CH502637A - Elektronisch gesteuerter Uhrenantrieb - Google Patents

Description

  
 



  Elektronisch gesteuerter Uhrenantrieb
Als Uhrenantrieb wird meist ein Synchronmotor verwendet, der vom Wechselstromnetz gespeist ist. Da die Frequenz des Wechselstromnetzes auch auf lange Zeit sehr genau ist, arbeitet eine solche Uhr ebenfalls sehr genau. Um den Betrieb der Uhr auch bei Ausfall der Netzspannung sicherzustellen, wird meist die Forderung erhoben, dass die Uhr mit einer Gangreserve ausgestattet ist. Als Gangreserve wird meist ein Federwerk verwendet, dessen Ablauf von einem Gangregler überwacht wird. Schwierigkeiten bei solchen Synchronuhren mit Gangreserve bereitet die mechanische Umschaltung vom   Synchronmotor-    zum Gangreglerbetrieb.



  Ausserdem ist bei der Forderung einer langen Gangreserve ein relativ grosser Federspeicher erforderlich.



   Eine weitere Möglichkeit der Gangreserve bei Synchronuhren besteht darin, eine der Netzfrequenz proportionale Spannung durch ein zeitgebendes Glied, z B.



  eine Stimmgabel oder eine Unruh, zu erzeugen und über einen kleinen Verstärker den Synchronmotor weiterlaufen zu lassen. Alle diese bekannten Ausführungen haben den Nachteil, bedingt durch den schlechten Wirkungsgrad des Motors, dass entweder die Gangreserve der Uhr zu klein ist oder die der zugehörigen Batterie sehr gross sein muss.



   Eine andere Möglichkeit zur Schaffung eines Uhrenantriebes besteht in einem elektronisch gesteuerten Gleichstrom antrieb, wobei eine aus einem Permanentmagneten bestehende Unruh von einem feststehenden Magnetsystem über eine Transistorsteuerung magnetische Antriebsimpulse erhält. Schwierigkeiten bereiten hierbei aber die Übertragung der Unruhbewegung auf das Zeigerwerk sowie die Synchronisierung des Antriebes.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronisch gesteuerten Uhrenantrieb zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Uhrenantriebe dieser Art nicht aufweist. . Der elektronisch gesteuerte Uhrenantrieb gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Welle eine mit einem Permanentmagneten versehene Unruh und auf einer zweiten Welle, die zur ersten fluchtend angeordnet ist, ein mit entgegengesetzt polarisierten Zacken versehener drehbarer Anker, welcher mit einem Zeigerwerk der Uhr in Antriebsverbindung steht, angeordnet sind, wobei der Abstand der Zacken dem Drehschwingwinkel der Unruh entspricht, und dass in einer Endstellung des Schwingbereiches der Unruh ein von Gleichstrom erregbares Magnetsystem angeordnet ist, das von einem dem Magnetsystem vorgelagerten Hallgenerator derart ansteuerbar ist,

   dass der jeweilige vom Magneten der Unruh mitgenommene Ankerzacken festgehalten und der Magnet der Unruh abgestossen wird. Hierbei lässt sich eine einfache Synchronisierung zum Beispiel in der Weise vornehmen, dass dem Steuerstrom des Hallgenerators die Netz-Wechselspannung überlagert wird. Der Antrieb erfolgt also über das zeitgebende Glied selbst, so dass ein sehr guter Wirkungsgrad erzielt wird. Ausserdem ist keine mechanische Umschaltung bei Ausfall des Versorgungsnetzes nötig, wodurch die Betriebssicherheit erheblich vergrössert wird.



   Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematsich dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Antriebssystem mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen,
Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den Anker und
Fig. 3 die Stellung der Teile bei Auslösung eines Antriebsimpulses.



   Mit 1 ist eine Unruh bezeichnet, deren Welle 2 in vorzugsweise Steinlagern 3, 4 gelagert ist. Die Unruh 1 ist in üblicher Weise mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Spiralfeder versehen, deren eines Ende in üblicher Weise mit einem Rückerzeiger zwecks Justierung in Wirkverbindung steht. Die Unruh   list    mit einem   Stabmagneten 5 versehen, der mit in bezug auf diesen entgegengesetzt polarisierten Zacken 6 eines Ankers 7 zusammenwirkt. Der Anker 7 ist auf einer Welle 8 be festigt, welche in den Lagern 9 und 10 gelagert ist. Ein auf der Welle 8 befestigtes Zahnrad 11 dient zum Antrieb eines in der Zeichnung nicht dargestellten Zeigerwerks.



   Der Abstand der polarisierten Zacken 6 voneinander entspricht dem Schwingungsbereich des Magneten 5 der Unruh 1. Am Ende des Schwingungsbereiches des Magneten 5 der Unruh 1 ist ein Kern 12 eines Antriebsmagneten 13 angeordnet. Mit 14 ist dessen Erregerspule bezeichnet, die über einen Transistor 15 an Gleichspannung gelegt werden kann. Dem Antriebsmagneten 13 vorgelagert ist ein Hallgenerator 16, der zum Ansteuern des Transistors 15 dient. Die Steuerelektroden des Hallgenerators liegen an Gleichspannung, wobei dieser Spannung eine der Netzfrequenz proportionale Spannung überlagert ist.



   Wird ein in Fig. 2 dargestellter Anker mit drei Polzacken verwendet, so schwingt die Unruh 1 und damit auch der Magnet 5 in einem Winkelbereich von 1200.



  Beim Ausschwingen des Magneten 5 aus dem Bereich des Antriebsmagneten 13 gelangt der Magnet 5 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung, nimmt beim Rückschwingvorgang durch magnetische Kopplung den Ankerzacken 6 mit und führt ihn in die in Fig. 3 dargestellte Stellung.



  An dieser Stelle wird der Hallgenerator von dem Fluss der Magneten 5 und 6 durchsetzt. Die an den Elektroden des Hallgenerators 16 abgegebene Spannung steuert den Transistor 15 auf, so dass der Antriebsmagnet 13 in der in Fig. 3 bezeichneten Weise magnetisiert wird.



  Das hat zur Folge, dass der Ankerzacken 6 in der Folge festgehalten wird, während der Magnet 5 der Unruh infolge der Gleichnamigkeit der Pole in Schwingrich tung abgestossen wird. Der Magnet 5 schwingt also wieder in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurück und nimmt den nächsten Polzacken 6 des Ankers mit. Sobald der Magnet 5 den Bereich des Hallgenerators verlässt, reicht das auf den Hallgenerator 16 wirkende Feld nicht mehr aus, um den Transistor 15 offen zu halten.

 

  Je nach der räumlichen Anordnung der Teile 5, 6, 12 zueinander, kann die Länge und die Stärke des auf die Unruh 1 wirkenden Antriebsimpulses beeinflusst werden.



  Eine besonders   gnte    Wirkung ergibt sich, wenn die Länge des Magneten 5 so bemessen ist, dass beide Polenden in den Bereich der Polenden des Magneten 13 reichen.



   Überlagert man dem Steuerstrom des Hallgenerators einen Wechselstrom mit 50 Hz und lässt man die Unruh mit 61/4 Hz schwingen, so kann man dadurch eine Synchronisierung des Uhren antriebs erzwingen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Elektronisch gesteuerter Uhren antrieb, dadurch ge kennzeichnet, dass auf einer ersten Welle (2) eine mit einem Permanentmagneten (5) versehene Unruh (1) und auf einer zweiten Welle (8), die zur ersten fluchtend gelagert ist, ein mit entgegengesetzt polarisierten Zacken (6) versehener drehbarer Anker (7), welcher mit einem Zeigerwerk der Uhr in Antriebsverbindung steht, angeordnet sind, wobei der Abstand der Zacken (6) dem Drehschwingwinkel der Unruh (1) entspricht, und dass in einer Endstellung des Schwingbereiches der Unruh (1) ein von Gleichstrom erregbares Magnetsystem (13) angeordnet ist, das von einem dem Magnetsystem (13) vorgelagerten Hallgenerator (16) derart ansteuerbar ist, dass der jeweilige vom Magneten (5) der Unruh (1) mitgenommene Ankerzacken (6) festgehalten und der Magnet (5) der Unruh (1) abgestossen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Uhren antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerstrom des Hallgenerators (16) die Netzwechselspannung überlagert ist.

   2. Uhren antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerzacken um 1800 gegeneinander versetzt angeordnet sind.

   3. Uhrenantrieb nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (5) der Unruh (1) ein Stabmagnet ist, der in Richtung seiner Schwingwelle (2) angeordnet ist und eine solche Länge aufweist, dass seine Polenden sich in den Bereich der Polzacken (6) des hufeisenförmig ausgebildeten Magnetsystems (7) erstrecken.

   Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke keine