DE1149668B

DE1149668B - Electromagnetic device for driving a clock

Info

Publication number: DE1149668B
Application number: DEF23291A
Authority: DE
Original assignee: Fabriques Movado
Current assignee: Movado Watch Co SA
Priority date: 1957-06-08
Filing date: 1957-06-18
Publication date: 1963-05-30

Description

Elektromagnetische Einrichtung zum Antrieb einer Uhr Es sind elektromagnetische Einrichtungen zum Antrieb einer Uhr, bestehend aus einem magnetischen Kreis, der einen feststehenden und einen schwingenden, fest mit der Unruhe verbundenen Teil aufweist, und einem elektrischen Kreis, der in Verbindung mit dem Magnetkreis von dem schwingenden Teil ausgelöste Antriebsimpulse periodisch an den schwingenden Teil abgibt, bekannt.Electromagnetic device for driving a clock They are electromagnetic Means for driving a clock, consisting of a magnetic circuit that a fixed and a vibrating part, firmly connected to the restlessness and an electrical circuit which is in connection with the magnetic circuit of the vibrating part triggered drive pulses periodically to the vibrating Part gives, known.

Es ist ferner bekannt, das ganze Uhrwerk einer elektrischen Uhr gegen magnetische Störfelder durch ein geschlossenes Gehäuse, z. B. aus Mumetall, abzuschließen. Das erhöht aber einerseits die Bauhöhe erheblich, was für Armbanduhren nachteilig ist, andererseits ist diese Kapsel ein verteuerndes Zusatzteil, das am Triebsystem selbst keinen wirksamen Anteil hat.It is also known to counteract the entire clockwork of an electric clock magnetic interference fields through a closed housing, e.g. B. from Mumetall to complete. On the one hand, this increases the overall height considerably, which is disadvantageous for wristwatches is, on the other hand, this capsule is an additional expensive part that is on the drive system itself has no effective part.

Es ist ferner bei elektrischen Kleinmotoren, wie sie für elektrische Nebenuhren verwendet werden, bekannt, die Polschuhe des Stators sehr breit auszubilden, so daß der Rotor zum größten Teil von diesen Polschuhen umschlossen ist und nur kleine Luftspalte frei bleiben. Andererseits ist es bei Nebenuhren bereits bekannt, den Stator nach Art eines Grammeschen Ringes als geschlossenen weichmagnetischen Ring auszubilden.It is also used in small electric motors, such as those used for electric motors Slave clocks are used, known to form the pole pieces of the stator very wide, so that the rotor is for the most part enclosed by these pole pieces and only small air gaps remain free. On the other hand, it is already known for slave clocks the stator in the manner of a Gram's ring as a closed, soft magnetic one Train ring.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen schwingenden Magneten, der auf dem Anker einer Ankerunruhe befestigt ist, in dieser bei Kleinmotoren bekannten Weise in einem von den Polschuhen praktisch vollständig umschlossenen Raum schwingen zu lassen. In beiden Fällen der letztgenannten Anordnungen wird aber nur mit Anziehungskräften allein gearbeitet oder nur mit Abstoßungskräften, was bei einer Unruh entweder zu Amplitudenabhängigkeit oder zu störenden Bremsimpulsen führt.It has also been suggested to use a vibrating magnet, which is attached to the armature of an armature unrest, in this known in small engines Way in a space that is practically completely enclosed by the pole pieces allow. In both cases of the latter arrangement, however, only attractive forces are used worked alone or only with repulsive forces, which is either to do with a balance wheel Amplitude dependency or leads to disruptive braking pulses.

Bei dem zuletzt genannten älteren Vorschlag war es z. B. erforderlich, Anschläge zur Begrenzung der Schwingungsamplitude vorzusehen. Die vorliegende Erfindung will diesen Nachteil bei elektromagnetischen Einrichtungen der eingangs genannten Art vermeiden und empfiehlt dazu, daß der schwingende Teil in einer runden Dose aus magnetischem, nicht remanentem Werkstoff gekapselt ist, die koaxial zur Unruh angeordnet ist und die seitliche, vor den Enden des feststehenden Teils des Magnetkreises angeordnete Öffnungen aufweist, deren Breite im wesentlichen der Breite des schwingenden Teils entspricht.In the last-mentioned older proposal it was z. B. required Provide stops to limit the vibration amplitude. The present invention wants this disadvantage in electromagnetic devices of the aforementioned Art avoid and recommends that the vibrating part be in a round tin made of magnetic, non-remanent material is encapsulated, which is coaxial with the balance wheel is arranged and the lateral, in front of the ends of the fixed part of the magnetic circuit has arranged openings, the width of which is substantially the width of the vibrating Partly corresponds.

Von ganz besonderem Vorteil ist die Erfindung, wenn sie gemäß zweckmäßiger Weiterbildung bei transistorgesteuerten Uhren mit Steuer- und Triebspule verwandt wird, weil einerseits im Augenblick des Durchgangs durch die Nullage eine sehr plötzliche Änderung des Magnetfeldes und damit ein kurzer, aber kräftiger Steuerimpuls in der Steuerspule erzielt wird, andererseits durch einen abgestimmten Wechsel von Anziehungs- und Abstoßungskräften eine selbständige AmpHtudenkompensation auch bei veränderlichen Antriebsimpulsen (Temperatureinflüsse usw.) erzielbar ist, so daß die Abschirmdose hier zugleich das Triebsystem sehr vorteilhaft beeinflußt.The invention is particularly advantageous when it is more expedient Further training related to transistor-controlled clocks with control and drive coils is because, on the one hand, at the moment of passing through the zero position, a very sudden one Change in the magnetic field and thus a short but powerful control pulse in the Control coil is achieved, on the other hand by a coordinated change of attraction and repulsive forces an independent AmpHtudenkompensation even with changeable Drive pulses (temperature influences, etc.) can be achieved, so that the shielding can here at the same time the instinctual system has a very beneficial effect.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert werden; in der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Einrichtung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig.1. Fig.3 eine andere Ausführungsform des schwingenden Teils der Einrichtung.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings; In the drawing, FIG. 1 shows a plan view of a device according to the invention, FIG. 2 shows a section along the line V-V in FIG. 3 shows another embodiment of the vibrating part of the facility.

Die in den Fig.1 und 2 dargestellte Einrichtung enthält einen Kern 20 aus magnetischem, nicht remanentem Werkstoff, beispielsweise aus dem unter der Bezeichnung »Ferroxcube« bekannten Material oder aus einem gesinterten Metalloxyd. Der Kern bildet den feststehenden Teil des Magnetkreises; zwischen seinen Enden ist ein Stabmagnet 21 angeordnet, der den schwingenden Teil des Kreises darstellt. Der Kern 20 trägt an seinem mitleren Teil eine aus zwei Spulen bestehende Wicklung 22. Die Spulen sind mit einem Transistor T und einer Spannungsquelle B in bekannter Weise verbunden.The device shown in FIGS. 1 and 2 contains a core 20 made of magnetic, non-remanent material, for example made of the material known under the designation "Ferroxcube" or made of a sintered metal oxide. The core forms the fixed part of the magnetic circuit; between its ends a bar magnet 21 is arranged, which represents the oscillating part of the circle. The core 20 carries a winding 22 consisting of two coils on its central part. The coils are connected to a transistor T and a voltage source B in a known manner.

Der Unruh-Stabmagnet 21 ist innerhalb einer feststehenden magnetischen° Kapselung 23 angeordnet, die aus 'einer koaxial- zur Unruh liegenden zylindrischen Dose 24 besteht, deren Durchmesser etwas größer als jener des Stabmagneten ist; sowie ferner aus zwei kreisförmigen Platten.25, die in geringem Abstand zur Ober- und Unterseite des Stabmagneten 21 angebracht sind; -Die: genannte Dose weist seitliche Öffnungen 26 auf; ;die vor den Kernenden liegen und etwas breiter als diese und als die Enden des Stabmagneten sind. Die Dose besteht, wie der Kern, aus magnetischem, nicht remanentem Werkstoff; ihr magnetischer Widerstand gegenüber dem Magnetfluß des Stabmagneten 21 ist jedoch geringer als der Widerstand des Kerns 20.The balance bar magnet 21 is within a fixed magnetic ° Enclosure 23 is arranged, which consists of 'a cylindrical lying coaxially to the balance Can 24 is made, the diameter of which is slightly larger than that of the bar magnet; as well as two circular plates.25, which are at a short distance from the upper and underside of the bar magnet 21 are attached; -The: mentioned box points to the side Openings 26; ; which lie in front of the core ends and are slightly wider than these and than the ends of the bar magnet are. The box, like the core, consists of magnetic, non-remanent material; their magnetic resistance to the magnetic flux of the bar magnet 21, however, is lower than the resistance of the core 20.

Infolge dieser Kapselung ist das magnetische Feld im Schwingbereich des Stabmagneten gleichmäßig, mit Ausnahme der relativ engen, und klar begrenzten, den öffnungen 26 entsprechenden Zone.As a result of this encapsulation, the magnetic field is in the oscillation range of the bar magnet evenly, with the exception of the relatively narrow and clearly delimited zone corresponding to the openings 26.

Sobald sich die Pole des. Stabmagneten 21 von den Enden des Kerns 20 entfernen, schließen sich die magnetischen Kraftlinien des Stabmagneten 21 ausschließlich über die Kapselung 23; dagegen nimmt ein Teil des Flusses seinen Weg über den Kern 20, sobald sich die Pole des Stabmagneten 21 in der Nachbarschaft der Öffnungen 26 befinden. Da der magnetische Widerstand des Kerns 20 größer ist als jener der Kapselung 23, so wird auf den Stabmagneten 21 in seiner' Mittellage eine abstoßende Kraft ausgeübt, die ihn von der auf Fig.1 strichpunktiert eingetragenen Mittellage zu entfernen sucht.As soon as the poles of the bar magnet 21 move away from the ends of the core 20, the magnetic lines of force of the bar magnet 21 close exclusively via the encapsulation 23; on the other hand, part of the flux takes its path via the core 20 as soon as the poles of the bar magnet 21 are in the vicinity of the openings 26. Since the magnetic resistance of the core 20 is greater than that of the encapsulation 23, a repulsive force is exerted on the bar magnet 21 in its' central position, which tries to remove it from the central position shown in dash-dotted lines in FIG.

Diese Verhältnisse sind günstig, weil die genannte abstoßende Kraft, die während der Schwingung der Unruh entsteht, sobald der Stabmagnet in der Nähe der Öffnungen 26 ankommt, sehr schnell durch eine Anziehungskraft abgelöst wird; die im Zuge eines Stromdurchgangs durch die Spule 22 auftritt, sobald durch das Abfließen eines Teils des Stabmagnetflusses in- den Kern 20 .die Freigabe des elektrischen Kreises erfolgt. Die. -genannte Anziehungskraft verschwindet .im Prinzip in dem Augenblick, wo der Stabmagnet seine Mittellage überschreitet; gerade dann ist der - Stabmagnet erneut einer abstoßenden Kraft ausgesetzt, durch welche die Einwirkung der Anziehungskraft verlängert wird. Ist die Anziehungskraft nicht erloschen; während der Stabmagnet seine Mittellage überschreitet; so wird er gebremst. Diese Bremsung kann dazu ausgenützt werden, um eine selbsttätige Regelung der Amplitude der Unruhschwingungen zu erhalten, da sie auftritt, sobald die Geschwindigkeit derletzteren einen bestimmten Wert überschreitet.These conditions are favorable because the repulsive force mentioned, which arises during the oscillation of the balance wheel as soon as the bar magnet arrives in the vicinity of the openings 26, is very quickly replaced by an attractive force; which occurs in the course of a current passage through the coil 22 as soon as part of the bar magnetic flux flows into the core 20. The electrical circuit is released. The. -called attraction disappears .in principle at the moment when the bar magnet exceeds its central position; just then the bar magnet is again exposed to a repulsive force, by which the effect of the attractive force is prolonged. Has the attraction not ceased; while the bar magnet exceeds its central position; so it is braked. This braking can be used to obtain an automatic regulation of the amplitude of the balance vibrations, since it occurs as soon as the speed of the latter exceeds a certain value.

Die Anordnung gemäß den Fig.1 und 2 kann durch Vertauschung. ' des aus magnetischem, nicht remanentem Material bestehenden Kerns 20 mit einem leicht magnetisierten Kern und durch Vertauschung des Stabmagneten 21 mit einem magnetischen, nicht remanenten Stab abgewandelt werden.The arrangement according to FIGS. 1 and 2 can be interchanged. 'The core 20 made of magnetic, non-remanent material can be modified with a slightly magnetized core and by interchanging the bar magnet 21 with a magnetic, non-remanent bar.

In diesem Fall schließt sich der im -Kern 20 .erzeugte Fluß über die Kapselung, solange der Stab 21 von seiner Mittellage- .entfernt ist, während er teilweise den Stab durchdringt, sobald sich dieser in der Nähe der öffnungen-26 befindet. -Daraus ergibt . sich, daß während der Schwingbewegungen der Unruh der magnetische Widerstand des Kreises abnimmt, sobald der Stab 21 in die Polnähe des Kerns kommt, womit der magnetische Zustand des Kerns verändert wird. Die.: darauf folgende Freigabe des elektrischen Kreises verursacht einen Stromstoß in der Wicklung 22 und als Folge davon eine Anziehungskraft auf den Stab 21. Wie in der entsprechenden umgekehrten Ausführungsform verschwindet diese Anziehungskraft im Prinzip, sobald der Stab seine Mittellage überschreitet. Im anderen Fall tritt eine Bremsung des Stabes ein. Daraus ergibt sich die gleiche Regelmöglichkeit für die Amplitude der Unruhschwingung wie in der vorausstehend beschriebenen Ausführungsform.In this case, the flow generated in the core 20 closes over the Encapsulation as long as the rod 21 is removed from its center position while it partially penetrates the rod as soon as it is in the vicinity of the openings-26 is located. -That's the result. that during the oscillating movements of the balance Magnetic resistance of the circuit decreases as soon as the rod 21 is in the vicinity of the poles Core comes, which changes the magnetic state of the core. Die .: on it subsequent release of the electrical circuit causes a current surge in the winding 22 and, as a consequence, an attraction on the rod 21. As in the corresponding one reverse embodiment, this attraction disappears in principle as soon as the bar exceeds its central position. In the other case, the braking occurs Rod a. This results in the same control option for the amplitude of the Balance vibration as in the embodiment described above.

In Fig. 3 ist eine Variante des Magneten der Fig.1 und 2 dargestellt. Der Magnet besitzt Stabform und weist einen breiteren mittleren Teil auf, der an seinen beiden Seitenflächen je ein Blatt 27 aus einem magnetischen, nicht remanenten Werkstoff trägt. Diese Blätter liegen mit geringem Abstand vor den Seitenflächen der Teile des Stabmagneten mit verringerter Breite und nehmen alle Kraftlinien des Stabmagneten auf, mit Ausnahme der aus den Polenflächen austretenden, die dazu bestimmt sind, den magnetischen Zustand des Kerns zu verändern. Der Hauptvorteil der genannten Blätter besteht darin, daß sie eine schnelle und unbehinderte Änderung des magnetischen Zustandes des Kerns 20 in dem Augenblick ermöglichen, in dem der Stabmagnet vor den Enden des Kerns ankommt.In Fig. 3 a variant of the magnet of Fig. 1 and 2 is shown. The magnet is in the form of a bar and has a wider central part which carries a sheet 27 made of a magnetic, non-remanent material on each of its two side faces. These blades are located at a small distance in front of the side surfaces of the parts of the bar magnet with reduced width and absorb all lines of force of the bar magnet, with the exception of those emerging from the pole surfaces, which are intended to change the magnetic state of the core. The main advantage of the aforesaid blades is that they allow the magnetic state of the core 20 to be changed rapidly and freely at the moment the bar magnet arrives in front of the ends of the core.

Für-die Teile, die eine permanente Magnetisierung aufweisen sollen, kann vorteilhaft das -unter der Marke »Ferroxdure« bekannte oder ein ähnliches Material mit hohem elektrischem Widerstand verwendet werden.For-the parts that should have permanent magnetization, The material known under the brand name »Ferroxdure« or a similar material can be advantageous with high electrical resistance can be used.

Die Freigabe des elektrischen Kreises läßt sich auch durch einen mechanischen, von der Unruh betätigten Schalter bewerkstelligen. In diesem Fall läßt sich die permanente Magnetisierung des festen oder beweglichen Teils des magnetischen Kreises durch eine von einer Wicklung erzeugte Magnetisierung ersetzen, die nur während der Dauer des Impulses wirksam ist; dadurch wird der Wirkungsgrad verbessert.The release of the electrical circuit can also be done by a mechanical, manage switch operated by the balance wheel. In this case, the permanent magnetization of the fixed or moving part of the magnetic circuit replace it with a magnetization generated by a winding that only occurs during the duration of the pulse is effective; this improves the efficiency.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromagnetic device for driving a Clock, consisting of a magnetic circuit with a fixed and a vibrating, has part firmly connected to the balance, and an electrical circuit that Periodic pulses triggered by the vibrating part in connection with the magnetic circuit to the vibrating part, characterized in that the vibrating part in a round box (23) made of magnetic; encapsulated in non-retentive material is, which is arranged coaxially to the balance and the lateral, in front of the ends of the fixed Part of the magnetic circuit arranged openings (26), the width of which is substantially the. Width of the vibrating part.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that the fixed part (20) of the magnetic circuit consists of a magnetic, non-remanent material and the vibrating part (21) from one Permanent magnets exist whose lines of force extend exclusively over the Can (23) close when the balance is removed from its center position and as soon as the balance is approaching its central position, partly also over the fixed part of the magnetic circuit.

3. Device according to claim 1, characterized in that the fixed part (20) of the magnetic circuit has a slight, permanent magnetization and the oscillating part (21) consists of non-remanent, magnetic material, the arrangement works such that the Lines of force of the magnet close via the encapsulation (23) as long as the balance is removed from its central position, but via the oscillating part of the magnetic circuit as soon as the balance is near its central position.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the for the production of the various Parts of the magnetic circuit and the encapsulation used magnetic, remanent or non-remanent materials have an electrical resistance that is higher than 0.1 O / cm.

5. Device according to claim 2, characterized in that the vibrating Magnet has means (27) which absorb its laterally exiting lines of force, so that the drainage of a partial flux in the fixed part of the magnetic Circle occurs almost instantaneously.

6. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the electrical circuit during the oscillation the balance wheel is locked, with the exception of the period in which it receives an impulse to maintain the movement transfers, for example through an only in mechanical contact closed during this period or only one during this period Period of time unlocked transistor.

7. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the electrical circuit has two coils (14, 15) which are arranged on the fixed part of the magnetic circuit, namely so that their mutual induction is weak, and one in the entrance, the other lies in the output of a transistor circuit. B.

Device according to claim 7, characterized characterized in that the two halves of said coils are each connected in this way are that there is practically no mutual inductance between them.

9. Establishment according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit is an electromagnet has, which is only for the duration of the maintenance of the movement the balance of the necessary impulse is excited. Considered publications: French patents nos. 1012 375, 1090 564, 1092 411, 65 772, addendum to 1092 411, 1117 873, 458 380.