DE1523927A1

DE1523927A1 - Device for controlling and regulating contactless electric clockworks that operates with a minimal consumption of electric power

Info

Publication number: DE1523927A1
Application number: DE19641523927
Authority: DE
Inventors: Lucio Oliveri
Original assignee: Italora SpA
Current assignee: Italora SpA
Priority date: 1963-06-17
Filing date: 1964-06-04
Publication date: 1969-09-18
Also published as: DE1523927B2; DE1523939A1

Description

blit einem Miaimalverbrauoh elektrischen Stromu arbeitende Vorrichtung zum Steuern und.Regeln kontaktloaer elektrischer Uhrwerke ..Gegenstand.dor Erfindung.ist eine Vorrichtung zum Steuern'und Regeln elektriecher.Uhrwerke mit einem elektronischem B.tromkreie und einem schwingenden mechanischen #Gangregler, die derart zuaammenarbeiteng daß sowohl die ,Selbstingangsetzung, als auch der'Daueruchwingzuatand des -mephaniaohen.Gangreglers aelbst-bewirkt worden.A device operating with a minimum consumption of electric current for controlling and.regulating non-contact electrical clockworks .. The subject matter of the invention is a device for controlling and regulating electrical clockworks with an electronic one B. electric circuits and a vibrating mechanical #speed regulator, which work together in such a way that both the 'self-starting' as well as the 'continuous swinging condition of the -mephaniaohen.gangreglers self-brought about.

Ge;iauer gesagt . bezieht eich die erfindungegemäße 'Vorrichtung auf den'nohwingeziden-»mechanischen>Gangreglerg der von dem'in der Ausacheidungeanmeldung Nre 0 0 0 0 4 IR 0 0 4 0 0 0 beschriebenen elektroniechen'61euerungestromkrein in.Gang. gehalten worden.karäg dabei 'sehr wenig elektrische Energie verbraucht und in jeder beli'Oblgen Stellung und beliebig orientiert funktiohierte Seit geraumer Zeit sind Antriebsregler-Organe fUr Uhrwerke bekunnt, welche die zum Antrieb erforderliche Lnergie dem elektromagnetischen Stoß entnehmen, der durch die.Wecheelwirkung eines Dauermagneten und einer in Uber-.einstimmung mit den Schwingungen des Antriebaregler-Organce von Stromimpulsen durchtlossenen Spule erzeugt wird.Definitely said . The device according to the invention relates to the “noisy” mechanical gear regulator of the electronic control unit described in the disclosure application No. 0 0 0 0 4 IR 0 0 4 0 0 0 . At the same time, very little electrical energy is consumed and functions in any oblique position and in any orientation Permanent magnets and a coil through which current pulses pass in agreement with the oscillations of the drive controller organce is generated.

So sind einige Regletorgan-Arten bekannt, welche auf dem vorgenannten Prinzip beruhen, und bei denen Bich die Wechselwirkung zwischen der Spule und dem Dauermagnet durch den Durchgang des blagneten du.-oh die Öffnung der Spule ergibt.'. Die-bekannten Vorrichtungen dieser Art weisen jedoch stete technische Mängel verschiedener Natur auf, welche bis heute nicht vollkommen beseitigt werden konnten. Diese Müngele welche entweder alle oder doch teilweise .bei jedem der bekannten Systeme dieser Art vorhanden sind, können folgendermaßen-zusaminengefaßt werden; ..ü)-Großen.Gewicht den schwingenden mechanischen iiegler-Organs, (z.B. die mit einem Pendel versehenen Arten, welche den Betrieb,in nur einereinzigen Stellung gestatten). Thus, some Regletorgan species are known which are based on the aforementioned principle, and in which Bich the interaction between the coil and the permanent magnet by the passage of the blagneten du.-oh the opening of the coil results. '. The known devices of this type, however, have constant technical deficiencies of various kinds, which have not yet been completely eliminated. These issues, which are either all or some of which are present in each of the known systems of this type, can be summarized as follows; ..ü) -Large weight of the oscillating mechanical iiegler organ, (e.g. the types provided with a pendulum, which allow operation in only one position).

b) geringe elektromagnetische Leistung und infolgedessen -hoher-elektriecher. Energieverbrauch. b) low electromagnetic power and consequently -high-electric. Power consumption.

c) Beeinflunduna den Ganges-der » Uhr durch äußere Magnetfolder auf Grund den beweglichen und-nicht zweckmäßig in ein elektromagnetiechen System mit geschlossenem Kraftfeld e'ingenahlonnenen#Magneten',3 d) 1#etrieb, der an eine vorgeschriebene 'jtell#a--nG Reglerorganes in Bezug auf das GravitatiGnafold Cer Erde gebunden ist (z.B.,bei der mit einem ?andel vcrschenen Art und bei der eine Unruhe mit vertikaler Achse aufweisenden Art). c) influencing the speed of the » clock through external magnetic folders due to the movable and -not appropriate in an electromagnetic system with a closed force field e'nahlonnenen # magnets ', 3 d) 1 # drive that is connected to a prescribed' jtell # a -NG regulator organ is bound with respect to the GravitatiGnafold cerium earth (for example, when having a? Andel vcrschenen type and in which a disturbance of vertical axis type).

e) Die Schwieriakeit, ein mechanisches Reglerorgan zu schaffen, das leicht am restlichen Uhrwerk montiert bzw. von demselben demantiert werden kann. Der vorliegenden Lrfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mittels einer einfachen a.ber tiefgreifenden Änderung der gesamten Form der Unruhe alle diese Probleme zu lösen, wodurch die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden und ein mechanisches üeglerorgan geschaffen wird, das fUr jedwelche beliebige Uhrenart verwendet werden kann, und welchesin jeder beliebigen Stellung und auf .jede beliebige I.'ieis, orientiert funktioniert, w obei der nicht als sekundär zu betrachtendet;.# Vorteil in einem sehr geringen Verbrauch an elektrineher Energie besteht.e) The difficulty of creating a mechanical regulator that can easily be mounted on the rest of the clockwork or dismantled from the same. The present Lrfindung is therefore based on the object by means of a simple a.about profound change in the overall form of unrest all of these problems too solve, thereby avoiding the above-mentioned disadvantages and a mechanical Controller organ is created that can be used for any type of clock can, and which in any position and on any I.'ieis, oriented works, although it shouldn't be seen as secondary; # advantage in one very low consumption of electrical energy.

Die erfindungegemüße Vorrichtung int dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad aus einem unterbrochenen Üing besteht, der in-die Öffnung einer elektrischen Wicklung eingreift und mit der mittleren Habe durch eine einzigc Speiche verbunden ist$ wodurch eine 3000 überschreit ende Schwingung des gesamten Schwungrades möglich ist, wobei der äußere.Teil der genannten Speiche zur Auewuchtung verdickt und an einem Ende des unterbrochenen Ringes ein Dauermagnet befestigt istg während ein radialer und zu der genannten Speiche diametral entgegengesetzt angeordneter Arm an seinem freien Ende einen magnetischen und den Magnet umhUllenden Schirm trägt, der zuaammen,mit dem Magneten den Liagnetanker eines Blektromagneten bildet, dessen Kern der Mü,Gnet und dessen äußerer Teil der Schirm ist, wobei das Ganze in der Sol-wungradebene gelegen ist.The device according to the invention is characterized in that the flywheel consists of an interrupted ring which engages in the opening of an electrical winding and is connected to the central hub by a single spoke , whereby an oscillation of the entire flywheel exceeding 3000 is possible, whereby the outer part of said spoke is thickened for balancing and a permanent magnet is attached to one end of the interrupted ring, while a radial arm, diametrically opposed to said spoke, carries at its free end a magnetic shield which surrounds the magnet and which together with The magnet forms the Liagnetanker a sheet metal magnet, the core of which is the Mu, Gnet and the outer part of the screen, the whole being located in the plane of the Solwungrad.

Die erfindungogemüße Vorrichtung kann an elektrischen Uhren, kleinen 2undeluhren, Weckern, Stoppuhren sowie allgemein an Apparaten angebracht werden, welche sie als Erzeuger elektrischer oder mechanischer Impulse konstanter #'requenz benUtzen.The inventive device can be attached to electrical clocks, small ones Clocks, alarm clocks, stopwatches and general equipment are attached, which they act as generators of electrical or mechanical impulses of constant # 'frequency use.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt durch Speiaung aus einem Gleichstrom oder gegebenenfalls gleichgerichteten Wechselstrom erzeugenden Generator.The device according to the invention is operated by feeding generating from a direct current or optionally rectified alternating current Generator.

Die erfindungegemäße Reguliervorriohtung unterscheidet sich gegenUber den entsprechenden, heutzutage verwirklichten und mit Tranniatoren,veraehenen Uhrwerkorganen uowohl durch eine*beträohtliche.Gewichtsverminderung#, als' auch durch eine bedeutende Reduktion des Raumbedarfs. Dies ermöglicht Ihren Gebrauch auch.bei Anordnungen mit horizontal verlaufenden Achsen, wodurch die erfindungogemäße Vorrichtung von'einer vorgeschriebenen bzw. zwangalUutigen -Poeltion unabhängig Ist.'', Ein weiterer interessanter Vorteil besteht Im ge- ringen Verbrauch an elektriochem Utrom, der dank dem Prin- zip der Verwertung des von der Spule erzeugten elektroaaj- net:Lechen- Impuleer erreicht wi-rd.-Abweichen« von anderen truher zu demselben Zweck ausgedachten Mechanismen be- sitzt die..erfindungagemäße Vorrichtung das wichtige Merkmal# daß sie einen Transistor sowie eine einzige Spule und einen einzigen Magneten umfaßtu wobei die Spule bzw. der Magnet auf dem Schwungrad und auf dem festen Gestell, oder umgekehrtp montiert sind..Inder'Praxis kann die erfinäungsgemäße Vorrichtung in der nicht einschränkenden und beiapielehalber,in der'anliegenden'Zeichnung dargestellten A uaführungsform verwirklicht werden. Und.zwar zeigt: ?iß.. 1 eineInsicht in Richtung der Achse des Magnete und den Schirms .Ei&. 2. eine um 90 0 gedrehte Ansicht der in Fig. 1 dar- gestellten Abbildung.. #Pig. eizie der Yig. 2 entsprechende Anniohtg wobei sich der Magnet..jedooh in einer anderen Stellung betindet# und F is.# 4 den el ek troni schiin'."ätroakra'in der erfindungsge- mäßen Vorrichtung#".",1"#....": Wie un den ?lg. f-Ünd 2 ersichtliche umfaßt die a erfindungsgemäße.Vorrichtuni im wesentlichen ein Schwung- einen Dauernagneten 119 dessen PolariUten sich auf den flachen Seiten befinden;.ferner einen magne- tischen'ßchirn l'2,. eine Spule" 13. ein Geatell 14 fUr die Opule' 13 und eine spiraltod ex kanni# et. er kleine Dauermagnet 11 Aie man Oehen i namßp»14@o)iiin Jialerial bestehenden b et - A auf«ei ner gewiesen Utreoke zur Erleichterung der &Montage und Demontage den elektrischen Teile auf bzw. von deta muchaninahen Teil der Vorrlohtung unterbrochen ist. Der Ring des Schwungradea 10 ist durch eine einzige, entsprechend geformte Speiche 17 an der Nabe 16 befestigt, wobei die Speiche 17 äleiohzeitig durch Ihr verdicktee Teil 18 aln Gegengewicht wirkt.The regulating device according to the invention differs from the corresponding clockwork organs realized today and provided with tranniators both by a considerable reduction in weight and by a significant reduction in space requirements. This also enables you to use them in arrangements with horizontally running axes, whereby the device according to the invention is independent of a prescribed or compulsory -Poeltion. Another interesting advantage is the consumption of elektriochem Utrom, which thanks to the prin- the utilization of the zip elektroaaj- generated by the coil net: Lechen Impuleer achieves “deviating” from others Truher for the same purpose devised mechanisms die..erfindungagemäße loading device is seated, the important feature that they # umfaßtu a transistor and a single coil and a single magnet with the coil or the magnet on the flywheel, and on the fixed frame, or mounted umgekehrtp sind..Inder'Praxis can erfinäungsgemäße device in the non-limiting and beiapielehalber, shown in der'anliegenden'Zeichnung A uaführungsform be realized. And indeed shows: ? iß .. 1 a view in the direction of the axis of the magnet and the umbrella .Egg&. 2. a 90 0 rotated view of DAR in Fig. 1 posed illustration .. #Pig. eizie the yig. 2 corresponding Anniohtg where the magnet..jedooh in a different position betindet # and F is. # 4 den el ek troni schiin '. "Ätroakra'in the inventive according to device # ".", 1 "# ....": How un the ? Lg. f-Ünd 2 includes the a Device according to the invention essentially a swing a permanent magnet 119 whose polarities are on the flat sides; furthermore a magnetic tables'ßchirn l'2 ,. a coil " 13. a Geatell 14 for the Opule '13 and a spiral death ex kanni # et. he small permanent magnet 11 A he man Oehen i namßp »14 @ o) iiin Jialerial existing b et - A on «one shown Utreoke to facilitate the & assembly and disassembly of the electrical parts or is interrupted by deta muchaninahen part of the Vorrlohtung. The ring of the flywheel 10 is attached to the hub 16 by a single, correspondingly shaped spoke 17 , the spoke 17 simultaneously acting as a counterweight through its thickened part 18 .

Ein der genannten Speiche 17 diametral gegenUberli,egender Arm 19 trägt den aus einem den Magnetieraus stark absorbierenden Material bestehenden Schirm 12, der den Pluß des kleinen Dauermagneten 11 einhUllt, wodurch verhindert wird, daß der Gang durch sich in der Nähe des Schwungrades befindende Eiaenteile beeinflußt wird. Der Arm 19 hat einen Vorsprung 191, der dazu dient, dau fehlende Gewicht des unterbrochenen Abachnittee 15 aurzugleiohen. Der Dauermagnet 11 und der Schirm 12 hUllen in der liuhelage die Spule 13 fast vollständig ein und zwar der erstere im Innern und der letztere außen. Diese relative Stellung - Magnet 11 - Spule 13 - gestattet, den größten Teil den Flusses, der von der Spule 13 erzeugt wird, sowie .des vom Dauermagneten 11 produzierten Flusses zu verwerten, iaij einen sehr geringen elektrischen Stromverbrauch er-Die äußeren Enden 20-21 der Spule 13 aind, wie aus Pig, 4 ersichtlich, verbunden.' wobei die Spule außerdem eine'in ihrer Mitte liegende Anzapfung 22 aufweist, welche ,am F%#xitter einen'Tranniatorn tUbrt. Die Spule wird durch dan aue läolierendea-Matortal bentehende Geelbll 14 in Ihre-, Stellung V;ehalten. Bei jedem Durchgang des Dauersaagneten 11 durch das Innere der Spule 13'wird in dieser ein Spannungsimpuls mit araiähernd einusförmigem Verlauf erzeugtp von zelchem der Wranaistor 23 nur eine lialbwelle verstärkt. Diese Anordnung geGtattet also, mit nur einer Spule sowie einem Dauermagneten die Erzeujung und die Verwertung von verstärkten Impulsen, welche dadurch, daß sie genau zusammenfallen eine iiöchstleistung ermöglichen. An arm 19 diametrically opposite said spoke 17 carries the screen 12 made of a magnetically absorbent material which surrounds the plus of the small permanent magnet 11 , which prevents the gear from being influenced by egg parts in the vicinity of the flywheel will. The arm 19 has a projection 191 which is used to hold the missing weight of the interrupted abachnittee 15 . The permanent magnet 11 and the screen 12 in the liuhelage almost completely envelop the coil 13, namely the former inside and the latter outside. This relative position - magnet 11 - coil 13 - allows most of the flux generated by the coil 13 , as well as the flux produced by the permanent magnet 11 to be used, generally a very low electrical power consumption. 21 of the coil 13 , as can be seen from Pig, 4, connected. wherein the coil also has a tap 22 located in its center, which , at the f% # xitter, tUbrt a'Tranniatorn. The coil is held in its position V by using the aleolating a-matortal. With each passage of the permanent magnet 11 through the interior of the coil 13 ', a voltage pulse with an approximately mono-shaped profile is generated in it, and the Wranaistor 23 only amplifies an Iialb wave. This arrangement thus allows, with only one coil and one permanent magnet, the generation and utilization of amplified pulses which, because they coincide exactly, enable maximum performance.

Außurdem erhält das Schwungrad bei jeder Gehwingung entuprochend seiner huhelage zwei motorische Impulse, wie dies bei den Uhren mit traditioneller Hemmung der,Fall ist# wodurch die 1!;nergieveränderungen des Schwungradea auf ein üiindestmaß beschränkt werden. Eine Variante der vorliegenden Erfindung, welche eine noch bessere magnetische Leistung des Kojüplexea und Infolgedessen eine weitere Verminderung des Stromverbrauche ermöglicht, ist in nicht einschränkender Weise in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Lösung besteht das Schwungrad 10, welches grundsätzlich wie das in dem vorher beschriebenen Beispiel beschriebene ausgebildet ist, aus magnetischem Material, und der Dauermagnet 11 ist gegenüber dem Mittelpunkt des Schirmen 12 leicht verschoben. Daher ergibt es sich, daß eine Polarität, (und zwar die ringseitige) durch den Ring auf den Schirm 12 zurückgeführt wird, wodurch das gesamte magnetische Feld stark zwischen dem Schirm 12 und dem Magneten 11 konzentriert wird.., kLese Vorrichtung erzou$ bei'Jedor vollständigen Schuingung nur einen einzigen Stromimpule. Die zu den Vorrichtungen Cehörenden elektronischen Stromkreise sind schematisch in Fig. 4 dargeatellt# und ist zwar/mit 26 die Stromquelle, mit 23 der Transistor, mit 13 die Spule, mit 11 der Magnet, mit 24 eine Kapazität, mit 25 ein Widerstand, mit Vp die Steuerspannung, mit Vb die die Spule erregende Spannung und mit Vc die an den Enden der Xapazität entstehende Spannung bezeichnet. Während der huheatellung des Transistors 23 wird an den Lnden der Kapazität 24 eine Spannung Vc erzeugt, die sich im Moment, in welchem der Erregerimpuls erfolgt, mit der von der '61J-pule 13 erzeugten Spannung>ummiert. Dadurch ist es möglichv die Windungszahl des Erregerteils der Spule bedeutend zu vermindern, da dieser nur den Upannungsunterschied Vb Vp - Ve erzeugen mußt anstatt Vb Vpg %Nie dies bei bekannten Stromkreisen erforderlich ist.In addition, the flywheel receives two motor impulses with every walking oscillation depending on its altitude, as is the case with clocks with traditional escapement, whereby the energy changes of the flywheel a are limited to a minimum. A variant of the present invention, which allows an even better magnetic performance of the Kojüplexea and consequently a further reduction of power consumptions is represented in non-limiting manner in Fig. 3. In this solution, the flywheel 10, which is basically designed like that described in the example described above, is made of magnetic material, and the permanent magnet 11 is slightly displaced with respect to the center of the screen 12. It therefore follows that one polarity (namely the one on the ring side) is returned to the screen 12 by the ring, whereby the entire magnetic field is strongly concentrated between the screen 12 and the magnet 11. Only a single current impulse for each complete oscillation. The electronic circuits associated with the devices C are shown schematically in FIGS is indeed / with 26 the current source, with 23 the transistor, with 13 denotes the coil, 11 the magnet, 24 a capacitance, 25 a resistor, Vp the control voltage, Vb the voltage that excites the coil and Vc the voltage at the ends of the capacitance. During the huheatellung of the transistor 23, the capacitance 24 generates a voltage Vc at the indene which in which the excitation pulse occurs at the moment, ummiert with that of the '61J-13 pule generated voltage>. This makes it possible to significantly reduce the number of turns of the exciter part of the coil, since it only has to generate the voltage difference Vb Vp - Ve instead of Vb Vpg%. This is never necessary in known circuits.

Der.Widerütand 25 dient einzig und allein zur Stabilisierung des Stromkreises. Die beträchtliche Verminderung der Windungezahl des Erregerteils der Spule 13 besitzt einen zweifachen Vorteilt 1) Der die Erregerwindungen durohfließende Strom hat während des Impulses das Bestreben, die Bewegung zu bremsen; je kleiner daher die Erregerwindungszahl ist, um so geringer Ist auch der Leiatungsverluat.Der.Widerütand 25 serves solely to stabilize the circuit. The considerable reduction in the number of turns of the exciter part of the coil 13 has a twofold advantage 1) the current flowing through the exciter windings tends to brake the movement during the pulse; therefore, the Erregerwindungszahl is the smaller, the smaller is also the Leiatungsverluat.

2) Bei demselben liaumbedarf kann'durch die beim Erregerteil eingesparten Windungen die Anzahl der motoribchen Windungen erhöht wordeng wodurch die Leistung verbessert wird.2) With the same liaum requirement, the number of motorized turns can be increased due to the turns saved in the exciter part, whereby the performance is improved.

Claims

2 at e ntan ap r U che : 1. Device for the mechanical control of electric clockworks with a mechanical organ in the manner of a swinging balance wheel, which consists of an axis "a spiral spring and a flywheel and can interact with an electronic circuit, thereby g a -k en n ae i a hn 9 t that daa-Sohwungrad consists of an interrupted ring that penetrates the opening of an electrical winding and is connected to the central hub by a single spoke, which enables a 300 0 overriding oscillation of the entire flywheel, eobei the outer part of the spoke is thickened for balancing and a permanent magnet is attached to one end of the interrupted ring, while a radial arm diametrically opposed to said spoke carries a magnetic screen covering the dimensions at its free end The permanent magnet armature forms a sheet magnet # then the M like to agnet and then the outer part is the screen, the whole being located in the plane of the flywheel.

2. Regulator device according to claim 19, characterized g e kaa n ao 1 a hnt that the flywheel benteht from non-magnetic Xaterial and the permanent magnet with respect to the magnatieohen and enveloping screen symmetrically regulator member according to claim 1, characterized e -k a nnz e 1 c hn o t that the flywheel is made of magnetic material and the permanent magnet is arranged in such a way that the magnetic shiva only encloses one polarity of the mentioned magnet, while the other polarity is formed by the 1, Ing, the spoke and the magnetic table. The aim carrying the screen is returned to said magnetic screen.