DE1232886B

DE1232886B - Zeithaltendes Geraet

Info

Publication number: DE1232886B
Application number: DE1962K0047738
Authority: DE
Inventors: Roland Siefert
Original assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Current assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Priority date: 1962-09-15
Filing date: 1962-09-15
Publication date: 1967-01-19

Description

Zeithaltendes Gerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zeithaltendes Gerät mit elektronischer Energiesteuerung und -Übertragung, wobei der den Eingang der elektronischen Schaltun- beeinflussende Steuerimpuls infolge Relativbewegung zwischen einem Spulen- und Magnetsystern erzeugt wird.
Es sind verschiedene Arten der Aussteuerung bekannt. Beispielsweise ist in einer Schaltungsart der in der Arbeitsspule fließende Strom proportional zu der in einer Steuerspule induzierten Spannung. Diese Schaltungsart wird als Proportionalverstärker im C-Betrieb bezeichnet. Nachteilig ist hierbei die verhältnismäßig hohe Steuerleistung, die erforderlich ist, um den Arbeitskreis voll zu öffnen. Es sind also relativ starke Magnete und eine hohe Windungszahl der Steuerspule erforderlich. Zur Stabilisierung der Schwingungsamplitude ist es notwendig, daß der Ausgangsstrom durch Sättigungserscheinungen oder durch Gegenkopplung begrenzt wird. Die erforderliche Steuerleistung ist also beträchtlich.
Bei einer anderen Schaltung wird deshalb ein Teil der Ausgangsleistung auf den Eingangskreis positiv rückgekoppelt, also in Form einer Mitkopplung. Dadurch erhält man eine Sperrschwingerschaltung, bei der ein Steuerimpuls, der den Schwellwert einer Triode überschreitet, infolge elektrischer Rückkopplung einen Treibimpuls bewirkt, der die Form eines Rechteckimpulses zeigt. Die erforderliche Steuerleistung ist hierbei weit geringer, d. h. man kann mit einer geringeren Polstärke der Magnete und/oder mit einer geringeren Windungszahl der Steuerspule auskommen.
Es wurde bereits ein Magnetsystem aus drei gleichsinnig, zu den Achsen der Spulen parallel verlaufenden Magnetflüssen vorgeschlagen, wobei die Flüsse auf einem Kreis um die Drehachse des Schwingsystems, jeweils um 120' versetzt, angeordnet sind. In entsprechender Weise sind zwei Triebspulen und eine Steuerspute angeordnet, so daß Triebimpulse in der Nullage des Schwingsystems und bei einem Schwingungsbogen von 120' auftreten. Die beiden bei 120' Amplitude auftretenden Impulse stören je- doch das Isochronismusverhalten in erheblichem Maß. Außerdem erfordert auch dieses System hohe Steuerleistungen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der vorgenannten Nachteile. Es soll eine Anordnung geschaffen werden, die es erlaubt, mit geringer Polstärke der Magnete und verkleinertem Luftspalt zu arbeiten bei gleichbleibender Steuerleistung. In der Anwendung auf Unruhschwinger erhält man dadurch eine beträchtlich verminderte Bauhöhe, die es erlaubt, ein derartiges System auch bei Kleinuhren anzuwenden. Da die Polstärke der Magnete gering und die Luftspalte, in denen die Spulenbündel angeordnet sind, klein sein sollen, können preisgünstige Magnete verwendet werden, wobei das erforderliche Magnetvolumen klein ist. Weiterhin besteht die Aufgabe, daß Triebimpulse nur im Bereich der Nullage des Schwingsystems auftreten sollen.
Bei einem zeithaltenden Gerät der eingangs genannten Art mit einem Magnetsystem auf drei zu den Achsen der Spulen parallel verlaufenden Magnetflüssen, die auf einem Kreis um die Drehachse des Schwingsystems jeweils um 1201 versetzt angeordnet sind, wird zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Magnetflüsse aus zwei gleichsinnig und einem gegensinnig verlaufenden Fluß bestehen und daß das die elektronische Schaltung in ihrem Eingang beeinflussende Spulensystem aus zwei gleichartigen Teilspulen besteht, die in der Nullstellung des Schwingsystems von den gleichsinnigen Magnetflüssen durchsetzt werden.
Durch ein solches System wird erreicht, daß beim Nulldurchgang die Gesamtsteuerspannung doppelt so hoch ist wie die induzierte Spannung einer Teilspule, bei einer Schwingungsamplitude von ± 1201 dagegen die Steuerspannungen der Teilspulen entgegengesetzte Polarität zeigen, sich also gegenseitig aufheben.
Die Induktionsspannung ist proportional der Windungszahl der Spule und der magnetischen Feldstärke im Luftspalt. Durch die Kennwerte der Transistoren ist für die Spule ein bestimmter Ohmscher Widerstand erforderlich, der in Zusammenhang mit einer wirtschaftlichen Drahtstärke die Windungszahl bestimmt. Damit ist die Größe des Luftspaltes gegeben und - bei einer bestimmten notwendigen Induktionsspannung - die magnetische Feldstärke im Luftspalt festgelegt. In Weiterbildung des E rfindungsgedankens kann das Magnetsystem aus einem ganzzahligen Vielfachen von drei Magnetflüssen bestehen, die je nach ihrer Anzahl gleichmäßig auf einem Kreis um die Drehachse des Schwingsystems angeordnet sind und wobei das Steuerspulensystem aus einem ganzzahlig Vielfachen von zwei besteht. Hierdurch wird eine weitere Addition der Steuerspannungen erreicht.
Weiterhin können die Teilspulen jeweils in zwei nebeneinanderliegende Spulen in Form einer 8 geteilt sein. Hierdurch ist es möglich, um die gleiche Induktionsspannung zu erhalten, daß bei gleichbleibender magnetischer Feldstärke die Spulendicke sich auf die Hälfte verkleinert, oder daß bei gleichbleibender Spulendicke die Feldstärke nur halb so groß sein muß. In beiden Fällen erreicht man hierdurch eine Verminderung der Baugröße. Das gleiche Ergebnis wird erzielt, wenn die beiden Teilspulen von Magneten mit jeweils zwei entgegengesetzten Magnetpolen überschwungen werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweise werden an Hand der F i g. 1 bis 7 nachfolgend beschrieben.
F i g. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Unruhschwinger; F i g. 2 zeigt das Beispiel einer Schaltung; F i g. 3 ist die Seitenansicht des Schwinger nach Fig. 1; F i g. 4 zeigt die Induktionsspannungen bei einer Amplitude von 0 und 180' bei einer Anordnung nach Fig. 1 und 3; F i 5 zeigt einen Unruhschwinger mit einem geänderten Magnetsystem; F i o,. 6 ist eine Ausführungsform mit geändertem Spulensystem; F i g. 7 stellt die Induktionsspannungen bei 0 und 180' bei den Anordnungen nach F i g. 5 und 6 dar. In F i g. 1 und 2 sind mit 1 und 2 die beiden Teilspulen der in F i g. 2 dargestellten Spule 8 gezeigt. Jede der Teilspulen 1 und 2 besteht aus den Windunn 3 und 4. Auf der Unruh sind Magnete 5, 6 und 7 angeordnet, wobei in der dargestellten Nullagge des Schwingsystems die gleichsinnigen Magnetflüsse (N) die beiden Teilspulen 1 und 2 durchsetzen.
Die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsart arbeitet als Sperrschwinger mit induktiver Ankopplung (Hartley-Schaltung). Natürlich sind auch andere Schaltungsarten (Meissner-, Colpitts-, Franclin-Schaltungen u. ä.) möglich.
In F i g. 4 ist der Verlauf der Induktionsspannung beim Nulldurchgang (oben) und bei einer Schwingerauslenkung von 1201 (unten) gezeigt. Im Nulldurchgang addieren sich die in den Teilspulen 1 und 2 induzierten Spannungen zur erforderlichen Gesamtspannung, die den Schwellwert der Triode überschreitet.
Im Nulldurchgang schwingen jeweils gleiche Magnetpole über die beiden Teilspulen. Bei einer Schwingerauslenkung von 120' werden die beiden Teilspulen von entgegengesetzt verlaufenden Magnetflüssen durchsetzt, so daß die Induktionsspannungen U,. und U, entgegengesetzt gerichtet sind, somit die Gesamtspannung also Null wird.
In F i g. 5 sind auf der Unruh drei Magnete 5, 6' und 7' angeordnet, wobei jeder Magnet im Luftspalt zwei entgegengesetzt eingerichtete Magnetflüsse erzeuat, die in Nullage die Teilspulen 1 und 2 gemäß F i g. 5 durchsetzen. Die sich ergebende Induktionsspannung ist in F i g. 7 gezeigt, einmal in Nullage (oben) und zweitens bei einer Schwingerauslenkung von 120' (unten). Die Triebimpulse liegen hierbei symmetrisch zur Nullage, während bei der Anordnung nach F i g, 1 der Triebimpuls immer etwas nach der Nulluge erfolgt.
In F i g. 6 sind wiederum drei Magnete um 120' versetzt auf der Unruh angeordnet. Die gleichsinnigen Magnetflüsse durchsetzen dabei in Nullage zwei Teilspulen l' und 2', gebildet aus zwei nebeneinanderliegenden Spulen, die die Form einer 8 bilden. Die Induktionsspannung zeigt die F i g. 7.
Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich möglich, daß das Magnetsystem aus drei ganzzahlig vielfachen, gleichartigen Magnetflüssen besteht und das Spulensystem aus zwei ganzzahlig vielfachen Spulenbündeln, wobei jeweils gleichsinnige Magnetflüsse die Spulenbündel in Nullage durchsetzen.

Claims

Patentansprüche: 1. Zeithaltendes Gerät mit elektronischer Energiesteuerung und -übertragung, wobei der den Eingang der elektronischen Schaltung beeinflussende Steuerimpuls infolge Relativbewegung zwischen einem Spulen- und Magnetsystern erzeugt wird und wobei das Magnetsystem aus drei zu den Achsen der Spulen parallel verlaufenden Magnetflüssen besteht, die auf einem Kreis um die Drehachse des Schwingsystems jeweils um 120' versetzt angeordnet sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Magnetflüsse aus zwei gleichsinnig und einem gegensinnig verlaufenden Fluß bestehen und daß das die elektronische Schaltung in ihrem Eingang beeinflussende Spulensystem aus zwei gleichartigen Teilspulen besteht, die in der Nullstellung des Schwingsystems von den gleichsinnigen Magnetflüssen durchsetzt werden.
2. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystern aus einem ganzzahligen Vielfachen von drei Magnetflüssen besteht, die je nach ihrer Anzahl gleichmäßig auf einem Kreis um die Drehachse des Schwingsysterns angeordnet sind, und daß das Steuerspulensystem aus ganzzahligen Vielfachen von zwei besteht. 3. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetflüsse, die die Teilspulen durchsetzen, in Richtung der Unruhachse verlaufen. 4. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilspulen kreisförmigen Querschnitt besitzen. 5. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilspulen dreieckförmigen Querschnitt besitzen. 6. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilspulen jeweils in zwei nebeneinanderliegende Spulen in Form einer 8 geteilt sind. 7. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Magnete mit jeweils zwei entgegengesetzten Magnetpolen auf der Unruh angeordnet sind, wobei die zwei entgegengesetzt verlaufenden, die Spulen durchsetzenden Magnetflüsse eines jeden Magneten in Richtung der Unruhachse verlaufen.