DE1231174B - Uhr mit Gleichstromantrieb und Transistorsteuerung - Google Patents

Description

• Uhr mit Gleichstromantrieb und Transistorsteuerung Es sind elektrische#,Batterieuhren bekannt, bei denen eine aus einem P#rm- anentmagneten bestehende Unruh verwendet und--die magnetische Erregung für den Antrieb der Unruh mit -mechanischen Spezialkontakteinrichtungen gesteuert wird. Die Kopplung der Unruh mit dem Zeigerwerk erfolgt dabei mit mechanischen Klinkeinrichtungen.
• In letzter Zeit ist, man dazu übergegangen, die empfindlichen mechanischen Kontakte und Klinkeinrichtungen durch Transistorschaltungen zu ersetzen. So ist beispielsweise eine Uhr bekannt, bei der die Unruh über eine Transistorschaltung in dauernder Bewegung gehalten wird.
• Bei einer bekannten transistorgesteuerten Uhr mit Gleichstromantrieb ist eine mechanisch arbeitende Fortschalteinrichtung für das Zeigerwerk vorgesehen. Diese Zeigerfortschalteinrichtung arbeitet in der Weise mit Magnetkräften, daß die Klinke und das Klinkenrad, das mit deta Zeigerwerk gekoppelt ist, so magnetisiert sind, daß Abstoßung zwischen beiden Teilen auftritt und -die Klinke nie körperlich mit dem Klinkenrad in Büührung kommen kann. Die Fortschalteinrichtung arbeitet aber nach einem mechanischen Prinzip. Bei einer anderen Antriebseinrichtung für das Zeigerwerk elektrischer Uhren mit ständig umlaufenden Wechselstrommotor, dessen Feldwicklungen die, Schwingkreisspulen einer elektrischen Gegentaktsbhaltung bilden, werden zwar keine mechanischen Klinken benötigt, jedoch ist zum einwandfreien Lauf -des Motors ein Wechselfluß nötig, der nur mit verhältnismäßig großem schaltungstechnischem Aufwand erzeugt werden kann.
• Die Erfindung betrifft eine Uhr mit Gleichstromantrieb über eine transistorgesteuerte, aus einem in einer Steuer- und einer Triebspule schwingenden, mit einer Schwingungsfeder gekoppelten Permanentmagneten bestehenden Unruh, bei der die zum Antrieb des Zeigerwerke& erforderliche Arbeit aus der Unruh entnommen und eine mit Magnetkräften arbeitende Zeigerfortschalteinrichtung verwendet wird. Die Erfindung bezweckt, den Antrieb des Zeigerwerkes besonders vorteilhaft zu gestalten und erreicht das erfindungsgemäß dadurch, daß als Zeigerfortschalteinrichtung eine Magnetkupplung dient, die von der Triebspule mitgesteuert wird. Steuer- und Triebspule sind dabei in einer durch die Ruhelage des Permanentmagneten bestimmten Ebene übereinandergewickelt angeordnet. Auf der Drehachse des Permanentmagneten sitzt ein von der Triebspule magnetisierbares Weicheisenteil, das in magnetisiertem Zustand mit einem mit dem Zeigerwerk gekoppelten Zackenrad magnetisch verrastet. Das Weicheisenteil ist um 90' gegenüber dem Permanentmagneten auf der Drehachse versetzt angebracht und stabförmig ausgebildet. Für den ersten Anstoß der Unruh ist im Steuerkreis des Transistors eine RC-Schaltung mi einem vorgeschalteten Gleichrichter vorgesehen. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, da die Fortschaltung des Zeigerwerkes ohne mechanische Klinken, die immer einer Abnutzung unterworfen sind und Reibungsverluste verursachen, erfolgt.
• An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem ün Prinzip dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Die Uhr besteht aus dem Zeigerwerk 1, das in bekannter Weise so ausgebildet ist, daß der kleine Zeiger mit Hilfe von Untersetzungszahnrädern 2 von der Achse 3 des großen Zeigers angetrieben wird. Die Achse 3 ist über Zahnräder 4, 5 mit einem auf einer Achse 7 sitzenden Zackenrad 6 gekoppelt, das seinerseits in noch näher zu beschreibender Weise mit einem ortsfesten Magneten 15 und einem Weicheisenstab 8 magnetisch zusammenwirkt. Der Weicheisenstab sitzt fest auf einer Achse 9, die in Verläng& rung der Achse 7 liegt und auch einen Permanentmagneten 10 trägt. Sie steht unter der Wirkung einer Spiralfeder 11, die mit dem anderen Ende fest: eingespannt ist und sich in der dargestellten Stellung im entspannten Zustand befindet. Weicheisenstab 8, Permanentmagnet 10 und Spiralfeder 11 bilden die Unruh der Uhr und sind von flachen, übereinandergewickelten Spulen 12, 13 umgeben. Der übersichtlichkeit halber ist jeweils nur eine Windung jeder Spule dargestellt. Die Spule 12 ist an Basis und Emitter eines Transistors 14 angeschlossen, während die Spule 13 über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors an einer Gleichspannung liegt. Es sei angenommen, daß die Uhr in Betrieb ist. Der Magnet 10 schwingt dann um die Achse-9 abwechselnd nach beiden Seiten aus der Spulenebene heraus. Jedesmal, wenn die Magnetpole durch die Spulenebene gehen, wird eine Spannung in der Steuerspule 12 induziert, die einen Steueristrom durch den Transistor 14 treibt,'wenn der.Magnet in Richtung des eingezeichneten Pfeiles schwingt. Dadurch wird ein Kollektorstrom ausgelöst, der größer als der Steuerstrom ist und durch die Spule 13 fließt. Dieser Strom ruft ein Magnetfeld hervor, das auf den Magneten10 wirkt und diesen in Richtung des eingezeichneten Pfeiles weiter anstößt. Die bei der Rückschwingung des Permanentmagneten auftretende Steuerspannung besitzt eine umgekehrte Richtung und kann keinen Strom in der Spule 13- verursachen, da der Transistor bei'dieser Polahtät gesperrt ist. Der Permanentmagnet schwingt somit ungehemmt zurück. Der fest auf der Achse9 sitzende Weicheisenstab 8 schwingt in der gleichen Weise wie der Permanentmagnet und wird beim Fließen des Stromes in der Spule 13 jedesmal kurzzeitig magnetisiert. Der Weicheisenstab wirkt also bei jeder Schwingung des Permanentmagneten innerhalb eines bestimmten Drehwinkels selbst als Magnet und er verrastet dabei magnetisch mit den Zähnen des, Zackenrades 6, während er sich im unmagnetischen.Zustand ungehindert in dem Zackenrad drehen kann. Bei einer Drehung des magnetisierten Weicheisenstabes 8 folgt also das Zackenrad dieser Bewegung so lange, bis die Magnetisierung des Stabes wieder aufhört. Da die Spule 13 nur dann erregt wird, wenn der Permanentmagnet in Pleilrichtung schwingt, wird also das Zackenrad immer nur, in der einen Richtung mitgenommen. Das Zackenrad ist so ausgebildet, daß die 2#ackenabstände dem Drehwinkelbereich entsprechen, in dem der Weicheisenstab magnetisiert ist. Die Magnetisierung des Weicheisenstabes setzt also immer dann ein, wenn er sich gegenüber einer Zacke befindet, und er wird wieder unmagnetisch, wenn er um einen Zackenabstand verschwenkt worden ist. Beispielsweise wird infolge der Verrastung an der Zacke 6 a das Zackenrad um diesen Drehwinkel mitgenommen, so daß die Zacke 6a nach Aussetzen der Magnetisierung an die Stelle der Zacke 6 b gerückt ist. Das Zackenrad wird also nach jeder Vollschwingung um eine Teilung in Pfeilrichtung weitergedreht. Der relativ schwache Magnet 15 hält das Zackenrad leicht rastend in der jeweils erreichten Stellung fest. Durch die Drehung des Zackenrades werden die Zeiger 1 in der bekannten Weise angetrieben.
• Wenn die Uhr aus der Ruhestellung heraus in Betrieb genommen werden soll, muß die Unruh angeworfen werden, damit die Steuerung über den Transistor einsetzen kann. Es ist aber auch möglich, einen selbständigen Anlauf zu erreichen, wenn die gestrichelt dargestellte Stoßschaltung, die aus dem Kondensator 16, dem Widerstand 17 und dem Gleichrichter 18 besteht, verwendet wird. Das durch den Kondensator und den Widerstand gebildete RC-Glied liegt auf der Steuerseite, des Transistors, so daß hierfür verhältnismäßig kleine Bauelemente erforderlich sind. Bei der Einschaltung der Gleichspannung fließt über den Transistor ein Ladestrom für den Kondensator, durch den auch ein Strom in der Spule 13 ausgelöst wird. Der Permanentmagnet wird dadurch angestoßen und übernimmt dann die Steuerung des Transistors. Der Kondensator bleibt während des Betriebes der Uhr geladen und entlädt sich erst nach Abschaltung der Spannung über den hochohmigen Widerstand 17.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Uhr mit Gleichstromantrieb über eine transistorgesteuerte, aus einem in einer Steuer- und einer Triebspule schwingenden, mit einer Schwingungsfeder gekoppelten Permanentmagneten bestehenden Unruh, bei der die zum Antrieb des Zeigerwerkes erforderliche Arbeit aus der Unruh entnommen und eine mit Magnetkräften arbeitende Zeigerfortschalteinrichtung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeigerfortschalteinrichtung eine Magnetkupplung dient, die von der Triebspule mitgesteuert wird.
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Triebspule in einer durch die Ruhelage des Pärmanentmagneten bestimmte Ebene übereinandergewickelt angeordnet sind und auf der Drehachse des Permanentmagneten ein von der Triebspule magnetisierbares Weicheisenteil sitzt, das in magnetisiertem Zustand mit einem mit dem Zeigerwerk gekoppelten Zackenrad magnetisch verrastet. 3. Uhr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Weicheisenteil ein um 901 gegenüber dem Permanentmagneten auf der Drehachse angebrachtes stabförmiges Gebilde ist. 4. Uhr nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten Anstoß der Unruh im Steuerkreis des Transistors eine RC-Schaltung mit einem vorgeschalteten Gleidhrichter vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1061699, 1080 933, 1073 967; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1802 190; schweizerische Patentschrift Nr. 340 452; französische Patentschriften Nr. 1090 564, 1147598.