumulators 40 verbunden, dessen anderes Ende über eine Leitung 41 an die Antriebsmagnetspule 21 angeschlossen ist. Das andere Ende der Magnetspule ist über eine Leitung 42 mit dem Kollektor C des Transistors verbunden.
Das vorbeschriebene elektrische System wirkt in Art eines Schwingkreises, wobei die eine der beiden Spulen 26 und 27 als Schwingkreisspule und die andere als Rückkopplungsspule dient. Die Kopplung dieser beiden Spulen wird durch das Dämpfungsglied 24 beeinflusst, und zwar in der Art, dass die Kopplung ein Maximum ist, wenn sich, wie in Fig. 1 dargestellt, der Schlitz 25 zwischen den beiden Spulen 26 und 27 befindet. Sobald das Dämpfungsglied 24 aus der gezeichneten Lage herausschwingt, werden die beiden Spulen 26 und 27 gegeneinander abgeschirmt, so dass eine Kopplung nicht mehr vorhanden ist und die Schwingungen im Schwingkreis aufhören.
In der in Fig. 1 gezeichneten Lage kann der Schwingkreis durch die magnetische Kopplung der beiden Spulen 26 und 27 selbsttätig anschwiegen, ohne dass es irgendeines äusseren Einflusses bedürfte. Hierdurch ergeben sich in kürzester Zeit verhältnismässig kräftige elektrische Schwingungen, und es wird damit die Antriebsmagnetspule 21 mit pulsierendem Wechselstrom beschickt, so dass der Anker 16, 17 zwischen die Pole 20 gezogen wird. Sobald sich der Anker ungefähr in Mittellage befindet, ist durch Weiterschwingen des Dämpfungsgliedes 24 die Kopplung zwischen den Spulen 26 und 27 aufgehoben, so dass die Schwingungen des Schwingkreises und damit auch die Energiezufuhr zur Antriebsmagnetspule 21 aufhören.
Zu diesem Zeitpunkt hört auch die Einwirkung der Antriebsmagnetspule auf den Anker auf, und es kann damit der Anker frei weiterschwingen. Die Antriebseinrichtung kann daher in der vorbe- schriebenen Weise selbsttätig aus dem Stillstand anschwiegen, und diese Schwingung wird so lange beibehalten, als Energie aus der Energiequelle zugeführt wird.
In Fig. 2 sind die mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet, so dass eine weitere Erklärung überflüssig ist.
In Fig. 1 und 2 ist noch ein mit den Schwin- gungskreisspulen 26 und 27 zusammenwirkender Kondensator 45 und ein mit der Magnetspule 21 zusammenwirkender Kondensator 46 eingezeichnet, und es kann nun die Anordnung so getroffen werden, dass unter der Wirkung der Kondensatoren die Amplituden der Schwingkreise erhöht und so die Energiezufuhr zur Magnetspule verbessert wird.
In der Variante nach Fig.3 und 4 sind alle elektrischen Teile mit gleichen Ziffern wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet. Das Dämpfungsmittel 50 ist hier auf einer Unruhwelle 51 befestigt, die in Lagern 52 und 53 gelagert ist. Das Jochstück 19 ist mit seiner Mittelebene in Richtung der Achse der Unruhwelle 51 angeordnet und umfasst einen Anker 55 von der Stirnseite der Unruhwelle her. Mit 56 ist ein Schlitz des Dämpfungsmittels 50 bezeichnet, der sich in der dargestellten Lage zwischen den beiden Spulen 26 und 27 befindet.
Es ist auch möglich, anstelle der beschriebenen induktiven Arbeitsweise eine kapazitive Modulation zu bewirken, und eine solche Anordnung ist in Fig. 5 in einem Schaltschema dargestellt.
In diesem Falle befinden sich die Spulen 26 und 27 irgendwo im Gerät. Auf dem Dämpfungsglied 24 kann beispielsweise ein beweglicher Teil eines Kon- densators 60 fest angeordnet sein. Ein Schlitz ist hier nicht notwendig. In geringem Abstand befindet sich ein feststehender Gegenbelag 61 in Art einer ähnlich grossen Metallplatte.
In die Basisleitung 31 kann nun dieser Drehkondensator eingefügt werden, und bei bestimmter Kapazität kommt die Einrichtung ins Schwingen.
Besonders zweckmässig ist es für die Steuerung, wenn das elektrische Schwingsystem während bestimmter Phasen der Schwingung des mechanischen Schwingorgans in Schwingung ist und in einer andern Phase desselben nicht anschwiegen kann. Damit kann
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dem elektrischen Antriebsmittel nur dann Energie zugeführt werden, wenn es kurzzeitig dem Schwingorgan einen Antriebsstoss erteilen soll.
Das Dämpfungsmittel kann auch selbstregulierend ausgebildet sein. Dabei kann die Anordnung in der Weise getroffen sein, dass bei abnehmender Schwingungszahl des Schwingorgans pro Zeiteinheit auch das Dämpfungsmittel entsprechend langsamer läuft und damit breitere Impulse als sonst liefert. Bei zunehmender Schwingungszahl werden die Impulse dann schmaler sein.