DE1113668B

DE1113668B - Schaltungsanordnung zur elektrischen Unterhaltung der Schwingungen eines Schwingers

Info

Publication number: DE1113668B
Application number: DES57572A
Authority: DE
Inventors: Jacques Dietsch; Marius Lavet
Original assignee: Leon Hatot SA France
Current assignee: Leon Hatot SA France
Priority date: 1955-07-27
Filing date: 1956-07-25
Publication date: 1961-09-07

Description

Schaltungsanordnung zur elektrischen Unterhaltung der Schwingungen eines Schwingers Die Patentanmeldung S 51916 VIII d/83 b betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektrischen Unterhaltung der Schwingungen eines Schwingers, bei welcher während der Schwingung in einer ersten Spule eine Steuerspannung erzeugt wird, die über eine elektronische Schaltung, vorzugsweise eine Transistorschaltung, einen Stromfluß in einer zweiten Spule derart bewirkt, daß der in der zweiten Spule erzeugte Strom in Form eines Impulses im wesentlichen nur während eines kleinen Teiles der Schwingungsperiode wirkt, in Anwendung auf eine elektrische Uhr mit Drehschwinger (Unruh) als Gangordner, bei welcher der Antrieb des Zeigerwerks bzw. die Steuerung des Antriebs des Zeigerwerks vom Drehschwinger abgeleitet wird.
Der Gegenstand der Hauptpatentanmeldung, der inzwischen durch entsprechende ausländische Patentschriften bekanntgeworden ist, löst auch bereits die Aufgabe, bei ziemlich großen Amplituden der Unruh, z. B. ± 270 = 540°, trotzdem nur einen einzigen Impuls in der Nullage der Unruh in einer Vollschwinfg antreibend wirken zu lassen, indem einerseits ein sehr kleiner konzentrierter Magnetpol am Unruhum-Fang angeordnet ist, der andere in der Drehachse der Unruh liegt und die Lage der Spulen (Flachspulen senkrecht zur Drehachse) so gewählt ist, daß von den auftretenden zwei Kollektorimpulsen nur einer zum Antrieb ausgenutzt wird. Dadurch wird freilich die Fertigung und Justierung unter Umständen etwas schwieriger, auch ein schlechterer Wirkungsgrad zugunsten besserer Isochronismusbedingungen in Kauf genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung eines Drehschwingers zur elektrische Unterhaltung der Schwingungen eines Drehschwingers gemäß der Hauptpatentanmeldung zu schaffen, mit welcher eine ausreichend große Amplitude des Gangordners erreichbar ist, ohne daß durch das selbststeuernde Induktionssystem Nebenimpulse ausgelöst werden und ohne in der Wahl der Spulen-und Magnetsysteme und hinsichtlich des Wirkungsgrades behindert zu sein. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines das elektromagnetische Antriebssystem mit dem Unruhgangregler kuppelnden übersetzungsgetriebes, jedoch derart bemessen, daß die Schwingungsamplitude des permanentmagnetischen Antriebssystems gegenüber der An42ütude des Unruhgangreglers so klein ist, daß selbst bei sehr großer Amplitude des Gangordners pro Schwingung in der Steuerspule nur ein die elektrische Schaltung aussteuernder Impuls erzeugt wird, und zwar vorzugsweise auch bei solchen Spulen- und Magnetanordnungen, die bei sehr großer Amplitude des schwingenden Magnets mehrere aussteuernde Impulse erzeugen würde. Vorzugsweise ist die Schwingungsamplitude des Unruhgangreglers etwa dreimal größer als die des permanentmagnetischen Antriebssystems.
Es ist zwar bereits eine elektrische Uhr bekannt, bei welcher das elektromagnetische Antriebssystem mit dem Unruhgangregler über ein übersetzungsgetriebe gekuppelt ist. Bei dieser Uhr, die unabhängig von irgendwelchen Erschütterungen sein soll und insbesondere für Fahrzeuge gedacht ist, kommt es jedoch im wesentlichen nur auf die Anpassung der Abmessungen und des Schwungmoments des Antriebssystems an den Drehschwinger an. Es -erfolgt hier nämlich die Einschaltung der Antriebsspule und damit die Erzeugung des Antriebsimpulses ausschließlich bei der Weiterschaltung des Schaltrades durch einen Kontakt, so daß die Amplitude des Antriebssystems hier auch bei großen Schwingungsamplituden keine Rolle spielt. Bei derartigen Uhren tritt das Problem einer mehrfachen Kontaktgabe bei größeren Schwingungsamplituden nicht auf. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der schwingende Unruhgangordner durch ein Zahnradgetriebe mit einem Antriebssystem, welches Schwingungsbewegungen von kleiner Amplitude ausführt, verbunden ist, Fig. 2 das elektrische Schaltbild des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist auf der Achse O die Unruh V samt Unruhspiralfeder Sp angebracht und mit der Achse O 2 einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung über ein Getriebe r-R- verbunden. Dieses Getriebe hat ein übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 3 und ist ein sorgfältig gearbeitetes Getriebe, dessen Wirkungsgrad nahe bei 1 liegt.
Die Antriebsvorrichtung enthält zwei doppelpolige Dauermagnete A1 und A2. Die Magnete sind leichte kleine Zylinder (Durchmesser unter 12 mm). Sie besitzen an ihrer Peripherie mit N-S und N' und S' bezeichnete Pole.
Die Bewegung der Achse 02 wird durch das Erdmagnetfeld nicht beeinflußt, denn die Magnete A1 und A2 bilden ein astatisches System. Der Magnet A1 dreht sich im Inneren zweier Hohlspulen B1 und B2, die seitlich nahe der Achse 02 angeordnet sind, wie Fig. 1 (Schnitt nach einer durch 02 gehenden Ebene) und Fig. 2 (Schnitt nach der Ebene 2, 2' in Fig. 1) ersehen lassen.
Wenn die Unruh V mit einer als günstigst erkannten großen Amplitude schwingt, schwingt die die Magnete A1-A2 tragende Achse 02 mit kleinerer Amplitude (z. B. weniger als 120°) beiderseits der Mittellage, in welcher die Linie N-S senkrecht zur Achse der Spule B1 und B2 steht.
Die Schwingungen der Achsen 01 und 02 werden durch eine Transistorschaltung aufrechterhalten.
Zu diesem Zweck ist die Eingangsspule B1 an den Transistor TR angeschaltet. Der Ausgang desselben ist direkt oder über einen weiteren Transistor TR' an die Spule B2 gelegt.
Die Einrichtung arbeitet unter den in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Bedingungen: Die Antriebsspule B2 empfängt von der Stromquelle G1 einen kurzen Stromstoß 1, wenn die Unruh V in einer bestimmten Richtung durch die Gleichgewichtslage schwingt.
Infolge des Getriebes R-r, das die Schwingamplitude der Magnete Al, A2 reduziert, erzeugt die Spule Bi während jeder Schwingung der Unruh V nur einen Steuerimpuls. Dies beruht darauf, daß der durch die Wicklungen von B2 aufgenommene Magnetfluß sich nur ein einziges Mal in der Mitte jedes Hubes des Magnets A1 in einer bestimmten Richtung umkehrt. Man kann durch geeignete Befestigung der Spiralfeder Sp erreichen, daß die Umkehr des Magnetflusses während der Durchgänge der Unruh durch die Gleichgewichtslage (Totpunkt) stattfindet, was die besten Betriebsbedingungen bei in der Uhrentechnik verwendeten Unruhgangordnern sind.
Die Periode des Schwingungssystems kann entweder durch einen auf die Länge der Spirale Sp wirkenden Rücker oder durch einen bekannten magnetischen Regler, der ein kleiner einstellbarer Magnet A3 ist, der ein schwaches, regelbares Moment auf die Magnete Al, A., ausübt, eingestellt werden. Der thermische Ausgleich der Gangreglerschwingungen kann mittels einer an sich bekannten wärmeempfindlichen magnetischen Vorrichtung erfolgen. Eine solche kann aus einem beweglichen kleinen Magnet A3 bestehen, auf welchem eine runde Scheibe oder Ring M aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit niedrigem Curiepunkt angebracht ist, wobei die Lage der Teile A3 M so gewählt ist, daß die Temperatur den Einfluß von A3 auf Al, A2 in geeigneter Weise ändert. Diese Vorrichtung ist hier anwendbar, weil sich die Antriebsmagnete A1 und A2 nur um einen ralativ kleinen Winkel drehen, der wesentlich konstant bleibt.
In Fig. 2 umfaßt der Ausgangsstromkreis des Verstärkers TR die Spule B2 und die Elektroden e' und b' eines zweiten Transistors TR', dessen Ausgang durch die Stromquelle G2 die Antriebsspule einer Nebenuhr speist (H R).

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zur elektrischen Unterhaltung der Schwingungen eines mechanischen Schwingers, bei welcher während der Schwingung in einer ersten Spule eine Steuerspannung erzeugt wird, die über eine elektronische Schaltung, vorzugsweise eine Transistorschaltung, einen Stromfluß in einer zweiten Spule derart bewirkt, daß der in der zweiten Spule erzeugte Strom in Form eines Impulses im wesentlichen nur während eines kleinen Teiles der Schwingungsperiode wirkt, in Anwendung auf eine elektrische Uhr mit Drehschwinger (Unruh) als Gangordner, bei welcher der Antrieb des Zeigerwerks bzw. die Steuerung des Antriebes des Zeigerwerks vom Drehschwinger abgeleitet wird, nach Patentanmeldung S 51916 VIII d/ 83b, gekennzeichnet durch die Verwendung eines das elektromagnetische Antriebssystem mit dem Unruhgangordner kuppelnden übersetzungsgetriebes, jedoch derart bemessen, daß die Schwingungsamplitude des permanentmagnetischen Antriebssystems gegenüber der Amplitude des Unruhgangordners so klein ist, daß selbst bei sehr großer Amplitude des Gangordners pro Schwingung in der Steuerspule nur ein die elektrische Schaltung aussteuernder Impuls erzeugt wird, und zwar vorzugsweise auch bei solchen Spulen und Magnetanordnungen, die bei sehr großer Amplitude des schwingenden Magnets mehrere aussteuernde Impulse erzeugen würden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplitude des Unruhgangordners etwa dreimal größer ist als die des permanentmagnetischen Antriebssystems.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem aus einem ein Polpaar besitzenden zylindrischen, in Durchmesserrichtung polarisierten Permanentmagnet (Al) besteht und die zugeordneten Spulen Rahmenspulen (B1, B2) mit zur Drehachse des Permanentmagnets parallelliegender Rahmenebene sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsimpuls im Nulldurchgang des Unruhgangordners ausgelöst wird.
5. Schaltungsordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwecke des Temperaturausgleichs ein zusätzlicher Permanentmagnet (A3) mit der gewünschten Kompensation entsprechend gewähltem Curiepunkt in der Nähe des permanentmagnetischen Antriebssystems vorgesehen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle des Antriebssystems und im Außenraum der Rahmenspulen ein weiterer Zylindermagnet angeordnet ist, dessen Magnetpole den Polen des im Spuleninnenraum vorgesehenen antreibenden Magnets entgegengesetzt gerichtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 555 047, 1090 564, 1092411.