DE1266235B - Elektronisch gesteuerte Uhr - Google Patents

Description

• Elektronisch gesteuerte Uhr Elektronisch gesteuerte Uhren bzw. Gangordner für Uhren sind seit langem bekannt. In der Zeitschrift »Annales Frangaises de Chronometrie« aus dem Jahr 1942, H. 3 und 4, S. 188 bis 192 und S. 161 bis 163 ist ein durch eine Röhrenschaltung angetriebenes und in Gang gehaltenes Federpendel beschrieben, das einen Magneten aufweist, der im Rhythmus der Federschwingungen des Pendels in zwei konzentrische Spulen taucht, von denen die eine als Steuerspule und die andere als Antriebsspule wirkt. Diese Anordnung hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt.
• In der britischen Patentschrift 601712 ist eine Zeitmeßanordnung beschrieben, die ein Pendel aufweist, mittels dessen durch kapazitive oder induktive Einwirkung ein Schwingkreis rhythmisch in und außer Resonanz gebracht wird, wobei die Pendelschwingungen elektronisch gezählt werden. Der elektronische Aufwand mit zwei Pentoden, einer Diode und etwa zehn Kondensatoren und mehreren Induktivitäten ist jedoch derart groß, daß sich eine solche Vorrichtung zum Antrieb und zur Aufrechterhaltung des Ganges einer Gebrauchsuhr nicht durchsetzen konnte und ein Einsatz nur bei Normaluhren für Sternwarten u. dgl. finden konnte.
• Die französische Patentschrift 1090 564 zeigt eine Pendeluhr mit einem quer zur Pendelachse angeordneten Magneten, dessen Pole je eine Spule derart gegenübersteht, daß bei der Pendelbewegung der Nordpol und der Südpol des Magneten abwechselnd in je eine der beiden Spulen tauchen, von denen die eine, nämlich die Steuerspule, im Eingang und die andere Spule, nämlich die Antriebsspule, im Ausgang eines Transistorverstärkers angeordnet ist, durch den mittels einer angeschlossenen Batterie die Schwingungen des Systems in Gang gehalten werden. Die zur Inganghaltung des Systems erforderlichen Impulse müssen bei dieser Anordnung möglichst schmal ausgebildet sein, was durch eine entsprechend schmale Ausbildung der Steuerspule bewirkt wird.
• Diese in der Praxis verwirklichte Uhr hat jedoch den Nachteil, in der Herstellung verhältnismäßig aufwendig zu sein, weil Spulen unterschiedlicher Größe sowie extrem radiale Magnetisierungerf der Pole erforderlich sind und außerdem im allgemeinen noch ein Rückschlußbügel zur noch schärferen Konzentration der magnetischen Kraftlinien erforderlich ist.
• Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine kontaktlose, vorzugsweise mit Transistorschaltung arbeitende Steuerung für Uhren zu schaffen, welche die bei den bekannten Uhren vorhandenen Mängel nicht aufweist und trotz der einfachen elektronischen Glieder und wenigen sonstigen Schaltelemente scharf definierte stabilisierte Antriebsimpulse erzielt.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, die Schmalheit und Steilheit des Steuerimpulses durch rein elektronische Mittel zu erzeugen. Gemäß dem älteren Patent 1073 967 ist vorgesehen, daß die Steuerspule mit einer einzigen Triode, vorzugsweise Transistor, und mit Kopplungsmitteln so zusammengeschaltet ist, daß durch die Relativbewegung eines Permanentmagneten und der Spule ein kurzfristiger Steuerimpuls solcher Größe induzierbar ist, daß er den Schwellwert der Triode überschreitet und dadurch eine elektrische Rückkopplung über die Kopplungsmittel derart bewirkt, daß entweder ein verstärkter Rechteckimpuls oder ein Hüllkurvenimpuls mehrerer Wellenzüge eines elektrischen Schwingkreises auftritt, wobei in beiden Fällen der Impuls die gleiche Spule als Triebimpuls beeinflußt. Ein anderer Vorschlag gemäß der deutschen Auslegeschrift 1171188 sieht eine Vorrichtung zum Umsetzen von elektrischer Energie in mechanische und umgekehrt mit einem ein bewegliches Glied enthaltenden Magnetkreis vor, wodurch eine periodische Kopplung mit einer Spule bewirkt wird, die einen Teil einer Verstärkungsschaltung bildet, deren Eingangskreis mit dem Ausgangskreis rückgekoppelt ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Rückkopplungskreis ein als Tiefpaß ausgebildetes Dämpfungsglied zugeordnet ist, das zur Verhinderung von Eigenschwingungen der Verstärkerschaltung so bemessen ist, daß die Verstärkerschaltung nur bei induktiver Beaufschlagung der Spule durch das bewegliche Glied des Magnetkreises einen einzigen Schwingungsimpuls liefert. Die Erfindung betrifft eine durch elektronische Rückkopplungsschaltung, insbesondere Transistorschaltung, kontaktlos gesteuerte Uhr, mit einem auf dem Schwinger angeordneten Permanentmagneten und zwei zu diesem in der Schwingungsbahn koaxial dicht benachbart zueinander liegenden Spulen, von denen die Steuerspule im Eingangskreis und die Triebspule im eine elektrische Spannungsquelle enthaltenden Ausgangskreis der Rückkopplungsschaltung so angeordnet ist, daß beide nur von einem Pol des Permanentmagneten durchschwangen werden und daß die Rückkopplungsschaltung ein elektrisches Dämpfungsglied aufweist.
• Die Erfindung kennzeichnet sich durch eine derartige Dimensionierung des Dämpfungsgliedes, daß die Eigenschwingungen der Rückkopplungsschaltung nur während der Zeit der Antriebsimpulse auftreten, in der Zeit außerhalb der Antriebsimpulse unterdrückt werden.
• Als bevorzugte Ausbildung des Dämpfungsgliedes der Rückkopplungsschaltung ist vorgesehen, daß parallel zur Triebspule ein Widerstand in der Größenordnung von 5 bis 10 kOhm angeordnet ist. Dieser Parallelwiderstand wirkt sich deshalb stabilisierend auf die Wirkungsweise des Transistors aus, weil er ein Schwingen des Transistors in der Zeit zwischen den Antriebsimpulsen unterdrückt.
• Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale betreffen die günstigste räumliche Anordnung der einzelnen Teile zueinander.
• Weiterhin hat sich die völlig galvanisch geschlossene Schaltung als vorteilhaft insofern ausgewirkt, als auch bei Transport und längerer Lagerung eine Unterbrechung der Schaltung nicht notwendig ist; beträgt doch der Ruhestrom nur wenige Mikroampere.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• F i g.1 zeigt schematisch die Schaltung des elektronischen Antriebs von Pendeluhren; F i g. 2 zeigt schematisch die Ausbildung des Pendels mit der Anordnung des elektronischen Antriebsaggregats in Vorderansicht; F i g. 3 ist die zugehörige Seitenansicht.
• Im einzelnen ist 1 der Transistor, der in der üblichen Weise aus der Basis 1', dem Emitter 1" und dem Kollektor 1"' besteht. Wie ersichtlich, liegt die Steuerspule 2 im Eingangskreis, also zwischen der Basis 1' und dem Emitter 1", während die Triebspule 3 im Ausgangskreis, also zwischen Emitter 1" und Kollektor 1"' liegt.
• In den Ausgangskreis ist eine Speisebatterie eingeschaltet. Für diese Speisebatterie, die eine Dauerspannung von 1,5 V zu liefern hat, kommen in erster Linie Luftsauerstoffelemente in Betracht, die, wie sich gezeigt hat, die Uhren durch Jahre hindurch in Gang halten können.
• Ferner ist aus F i g.1 der Widerstand 5 ersichtlich, der das Schwingen des Transistorkreises in der Zeit zwischen den Antriebsimpulsen unterdrückt. Zu diesem Zweck hat dieser Widerstand etwa 5 bis 10 kohm.
• An Stelle des Widerstandes 5 kann auch, wie in F i g. 1 gestrichelt angedeutet ist, zwischen Eingangs-und Ausgangskreis des Transistors durch einen Kondensator 6 eine Gegenkupplung geschaffen werden. Dieser Kondensator hat eine Größe von etwa 2000 bis 10 000 pF. Diese Schaltung erhält nun eine besonders günstige bauliche Ausgestaltung gemäß F i g. 2, in welcher das im Punkt M aufgehängte Pendel mit der Pendelstange 7 und Bügel 8 schematisch angedeutet sind.
• Wie ersichtlich, ist im Bügel 8 ein Querstab 9 eingespannt, der eine Bohrung zur Aufnahme des Stabmagneten 10 besitzt.
• Wesentlich für die Anordnung gemäß F i g. 2 ist nun, daß auf der Seite, auf welcher der Magnet 10 sich befindet, um ihn herum die Triebspule 11 angeordnet ist; links von ihr befindet sich die Steuerspule 12.
• In vorteilhafter Weise können auf dem gleichen Spulenkörper 13 außer der Triebspule 11 und der Steuerspule 12 der Transistor 1 sowie der Widerstand 5 angeordnet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Durch elektronische Rückkopplungsschaltung, insbesondere Transistorschaltung, kontaktlos gesteuerte Uhr, mit einem auf dem Schwinger angeordneten Permanentmagneten und zwei zu diesem in der Schwingungsbahn koaxial dicht benachbart zueinander liegenden Spulen, von denen die Steuerspule im Eingangskreis und die Triebspule im eine elektrische Spannungsquelle enthaltenden Ausgangskreis der Rückkopplungsschaltung so angeordnet sind, daß beide nur von einem Pol des Permanentmagneten durchschwangen werden und daß die Rückkopplungsschaltung ein elektrisches Dämpfungsglied aufweist, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h eine derartige Dimensionierung des Dämpfungsgliedes, daß die Eigenschwingungen der Rückkopplungsschaltung nur während der Zeit der Antriebsimpulse auftreten, in der Zeit außerhalb der Antriebsimpulse unterdrückt werden.
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pol des schwingenden Magneten zunächst in die Triebspule und dann in die Steuerspule eintaucht.
3. 3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen parallel zur Triebspule geschalteten Ohmschen Widerstand in der Größenordnung von 5 bis 10 kOhm.
4. 4. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kondensators als Dämpfungsglied, der zwischen Basis und Kollektor geschaltet ist und eine Kapazität der Größenordnung von etwa 2000 bis 10 000 pF hat.
5. 5. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen das Dämpfungsglied und auch der Transistor auf einem gemeinsamen Körper zusammengebaut sind.
6. 6. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenpaar in der Nähe der Pendelruhelage derart angeordnet ist, daß die Pendelvertikale durch die Steuerspule unsymmetrisch hindurchgeht.
7. 7. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger ein Pendel ist, mit am Pendelende angeordnetem Bügel, der einen entsprechend der Schwingungsbahn gebogenen Trägerkörper aufweist, in welchem der Permanentmagnet eingebettet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1090 564, 1092 411; britische Patentschrift Nr: 601712; »Annales Francaises de Chronometrie«, 1942, 3. und 4. Trim., S. 161 bis 163 und 188 bis 192. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1073 967.