CH367448A - Kontaktlos über eine elektronische Schaltung gesteuerter mechanischer Schwinger als Unruh eines zeithaltenden elektrischen Gerätes - Google Patents

Description

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 Kontaktlos über eine elektronische Schaltung gesteuerter mechanischer    Schwinger   als Unruh eines zeithaltenden elektrischen Gerätes Es ist allgemein bekannt, dass die Antriebsimpulse zur Aufrechterhaltung der Schwingweite von Unruhen bzw.    Pendeln   möglichst während des Durchschwingens der Unruh bzw. des Pendels durch ihre Nullage erfolgen sollen. Es lässt sich auch zeigen, dass unter Umständen der Antriebsimpuls aus mehreren, sehr kurzen Impulsen pro Halbschwingung bestehen    darf,   falls die Impulse symmetrisch    zur      Null-      lage   des Schwingers    erteilt   werden.

   Bei elektronischen Uhren bereitet es meist grosse Schwierigkeiten, der oben erwähnten    reglagetechnisch      bedingten   Forderung Rechnung zu tragen und gleichzeitig alle    anderen   technischen Erfordernisse, wie Gewinnung eines geeigneten Steuersignals, richtige Form der Induktionsspannung usw., zu berücksichtigen. Die von Kontaktuhren her bekannten Unruh- bzw.    Pendelantriebe   sind nur in wenigen Fällen auf    transistorgesteuerte   Uhren ohne weiteres    übertragbar.   In der    Praxis   erweisen sie sich je nach Art des verwendeten Steuerprinzips sogar als ungeeignet. 



  Die heute allgemein bekannten    Unruhantriebe   verwenden in der Regel    einen   oder mehrere kreiszylindrische Permanentmagnete zur Erzeugung eines konstanten    elektromagnetischen      Feldes,   zu dem eine kreisförmige,    dreieckförmige   oder elliptische Spule    Relativbewegungen   auszuführen in der Lage ist. Bei bewegtem Schwinger wird in der Spule beim Durchgang durch das elektromagnetische Feld eine Spannung induziert. Diese    kann   bei Transistoren enthaltenden    Uhren   zur Steuerung der    Antriebsimpulse   Verwendung finden. Die von den bekannten Unruhantrieben gelieferten Spannungssignale erweisen sich jedoch in der Praxis für diese Anwendung als mehr oder weniger ungeeignet. 



  Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus,    dass   z. B. die bekannte, auf der Unruh befestigte Dreieck- spule im Zusammenwirken mit den beiden zylindrischen    Permanentmagneten   ein Signal    liefert,   das zwar    reglagetechnisch   günstig ist, jedoch in seiner Gestalt nicht befriedigt, da, wie aus dem Diagramm nach    Fig.   1 hervorgeht, das die induzierte Spannung U in Abhängigkeit von der Zeit t darstellt, die    Hök-      ker   1 und 3 (bzw. 4 und 6) zu dem Höcker 2 (bzw. 5) im Verhältnis 1 : 2 stehen.

   Da der Steuermechanismus für den    Unruhantrieb   auf die Höcker 1, 3 und 5 anspricht, entsprechend der    Polarität   der Induktionsspannung, findet der Antriebsimpuls jeweils unter verschiedenen elektrischen Bedingungen    statt.   Dieser    Umstand   ist, wie der    Erfindung   zugrunde hegende Untersuchungen gezeigt haben, für die Gangstabilität von solchen Uhren sehr    nachteilig.   



  Bei    anderen   Anordnungen treten    ähnliche   Schwierigkeiten auf, bzw. liegt das Steuersignal unsymmetrisch zur Nullage des Schwingers. Diese Ausführungen versagen daher ebenfalls. 



  Die    Anordnung   gemäss der    Erfindung   vermeidet nun diese Nachteile, indem sie von dem Gedanken ausgeht, der Spule und den    Permanentmagneten   eine    ganz   spezielle Form zu geben.    Elektrotechnisch   gesehen besteht die Forderung darin,    dass   die Höcker 1, 3 und 5 gleiche Grösse aufweisen    müssen,   um einen gut arbeitenden    Unruhantrieb   zu erhalten. 



  Mit Permanentmagneten üblicher    Art   (z. B.    mit      kreiszylindrischen   Abmessungen) und den bisher verwendeten Spulen ist dies nicht möglich. Zum besseren Verständnis dieser These sei    zunächst      das   Entstehen des in dem Diagramm nach    Fig.   1 dargestellten Signals mit einer üblichen,    zweischenkeligen   Flachspule im Zusammenwirken mit zwei    kreiszylindrischen   Magneten erklärt. 



  Wird die als senkrecht zu den Feldern der Magnete A und B und um 0 drehbar gedachte Spule    Sp   

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 über den beiden Magneten in der Zeichenebene von links nach rechts bewegt, so wird zunächst beim Überstreichen des Magneten A    (Nordpol)   durch den Holm    H.,   der Höcker 1 induziert. Kurze Zeit später stehen die beiden Holme    Hl   und H2 über den beiden Magneten A und B, wodurch der Höcker 2 induziert wird, der naturgemäss doppelt so    gross   ist wie der Höcker 1, da der magnetische Fluss durch die Spule jetzt doppelt so stark ist. Die Spule bewegt sich nun weiter und es überstreicht der    Holm      Hl   den Magnet B (Südpol), wodurch der Höcker 3    induziert   wird. 



  Schwingt die Spule in der entgegengesetzten Richtung, das ist in der Zeichenebene von rechts nach links, so weist das Signal infolge der Richtungs- änderung die    umgekehrte   Polarität auf ; es entstehen sinngemäss die Höcker 4, 5 und 6. 



  Die Erfindung vermeidet nun die    Spannungsun-      terschiedlichkeit   der Höcker bei einem kontaktlos über eine elektronische Schaltung gesteuerten mechanischen    Schwinger      als      Unruh   eines zeithaltenden elektrischen Gerätes mit Steuer- und    Antriebsspannung   in einer    mit   der Unruh    schwingenden   Spule durch    Relativbewegung   des    Spulensystems   gegenüber Magnetfelderzeugern dadurch, dass der geometrische Verlauf der aktiven    Spulenseite   bei der Relativbewegung zu der Form der Magnetfelderzeuger so gewählt ist, dass das für die Grösse der erzeugten Impulsspannungsteile massgebende Produkt aus    Ma-      gnetfluss,

        Windungszahl   und    Geschwindigkeit   der Spule unabhängig von der Anzahl der jeweils vom    Magnetfluss   durchsetzten    Spulenschenkel   ist, derart, dass die Impulse gleiche oder nahezu gleiche Spitzenwerte der    induzierten   Spannung aufweisen. 



  Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besitzt die Antriebsspule, die als Flachspule ausgebildet und auf der Unruh befestigt ist,    Rechtecksform,   während die die elektromagnetischen Felder erzeugenden Elemente (Permanentmagnete) nicht kreisförmigen Querschnitt, sondern eine längliche bzw. ovale Form besitzen. In Ab- änderung dieser Ausführung kann jedes der die elektromagnetischen Felder erzeugenden Elemente auch aus zwei kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Permanentmagneten bestehen. 



  Durch die Erfindung    wird      bewirkt,      dass   Spulenschenkel und Permanentmagnete zur Symmetrieachse OP    bestimmte   Winkel    einschliessen,   der magnetische Fluss durch die Spule gleiche Grösse aufweist, unabhängig davon, ob ein bzw. mehrere Magnete der Anordnung sich gerade zentrisch unter den Schenkeln der Spule    befinden.   



  Es ist demnach dafür Sorge getragen,    dass   je nach dem, ob ein oder beide Schenkel vom Feld der Permanentmagnete    erfasst   werden, die vom magnetischen Fluss durchflutete Fläche der    Spulenschenkel   gleich gross oder annähernd gleich gross ist (gleiche    Permanentmagnete   und gleiche Feldstärke    in   diesem Beispiel vorausgesetzt). Ist dies der Fall, so sind die induzierten    Spannungen   und die einzelnen Spannungshöcker von gleicher Grösse.

   Die    Erfindung,   die insbesondere die Herstellung von Transistorarmbanduhren ermöglichen soll,    wird   anhand des in    Fig.   3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert: M und M' seien die   magnetischen Schwerpunkte   der Schenkel der Spule    Sp,   die in der skizzierten Lage mit den magnetischen Schwerpunkten der Magnete A und B    zusammenfallen,   deren Abstand vom Drehpunkt O mit r bezeichnet    ist.   R und T sind die Strahlen vom Drehpunkt O durch M und M' und a der von den Strahlen R und T    eingeschlos-      senen   Winkel.

   Der    Abstand   r der beiden Punkte M und M' ist so gewählt,    dass   bei Drehung der Spule um den Winkel a (in der Zeichnung ist die Spule nach der Drehung um den Winkel a    strichpunktiert   eingetragen) jeweils der zugehörige    Spulenschenkel   deckungsgleich mit dem Permanentmagneten ist. Dabei    erfasst   der Schenkel etwa die doppelte    Magnet-      fläche   als in der skizzierten Lage dargestellt ist. Somit ist auch der magnetische Fluss durch den einen Schenkel doppelt so gross wie in der    skizzierten   Lage. Da der Fluss durch den anderen Schenkel jedoch O ist, ist der Gesamtfluss durch die Spule in beiden Lagen derselbe und daher auch die induzierte Spannung im gleichen Wert. 



     Selbstverständlich   lässt sich der gleiche Effekt auch mit anderen    Spulenformen      realisieren,   deren Schenkel nicht radial verlaufen, z. B. durch Trapezspulen, Parallelogramme usw. ; es genügt unter Umständen, wenn nur ein Teil des    Spulenschenkels   nicht radial verläuft. Diese Formen sind jedoch fertigungstechnisch schwer zu realisieren. Ebenso brauchen die Permanentmagnete nicht aus einem Stück zu bestehen, sondern können, wie auch bereits oben dargestellt, aus mehreren Magneten anderer Form, die in diesem Fall auch kreisförmigen Querschnitt haben können, zusammengesetzt und der jeweils gegebenen    Spulenform,   zumindest in ihrer Anordnung,    ange-      passt   sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPROCHE I. Kontaktlos über eine elektronische Schaltung gesteuerter mechanischer Schwinger als Unruh eines zeithaltenden elektrischen Gerätes mit Steuer- und Antriebsspannung in einer mit der Unruh schwingenden Spule durch Relativbewegung des Spulensystems gegenüber Magnetfelderzeugern, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Verlauf der aktiven Spulenseite bei der Relativbewegung zu der Form der Magnetfelderzeuger so gewählt ist, dass das für die Grösse der erzeugten Impulsspannungsteile massgebende Produkt aus Magnetfluss, Windungszahl und Geschwindigkeit der Spule, unabhängig von der Anzahl der jeweils vom Magnetfluss durchsetzten Spulenschenkel ist, derart,

   dass die Impulse gleiche oder nahezu gleiche Spitzenwerte der induzierten Spannung aufweisen. 1I. Verwendung des Schwingers nach Patentanspruch I in einer Transistorarmbanduhr. <Desc/Clms Page number 3> UNTERANSPRÜCHE 1. Schwinger nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule als Antriebsspule flach ausgebildet und auf der Unruh befestigt ist. 2. Schwinger nach Patentanspruch 1 und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspule Rechteckform besitzt. 3.

   Schwinger nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die elektromagnetischen Felder erzeugenden Elemente einen länglichen oder ovalen Querschnitt besitzen. 4. Schwinger nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der die elektromagnetischen Felder erzeugenden Elemente aus zwei, kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Permanentmagneten besteht. Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke Französische Patentschrift Nr.1135382