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Als Gangordner dienender mechanischer Schwinger eines zeithaltenden
Geräts Die Erfindung bezieht sich auf einen als Gangordner dienenden mechanischen
Schwinger eines zeithaltenden Geräts, vorzugsweise einer elektrischen Uhr, mit einer
Steuer- und einer Triebspule, die durch eine elektronische Schaltung, vorzugsweise
eine Transistorschaltung, miteinander verbunden und koaxial räumlich derart angeordnet
sind, daß ständig eine sehr enge Kopplung der koaxialen Spulen vorhanden ist, und
denen gegenüber ein Magnetsystem relativ beweglich ist, wobei durch diese Relativbewegung
in der Steuerspule Steuerimpulse und in der im Ausgang der elektronischen Schaltung
liegenden Triebspule Triebimpulse für den mechanischen Schwinger erzeugt werden.
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Es ist eine derartige Anordnung bekannt, bei welcher ein Permanentmagnet
in Richtung der Spulenachse der hier konzentrischen Spulen derart schwingfähig vorgesehen
ist, daß bei kleiner Amplitude verhältnismäßig breite sinusförmige Impulse erzeugt
werden. Wird bei dieser Anordnung die Amplitude des Schwingers so groß, daß der
Magnet aus der Spule hinausschwingt, so werden zwar kürzere Impulse im Verhältnis
zum Schwingungsweg erzeugt, aber es liegen diese Impulse außerhalb der Nullage und
wirken sich ungünstig auf den Isochronismus des Schwingers aus. Außerdem weist der
Permanentmagnet eine sehr starke Streuung auf, so daß nur ein Teil des Magnetflusses
wirksam ist.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß bei Verwendung einer
Anordnung mit die Spulen überschwingendem Permanentmagnetsystem die koaxialen Spulen
unmittelbar benachbart, vorzugsweise in Richtung der Nullachse des Schwingers, z.
B. der Pendelvertikale untereinander, so gegenüber einem derart ausgebildeten Magnetsystem
angeordnet sind, daß in der Ruhelage des Schwingers beiderseits der Spulenachse
zwei senkrecht zur Spulenebene vom Magnetfluß gegensinnig durchsetzte, je zwei unmittelbar
benachbarte Spulenseiten beeinflussende Teile des Magnetsystems vorgesehen sind.
Die Erfindung ergibt die Möglichkeit, bei einer Anordnung mit die Spulen überschwingendem
Permanentmagnetsystem einen großen Teil der Spulenwindungen für die Erzeugung des
Steuerimpulses bzw. des Triebimpulses auszunutzen, wobei der Kraftfluß die Spulenwindungen
im wesentlichen senkrecht durchsetzt und wobei die Impulse exakt in der Nullage
oder zumindest symmetrisch zur Nullage des Gangreglers auftreten.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung können die Spulen
koaxial derart angeordnet sein, daß die benachbarten Spulenseiten mit gleichen Stellen
des magnetischen Feldes zusammenwirken. Vorzugsweise sind die die Spulenseiten beeinflussenden
Teile des Magnetsystems gegensinnig polarisierte Stabmagneten. Außer dem Wirkungsgrad
läßt sich auch die Abschirmung eines solchen Gangordners gegen äußere magnetische
Störfelder erheblich verbessern, wenn gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der
Erfindung sowohl auf den den Spulen abgewandten Stirnseiten der Stabmagneten als
auch auf der den Stabmagneten abgewandten Seite der Spulen Rückschlußplatten angeordnet
sind.
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Es ist bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher die beiden
Spulen voneinander entfernt beidseitig der Pendelmittellage angeordnet sind und
bei welcher die eine Spule von dem einen Pol des Pendelmagneten und die andere Spule
von dem anderen Pol des Pendelmagneten durchsetzt wird. Es ist auch bereits eine
Anordnung bekanntgeworden, bei welcher mindestens zeitweilig die beiden Spulen durch
einen Rückschlußstab und den Pendelmagneten selbst eine veränderliche induktive
Kopplung erhalten, wodurch insbesondere eine Verschärfung des Triebimpulses angestrebt
wird. Eine weitere vom Erfinder vorgeschlagene Anordnung ist so gebaut, daß ein
in Richtung der Pendelstange polarisierter Magnet die beiden Spulen überschwingt,
die, ziemlich eng benachbart, als Flachspulen mit parallelen Wicklungsachsen symmetrisch
zur Pendelmittellage angeordnet sind. Auch bei dieser Anordnung wird je nach der
Lage des Pendelmagneten zu den Spulen eine veränderliche
Kopplung
der benachbarten Spulen bewirkt. Alle diese Anordnungen entsprechen aber nicht der
Erfindung.
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Als bekannt vorausgesetzt wird auch die eng benachbarte und koaxiale
Anordnung der Ein- und Ausgangsspule eines rein elektrischen Schwingungskreises,
der ohne jeden mechanischen Gangordner auf seine Eigenfrequenz abgestimmt ist und
dessen Ausgangsimpuls im Takt dieser Eigenfrequenz ein Zeigerwerk fortschaltet,
wobei bei dem bekannten Vorschlag nur wahlweise erwähnt ist, daß auch die Eingangs-
und Ausgangsspule untereinander gekoppelt sein können. Dies wird hier aber nicht
als notwendig oder zweckmäßig angesehen, sondern die koaxiale Nachbarschaft der
Spulen ist offensichtlich nur aus rein fabrikatorischen Gründen vorgesehen. Bei
einem anderen, als Schwebungsschaltung mit einer Spule im Gitterkreis und einer
Spule im Anodenkreis aufgebauten Röhrengenerator, bei dem die Spulen mit Kondensatoren
auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise bilden, sind zwar die
beiden Spulen durch einen gemeinsamen Eisenkern induktiv gekoppelt; die Schwebungsfrequenz
soll aber ausschließlich durch die Eigenschaften der beiden Kreise bestimmt sein
und wird ihrerseits ebenfalls einem als Schwingmotor mit Rückstellfeder ausgebildeten
Zeiger-Schrittschaltwerk »aufgezwungen«, das nur von einem Nebenftuß des Eisenkerns
gespeist wird. Auch hier ist aber eine ganz andere Aufgabe vorhanden, da ja gerade
eine wesentliche Eigenschaft der eingangs genannten Gattung selbststeuernder Schwinger,
die durch die Erfindung weiter gebildet werden, darin besteht, daß die Impulsfrequenz
in Eingangs- und Ausgangsspule die gleiche, nämlich die des mechanischen Gangordners
ist.
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Weitere Einzelheiten zweckmäßiger Weiterbildungen der Erfindung, auch
für Stimmgabelschwinger mit Aufwicklung der Spulen auf Kerne sowie mit zusätzlichen
Korrekturmagneten, welch letztere an sich bereits bekannt sind, sind in der folgenden
Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt. Es zeigen Fig. 1 und 2 den Gangregler
einer Pendeluhr, deren Pendel ein lineare Schwingungen ausführendes Gravitationspendel
ist und eine astatisch ausgebildete, streuarme Magnetanordnung trägt, wobei die
Spulenanordnung ebenfalls mit zusätzlichen Mitteln zur Verringerung der Streuung
ausgestattet ist, Fig. 3 einen Stimmgabel-Schwinger.
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Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben die folgende Bedeutung:
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform enthält die Pendelmasse des
eine lineare Hin-und Herbewegung ausführenden Pendels zwei vertikal angeordnete
zylindrische Magneten A1 und AZ. Die Magneten sind bezüglich ihrer Pole astatisch
angeordnet. Die Pole schwingen vor der Seitenfläche der koaxial und unmittelbar
benachbart angeordneten Spulen BC und BE. Der magnetische Stromkreis ist
durch Anwendung von Weicheisenteilen 58 und 59 geschlossen. Auf diese Weise wird
die Anordnung durch äußere Felder nur wenig beeinflußt und arbeitet mit hoher Präzision.
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Fig.2 zeigt die Anordnung der Magneten von unten betrachtet.
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Eine Ausführungsform zur Aufrechterhaltung der Schwingungen einer
Stimmgabel oder einer vibrierenden Zunge zeigt Fig. 3. 93 bedeutet hierbei das Ende
beispielsweise der einen Gabelzinke einer Stimmgabel. Der Teil 93 wird durch
zwei Stahlstücke N und S verlängert, die eine am Ende offene Gabel
bilden. Zwischen diesen Teilen befindet sich ein kleiner Magnet 94 von hoher
magnetischer Koerzitivkraft. Die dadurch stark polarisierten Enden der Teile N und
S schwingen zwischen den drei balkenförmigen Teilen eines E-förmigen Eisenkörpers
95. Auf dem mittleren Balken desselben sind koaxial und unmittelbar benachbart die
Spulen BE und BG angeordnet, die in dem Eingangskreis bzw. Ausgangskreis
des Transistors TR angeordnet sind. Um die Linearität des elastischen Momentes und
dadurch den Isochronismus der Schwingungen zu verbessern, können beiderseits Hilfsmagneten
96 und 96' angeordnet sein.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ermöglicht die Unterhaltung
von Schwingungen kleiner Amplitude, denn eine kleine Seitenverschiebung des Teiles
93 genügt zur Erzeugung eines starken Magnetflusses im Kern der Spulen
BE und BC. Eine Wechselspannung kann mittels des Transformators 97 abgenommen
werden. Diese Wechselspannung kann zum Antrieb und zur Synchronisierung eines phonischen
Rades verwendet werden.
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Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung eignet sich insbesondere für
Stimmgabeln und Schwinglamellen, die aus der Speziallegierung »ELINVAR« oder aus
anderen nichtferromagnetischen Stoffen, beispielsweise aus Quarz, bestehen. Die
Anordnung kann als Frequenznormal dienen; weitere Anwendungszwecke liegen bei Meßgeräten
zur Messung von Frequenzen und Drehzahlen bei Fernmeldeanlagen. Es können auch durch
die erfindungsgemäße Anordnung mit konstanter Drehzahl Scheiben, Räder oder Umschalter
angetrieben werden, beispielsweise für die Zwecke der Telegraphie, für Registriermeßgeräte
u. dgl.