DE1165501C2 - Zeithaltendes, elektrisches geraet, insbesondere elektrische uhr, mit einem gangordnerschwinger - Google Patents

Description

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Durch die Verwendung eines axial polarisierten kann auch durch ein bekanntes fotografisches oder

Stabmagneten als Steuermagnet zusätzlich zu dem elektrochemisches Verfahren hergestellt werden (z. B.

Permanentmagneten in der Nähe der Schwingerachse in Form von auf isolierende Filme gedruckten, sehr

wird ein stark konzentriertes Magnetfeld mit geringer feinen und eng aneinanderliegenden leitenden

Streuung erreicht, wodurch bei dem Unruhgangord- 5 Strichen).

ner mit aus dem Bereich der wirksamen Teile der Der Gangregler BAL besteht aus einem nicht-Eingangsspule herausschwingender Magnetanordnung magnetischen Material wie Messing. Er ist mit zwei die in der Steuerspule induzierte Spannung vergrößert kleinen U-förmigen Teilen Ff und Ff versehen, die wird bzw. die Steuerspule oder die Magneten ver- entsprechend F i g. 3 angeordnet sind. Diese Teile kleinert werden können. to bestehen aus geglühtem Weicheisen oder aus einer

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an weichen Legierung hoher magnetischer Permeabilität

einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der und geringer Hysteresis (Fe-Ni-Legierung). Als Ge-

Zeichnung zeigt gengewichte sind die Messingteile ep, ep' vorgesehen.

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine elektro- Die Teile Ff und Ff, welche ferromagnetische

magnetisch angetriebene Unruhanordnung, 15 Reiter darstellen, bewegen sich frei zwischen den

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2'-2' der Polenden 9 und 10 eines Antriebselektromagneten,

Fig. 1, dessen Erregerspulen mit BMl und BM2 bezeichnet

Fig. 3 Einzelteile der Anordnung nach Fig. 1. sind. Der Elektromagnet ist beispielsweise auf einer

und Stütze 11 aus nichtmagnetischem Material, z.B.Mes-

F i g. 4 die elektrische Schaltung der Anordnung 20 sing, befestigt,

nach F i g. 1. Die elektrische Schaltung ist schematisch in F i g. 4

In der Zeichnung bedeuten allgemein: BAL ein dargestellt. Ein Widerstand R bewirkt die Herab-Schwungrad (Unruh) eines mit konstanter Periode Setzung des Eingangsstromes i auf ein Minimum. In schwingenden Gangordners, A ein beweglicher dem die Antriebsspule BM enthaltenden Ausgangs-Dauermagnet, dessen Pole durch die Enden eines 25 kreis des Verstärkers Tr kann man einen Leistungs-Pfeiles bzw. die Buchstaben iV (Nord) und S (Süd) verstärker ATr einschalten, welcher eine oder mehbezeichnet sind, BC eine Wicklung, in welcher durch rere Nebenuhren mittels der Energiequelle GP speist. die Bewegung eines Magneten ein veränderlicher Ein Beispiel einer Nebenuhr ist in F i g. 4 darge-Strom i induziert wird, welcher den elektronischen stellt. Mit 12 ist der permanentmagnetische schwin-Verstärker steuert, Tr einen Transistor und BM eine 30 gende Rotor, mit Br dessen Antriebsspule, mit 13 ein bzw. mehrere Antriebsspulen, welche von dem Aus- von dem Rotor 12 bewegter und mit 15 ein fein gegangsstrom des elektronischen Verstärkers durch- zahntes Hemmrad bezeichnet. Die Wirkungsweise flössen werden, wobei die Stromquelle G die Energie- der Nebenuhr ist für die vorliegende Erfindung ohne quelle darstellt. Bedeutung.

Die Anordnung nach F i g. 1 besteht im wesent- 35 Die Arbeitsweise des in der Zeichnung dargestell-

lichen aus einem selbstgesteuerten Unruhgangordner ten, mit großer Amplitude schwingenden Gangord-

BAL, welcher auf einer senkrechten Achse 1 auf ners ist folgende: Jedesmal, wenn der Magnet A₅ und

einer Zapfenlagerung gelagert ist. SP ist die zugehö- der Arm 3 sich vor den Leitern C₁ und C₂ der Spule

rige Spiralfeder. Auf der Achse 1 des Gangreglers ist BC vorbeibewegen, wird in dieser Spule ein kurzer

ein weitgehend geschlossener Magnetkreis angeord- 40 Spannungsimpuls induziert. Die Richtung dieser

net, welcher durch die aus feromagnetischem Ma- Spannung kehrt sich um, wenn der Magnet A₅ bei

terial bestehenden Arme 2 und 3 sowie die Perma- der Bewegung in einer bestimmten Richtung f_t sich

nentmagneten A₁, A₂, A₃ und A₅ gebildet wird. nacheinander an den Leitern C₁ und dann an den

Unterhalb des Magneten A_z befindet sich von diesem Leitern C₂ vorbeibewegt. Die Polarität der induzier-

in geringem Abstand ein fester Magnet A^ in Form 45 ten Spannung wechselt sich von neuem, wenn sich

eines zur Achse konzentrischen Ringes. Dieser Ma- der Gangregler im umgekehrten Sinne von f₁ bewegt,

gnet ist auf der Grundplatte befestigt. Die Gleichgewichtslage des Gangreglers und die Ver-

Die Magneten weisen die in F i g. 3 dargestellten bindung der Spule BC mit der Basis des Transistors Formen auf. Die Größe der Anordnung ist aus dem Tr und dem Pluspol der Stromquelle G sind so gebeigefügten Maßstab 4 zu ersehen. Die Magneten A₁ 50 wählt, daß ein Stromfluß im Ausgangskreis des Tranbis y4₄ müssen aus einem Material mit sehr hoher sistors unter folgenden Bedingungen erreicht wird: Koerzitivkraft hergestellt sein (z. B. keramisches Ma- Wenn sich der in Richtung Z₁ (F i g. 2) bewegende terial). Der kleine Magnet Λ - ist vorzugsweise ein Arm 3 vor den Leitern C₁ vorbeibewegt, fließt ein Material sehr großer magnetischer Konzentra- Eingangsstrom i (F i g. 4) in der angegebenen Pfeiltion (Gütemaß entsprechend dem Energieprodukt 55 richtung, und es wird die Spule BM von einem kurz- B ■ H_max). Die exzentrischen Teile des beweglichen zeitigen Ausgangsstrom E durchflossen. Der Reiter Magnetkreises sind durch die Gegengewichte 5 aus Ff ist so angeordnet, daß die von den Magnetpolen 9 nichtmagnetischem Material ausgewuchtet. und 10 auf ihn ausgeübte magnetische Anziehungs-

Zwischen dem Ende N des Magneten A₅ und dem kraft mit maximaler Stärke in Richtung der Bewe-

Arm 3 tritt eine flache und dünne Spule BC frei hin- 60 gung des Gangreglers BAL wirkt. Dieser Antriebs-

durch, welche in eine Scheibe 6 aus Isoliermaterial impuls tritt kurz nach Eintritt des Gangordners in

eingelassen ist. Diese Scheibe wird durch zwei seit- seine Gleichgewichtslage auf.

liehe Stützen 7 und 8 gehalten. Wenn sich der Gangregler BAL in zum Pfeil f₁

Die Spule enthält mehrere hunderte Windungen umgekehrter Richtung dreht, wird durch die Magneaus feinem Draht, beispielsweise aus Reinkupfer oder 65 ten A₁, A₂ und A₅ in der Spule BC von neuem eine emailliertem Silber. Die Wicklung BC besteht bei- elektromotorische Kraft induziert. Der durch diese spielsweise aus sehr dünnem isoliertem Draht, dessen elektromotorische Kraft erzeugte sehr kurze Strom-Durchmesser geringer als 0,03 mm ist. Die Spule stoß i bewirkt einen Ausgangsstromstoß /, und dieser

erregt den Antriebsmagneten BM kurzzeitig. Der Reiter Ff muß auf dem Schwinger BA L so angeordnet sein, daß er durch die zeitweise von den Stromimpulsen E magnetisierten Pole 9 und 10 angezogen wird. Die elektromagnetische Anziehungskraft macht sich auf dem zweiten Reiter Ff nicht wesentlich bemerkbar, da dieser Teil von den Polstücken 9 und 10 weit entfernt ist.

Der Gangregler erhält also kurz nach jedem Durchtritt durch die Gleichgewichtslage einen Antriebsimpuls. Die Windungszahlen der Spulen und die Spannung der Stromquelle G können leicht so gewählt werden, daß die im Gleichgewichtszustand erreichte Amplitude des Schwingers sehr groß wird (z. B. Schwingungsbogen von etwa 270° beiderseits der Gleichgewichtslage). Man erhält auf diese Weise Schwingungen des Gangordners mit einer Genauigkeit, wie sie mit den besten freien Hemmwerken mechanischer Uhren erreichbar sind.

Die unregelmäßigen Verluste der gezeigten Gangordneranordnung infolge Reibung sind sehr gering, denn sie sind auf die Reibung der sehr feinen Zapfen der vertikalen Achse 1 beschränkt. Man kann diese Verluste noch verringern, indem man die Zapfen in Steinen lagert und den Abstand der Magnete A_s und A_A so einstellt, daß die zwischen den gleichnamigen Polflächen auftretende magnetische Abstoßung das Gewicht des mit dem beweglichen Magnetkreis versehenen Gangreglers genau ausgleicht. Die Antriebsimpulse entstehen nur in der Nähe der Ruhelage des Gangordners. Alle elektromagnetischen Kräfte werden automatisch aufgehoben, sobald sich die Teile Ff und Ff von den Polen 9 und 10 entfernen, z. B. mehr als 2 mm. Auf diese Weise kann keine elektromagnetische oder magnetische Kraft zum falschen Zeitpunkt auf die Antriebsorgane wirken und die Schwingungsperiode stören, wenn der Gangregler merklich vom Totpunkt entfernt ist.

Der mit dem Gangordner bewegte Magnetkreis, welcher durch Induktion das Eingangssignal des Transistors erzeugt, ist fast vollkommen geschlossen, und er ist astatisch ausgebildet, d. h., das Erdfeld ist ohne Wirkung auf diese Anordnung. Die Streuung des durch die Magnete A₁ bis A₅ erzeugten Magnetflusses ist sehr gering und hat praktisch keine schädliche Wirkung auf die von dem Dauermagnetsystem ziemlich weit entfernte Unruhspirale SP.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist mit kleinen Abmessungen ausführbar. Alle Organe können in ein dichtes Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen eingeschlosesn werden. Man erhält eine räumlich kleine und zerlegbare Anordnung. Geringe Schräglagen haben einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Periode des Gangreglers, weshalb die Anordnung nach F i g. 4 für Fahrzeuge verwendbar ist (Schiffe, Flugzeuge, Züge, Omnibusse usw.).

Der Antriebselektromagnet kann auch nur eine einzige Spule BM enthalten. Der auf die Spule BC wirkende Magnetkreis kann auch nur einen einzigen Magneten in Unruhnähe enthalten, z. B. statt der drei Magnete A₁, A₂, A₃ einen längeren Hohlzylindermagneten 16 in F i g. 4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 richtung der Unruh polarisierter Permanentmagnet Patentansprüche: bewegt ist, welchem mit der Unruh schwingende Rückschlußteile zugeordnet sind. Bei der verwen-

1. Zeithaltendes elektrisches Gerät, insbeson- deten Permanentmagnetanordnung ist es jedoch auch dere elektrische Uhr, mit einem Gangordner- 5 noch nicht hinreichend möglich, außerhalb der Maschwinger, bei welchem die Schwingbewegung gnetanordnung verlaufende Kraftlinien zu vermeiden, unter Anwendung einer elektronischen Schaltung selbst wenn sie bei den bekannten radial polarisierten erfolgt, deren Eingangsspule von einer relativ zu Unruhmagneten der Unruhwelle selbst auf der einen ihr bewegten Magnetanordnung beeinflußbar ist, Seite als Eisenrückschlußweg dient. Auch hier treten die aus mit dem Gangordnerschwinger schwin- io also Dämpfung und Einflüsse magnetischer Störgenden, einen Luftspalt für die Spule bildenden felder auf. Das gleiche gilt für eine bekannte Unruh Rückschlußteilen und einem die Rückschlußteile (französische Patentschrift 65 772) mit mehreren abin der Nähe der Schwingerachse miteinander ver- wechselnd axial polarisierten Stabmagneten im Umbindenden, axial magnetisierten Permanentmagne- fang, die nur einseitig mit einer Rückschlußtragplatte ten besteht, und deren Ausgangsspule elektro- 15 versehen sind.

magnetisch auf den Gangordnerschwinger antrei- Es ist ferner ein zeithaltendes elektrisches Gerät

bend zurückwirkt, dadurch gekennzeich- der eingangs genannten Art bekannt (schweizerische

net, daß bei einem Unruhgangordner mit aus Patentschrift248651),beiweichem ein dieSchwinger-

dem Bereich der wirksamen Teile der Eingangs- achse umgebender axial magnetisierter hohlzylin-

spule herausschwingender Magnetanordnung den ao drischer Permanentmagnet vorgesehen ist, welcher

mit der Unruh schwingenden Rückschlußteilen an seinen Stirnflächen auf eine Spulenanordnung ein-

(2, 3) am Umfang der Unruh ein weiterer axial wirkende Polschuhe trägt. Diese Polschuhe schwin-

polarisierter Stabmagnet (A₅) als Steuermagnet gen hier nicht aus dem Bereich der Spulenanordnung

zugeordnet ist. heraus, weshalb hier ein stark konzentriertes Magnet-

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 feld nicht erforderlich ist und tatsächlich auch nicht zeichnet, daß der axial polarisierte, in der Nähe erreichbar ist.

der Unruhwelle angeordnete Permanentmagnet Nach einem älteren Vorschlag (deutsches Patent

aus wenigstens einem die Unruhwelle umgeben- 1 074 506) ist bei einem Steuer- und Antriebssystem den Hohlzylinder (A₁, A₂) besteht. für ein zeithaltendes elektrisches Gerät, insbesondere

30 einer elektrischen Uhr, bei welchem durch Relativbewegung zwischen einem mit der Unruh schwingen-

den Permanentmagneten und einer Steuerspule in

dieser ein Steuerimpuls erzeugbar ist, der über eine elektrische Schaltung, vorzugsweise eine Transistor-

Die Erfindung bezieht sich auf ein zeithaltendes 35 schaltung, eine Triebspule für den Antrieb des gangelektrisches Gerät, insbesondere eine elektrische Uhr, ordnenden mechanischen Schwingers, vorzugsweise mit einem Gangordnerschwinger, bei welchem die der Unruh, mit entsprechenden Antriebsimpulsen Schwingbewegung unter Anwendung einer elektro- steuert und bei welchem der die Steuerspule beeinnischen Schaltung erfolgt, deren Eingangsspule von flussende Steuermagnet und das von der Triebspule einer relativ zu ihr bewegten Magnetanordnung be- 40 beeinflußte Triebelement, vorzugsweise ein mit der einflußbar ist, die aus mit dem Gangordnerschwinger Unruhwelle verbundener Triebanker, in magnetisch schwingenden, einen Luftspalt für die Spule bilden- getrennten Kreisen liegen und gegeneinander verstellden Rückschlußteilen und einem die Rückschlußteile bar, vorzugsweise auf der Unruhwelle verdrehbar, in der Nähe der Schwingerachse miteinander verbin- angeordnet sind, wobei ein Stabmagnet an einem denden, axial magnetisierten Permanentmagneten be- 45 Schenkel eines aus Weicheisen bestehenden U-försteht, und deren Ausgangsspule elektromagnetisch migen Auslegers angeordnet ist, der seinerseits auf auf den Gangordnerschwinger antreibend zurück- der Achse des Schwingers, vorzugsweise der Unruh, wirkt. angebracht ist. Dieser ältere Vorschlag umfaßt also

Es ist bereits eine elektrische Uhr mit einem Un- nicht einen die Rückschlußteile in der Nähe der ruhgangordner, dessen Antrieb über eine Transistor- 50 Schwingerachse miteinander verbindenden, axial schaltung erfolgt, bekannt (französische Patentschrift magnetisierten Permanentmagneten.
1117 873), bei welcher zusammen mit der Unruh ein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

axial polarisierter Permanentmagnet bewegt wird, zeithaltendes elektrisches Gerät, insbesondere eine welcher eine mit einem Magnetjoch versehene Spule elektrische Uhr, mit einem Gangordnerschwinger der beeinflußt. Bei dieser Uhr ist dem bewegten Perma- 55 eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die nentmagneten das Magnetjoch nur in der Ruhelage mit dem Gangordnerschwinger schwingende Magnetder Unruh zugeordnet, während außerhalb der Null- anordnung ein stark konzentriertes und streuarmes, lage die Kraftlinien des Permanentmagneten voll- die Steuerspule beeinflussendes Magnetfeld erzeugt, ständig durch die Luft verlaufen. Das bewegte Ma- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei gnetfeld ruft in den umgebenden Teilen Wirbelströme 60 einem Unruhgangordner mit aus dem Bereich der hervor, durch welche der Gangordner in unerwünscht- wirksamen Teile der Eingangsspule herausschwingenter Weise gedämpft wird, und die Unruh ist durch der Magnetanordnung den mit der Unruh schwingenäußere Störfelder leicht beeinflußbar. den Rückschlußteilen am Umfang der Unruh ein

Es ist weiterhin eine elektrische Uhr mit einem weiterer axial polarisierter Stabmagnet als Steuerüber eine Transistorschaltung angetriebenen Unruh- 65 magnet zugeordnet ist. Der axial polarisierte, in der gangordner bekannt (französische Patentschriften Nähe der Unruhwelle angeordnete Permanentmagnet 1092 411 und 1090 564), bei welcher mit dem besteht vorzugsweise aus wenigstens einem die Un-Gangordner ein entweder radial oder in Umfangs- ruhwelle umgebenden Hohlzylinder.