DE1548013C3

DE1548013C3 - Electronic drive system for a watch

Info

Publication number: DE1548013C3
Application number: DE19651548013
Authority: DE
Inventors: Robert Walter Ruvigliana- Lugano Reich (Schweiz) (Verstorben)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-05-06
Filing date: 1965-05-06
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE1548013B2; DE1548013A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Antriebssystem für eine Uhr, mit Permanentmagneten, Transistorschaltung und Spulen für die Erregung und den Antrieb.The invention relates to an electronic drive system for a clock, with permanent magnets, Transistor circuit and coils for excitation and drive.

Alle bisher bekannten elektronischen Uhren, welche über eine Unruh oder einen anderen Drehschwinger angetrieben werden, arbeiten nach dem Prinzip der Gleichspannungsverstärkung. In einer Erregerspule wird ein Impuls erzeugt, der zum Öffnen des Transistors führt; in Abhängigkeit von der Höhe des Erregerimpulses entsteht ein Antriebsimpuls, welcher über eine Antriebsspule und über Permanentmagnete den Drehschwinger antreibt. Die Nachteile dieser Art von Uhrenkonstruktionen sind in der Zwischenzeit hinlänglich bekanntgeworden. Die Höhe des Antriebsimpulses ist direkt abhängig einerseits von der Höhe des Erregerimpulses, andererseits von der Temperatur des Transistors und vor allem auch von der Batteriespannung, welche an der Transistorschaltung liegt.All previously known electronic clocks, which have a balance wheel or another rotary oscillator are driven, work on the principle of DC voltage amplification. In an excitation coil a pulse is generated which leads to the opening of the transistor; depending on the height The excitation pulse creates a drive pulse, which is generated via a drive coil and permanent magnets drives the rotary transducer. The disadvantages of this type of watch designs meanwhile become well known. The level of the drive pulse is directly dependent on the one hand the height of the excitation pulse, on the other hand the temperature of the transistor and above all also of the battery voltage, which is applied to the transistor circuit.

Da insbesondere eine relativ niedrigere Erregerspannung einen ungünstigen Einfluß auf die Spannungsabhängigkeit ausübt, hat es nicht an Versuchen gefehlt, durch besondere Maßnahmen die Erregerspannung zu erhöhen.Since, in particular, a relatively lower excitation voltage has an unfavorable influence on the voltage dependency exercises, there has been no lack of attempts to reduce the excitation voltage by taking special measures to increase.

Beispielsweise, in der schweizerischen Patentschrift 353 691 ist eine Schaltungsanordnung für elektronische Uhren beschrieben, in welcher die Erregerspannung durch eine Serienschaltung einer Reihe von Erregerspulen erhöht wird. Eine solche Schaltungsanordnung ist jedoch wegen der Vielzahl der dafür erforderlichen Spulen sehr aufwendig, so daß sie nicht nur hohe Herstellungskosten verursacht, sondern auch verhältnismäßig viel Raum beansprucht; daher eignet sie sich nicht für Kleinstuhren, in denen der für die Unterbringung der Spulen zur Verfügung stehende Raum ohnehin äußerst beschränkt ist.For example, in the Swiss patent 353 691 describes a circuit arrangement for electronic clocks in which the excitation voltage is increased by connecting a number of excitation coils in series. Such a circuit arrangement However, because of the large number of coils required for this, it is very expensive, so that they not only causes high manufacturing costs, but also takes up a relatively large amount of space; therefore suitable They are not suitable for miniature watches in which the coil is available for accommodating the coils Space is extremely limited anyway.

In einem anderen bekannten elektronischen Uhrenantrieb nach der schweizerischen Patentschrift 355 406 wird eine magnetische Scheibe mit einer Vielzahl von magnetischen Polen verwendet, die in Umfangsrichtung mit wechselnder Polarität nebeneinander angeordnet sind und bei der Bewegung der die Scheibe tragenden Unruh über eine Vielzahl von Leiterschleifen hinwegschwingen, die auf einer zweiten, mit der Platine fest verbundenen Scheibe aus isolierendem Werkstoff in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und in Serie geschaltet sind, so daß sie eine Reihe von zusammengeschalteten Erregerspulen bilden. Ein derartiges Antriebssystem weist jedoch den schwerwiegenden Nachteil auf, daß es sehr schwierig ist, bei der Herstellung der magnetischen Scheibe die einzelnen sektorförmigen Pole scharf voneinander abgegrenzt zu magnetisieren; darüber hinaus erfordert auch die Anordnung der zahlreichen Leiterschleifen einen zusätzlichen Arbeitsaufwand. Daher konnte sich dieses System in der Praxis nicht durchsetzen. In another known electronic clock drive according to the Swiss patent specification 355 406 uses a magnetic disk with a plurality of magnetic poles extending in the circumferential direction are arranged side by side with alternating polarity and when moving the The disc-bearing balance wheel swings over a multitude of conductor loops, which are on a second, with the plate firmly connected disc made of insulating material in the circumferential direction next to each other arranged and connected in series so that they are a series of interconnected excitation coils form. However, such a drive system has the serious disadvantage that it is very It is difficult to keep the individual sector-shaped poles sharp from one another in the manufacture of the magnetic disk delimited to magnetize; it also requires the arrangement of the numerous conductor loops an additional amount of work. Therefore, this system could not prevail in practice.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, unter, Vermeidung der geschildertenThe object on which the invention is based consists in avoiding the above

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Nachteile die ungünstigen Einflüsse der Temperatur- Ein solcher Permanentmagnet 1, dessen Herstel- und Spannungsschwankungen soweit wie möglich lung nach der einen oder anderen Methode keinerlei auszuschalten.- Schwierigkeiten bereitet, ist gemäß F i g. 2 auf der In-Diese Aufgabe wird in einem elektronischen An- nenseite eines jeden Trägerbleches 11 eines beim betriebssystem der eingangs genannten Art erfindungs- .5 schriebenen elektronischen Antriebssystems zur Angemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Magnet wendung gelangenden Drehschwingers befestigt. Die mehrere streifenförmige, in Richtung auf die wirksa- Trägerbleche 11 bestehen aus Weicheisen. Im axialen men Spulenwindungen gleich oder abwechselnd ma- Luftspalt befindet sich die fest angeordnete Antriebsgnetisierte Teilmagnete umfaßt, die in Schwingungs- spule 12, die von der Erregerspule 13 umschlossen ist; richtung unter Belassung von unmagnetischen Zwi- io dabei ist in Schwingungsrichtung die wirksame Spuschenbereichen nebeneinander angeordnet sind und lenbreite der Erregerspule 13 so gewählt, daß sie eine bauliche Einheit bilden, und daß in Schwingungs- höchstens etwa so groß ist wie ein unmagnetischer richtung die wirksame Spulenbreite der Erregerspule Zwischenbereich eines Permanentmagneten 1.
höchstens etwa so groß ist wie ein unmagnetischer In F i g. 3 ist eine andere Ausführungsform eines Zwischenbereich. 15 Drehschwingers gezeigt, die besonders vorteilhaft ist, Infolge dieser Ausbildung wirkt die Transistor- weil sie eine niedrigere Bauart ermöglicht. Hier ist auf schaltung zusammen mit den Spulen als Wechselspan- der einen Seite ein aus mehreren Teilmagneten bestenungsverstärker, wobei abwechselnd magnetisierte hender Permanentmagnet 1 angeordnet, der mit der Teilmagnete eine reine Wechselspannung liefern, Erregerspule 13 zusammenarbeitet. Auf der anderen gleich magnetisierte Teilmagnete dagegen eine zer- 20 Seite ist ein üblicher Magnet 14 von gleichen Abmeshackte Gleichspannung; im letzteren Falle ergibt sich sungen, aber aus durchgehendem Magnetwerkstoff — also ebenfalls ein Wechselspannungsverstärker, je- also ohne streifenförmige Teilmagnete und unmagnedoch mit einer bevorzugten Richtung. Die Gegen- tische Zwischenbereiche — vorgesehen, der mit der wechsel sind wesentlich kleiner und entstehen nur Antriebsspule 12 zusammenarbeitet. Somit wird beim durch die wechselnde Beaufschlagung beim Ein- und 25 Überschwingen der Erregerspule 13 durch den PerAustritt. Man hat also von vornherein eine verscho- manentmagneten 1 eine Wechselspannung an die Babene Strom-Spannungs-Kurve mit einem entspre- sis des Transistors gelegt, wenn die Teilmagnete des chend hohen Antriebsstrom, während der Gegen- Permanentmagneten 1 abwechselnd magnetisiert sind, strom nur sehr gering ist und leicht schon durch einen Der aus der Transistorschaltung und den Spulen 12, Kondensator oder durch eine Diode unterdrückt wer- 30 13 bestehende Wechselspannungsverstärker gibt eine den kann. entsprechende Wechselspannung an die Antriebsspule Aus der bekannten Tatsache, daß Wechselspan- 12 ab, wobei durch Parallelschaltung einer Diode, insnungsverstärker außerordentlich viel wirksamer sind besondere einer Kapazitätsdiode, zur Antriebsspule als reine Gleichspannungsimpulsverstärker, ergibt 12 in dieser nur einseitig gerichtete Impulse wirksam sich der Hauptvorteil der Erfindung. Ein anderer Vor- 35 werden; es kann aber auch durch Wahl gleich magneteil besteht in der verhältnismäßig einfachen Herstel- tisierter Teilmagnete im Permanentmagnet 1 erreicht lungsmöglichkeit des die Teilmagnete umfassenden werden, daß nur einseitig gerichtete Impulse in der Permanentmagneten und in der Tatsache, daß nur Antriebsspule 12 wirksam werden. Diese einseitig geeine einzige Erregerspule erforderlich ist. richteten Impulse ermöglichen es, daß der Magnet 14 Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden 40 als üblicher Magnet mit durchgehendem Magnetwerk-Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher stoff ausgebildet ist. Trotz dieser Anordnung kann erläutert. In der letzteren zeigt aber nach 180° Schwingungsbogen in der Erreger-F i g. 1 einen aus mehreren streifenförmigen Teil- spule 13 durch den Magnet 14 keine Wechselspanmagneten bestehenden Permanentmagneten, in per- nung induziert und somit kein Erregerstrom erzeugt spektivischer Darstellung, 45 werden, so daß auch kein neuer Antriebsimpuls auf-F i g. 2 eine erste Ausführungsform eines im elek- treten kann. Eine solche Anordnung ist sehr vorteiltronischen Antriebssystem gemäß der Erfindung zur haft, insbesondere vom wirtschaftlichen Standpunkt Anwendung gelangenden Drehschwingers und aus, weil sie kein zusätzliches Gegengewicht er-Disadvantages the unfavorable influences of the temperature. Such a permanent magnet 1, the production and voltage fluctuations of which as far as possible development according to one or the other method does not cause any difficulties, is shown in FIG. This object is achieved in an electronic inside of each support plate 11 of an electronic drive system according to the invention, as described in the operating system of the type mentioned at the outset, in that at least one magnet turning is attached to the torsional oscillator. The several strip-shaped, in the direction of the effective support plates 11 are made of soft iron. In the axial men’s coil windings equal or alternating ma air gap is the fixedly arranged drive-gnetized partial magnets, which are in vibration coil 12, which is enclosed by the excitation coil 13; Direction, leaving non-magnetic intermediate, the effective coil areas are arranged side by side in the direction of oscillation and the width of the excitation coil 13 is selected so that they form a structural unit, and that in the oscillation direction the effective coil width is at most about as large as a non-magnetic direction the excitation coil intermediate area of a permanent magnet 1.
is at most about as large as a non-magnetic In F i g. 3 is another embodiment of an intermediate area. 15 torsional vibrator shown, which is particularly advantageous, As a result of this training, the transistor works because it allows a lower design. Here, together with the coils as alternating voltage, one side is connected to a power amplifier consisting of several partial magnets, with alternating magnetized standing permanent magnet 1, which supplies a pure alternating voltage with the partial magnets, and exciter coil 13 works together. On the other hand, on the other equally magnetized partial magnets, one side is a conventional magnet 14 of the same chopped off direct voltage; in the latter case, the result is simple, but made from a continuous magnetic material - thus also an AC voltage amplifier, however without strip-shaped partial magnets and unmagned but with a preferred direction. The counter-table intermediate areas - which are provided with the changeover are much smaller and only result in drive coil 12 working together. Thus, the excitation coil 13 is discharged by the PerAaustritt due to the alternating loading when swinging in and overshooting. So from the outset an alternating magnet 1 has an alternating voltage applied to the Babene current-voltage curve with a corresponding transistor when the partial magnets of the correspondingly high drive current, while the counter-permanent magnet 1 is alternately magnetized, only have a very high current is low and easily already through an AC voltage amplifier consisting of the transistor circuit and the coils 12, capacitor or a diode can be suppressed. corresponding alternating voltage to the drive coil From the known fact that alternating voltage 12 from, whereby by parallel connection of a diode, insulation amplifiers are extremely much more effective, special capacitance diode, to the drive coil as a pure direct voltage pulse amplifier, results in 12 in this only unidirectional pulses the main advantage of Invention. Another advantage will be; But it can also be achieved by choosing the same magneteil in the relatively simple manufactured partial magnets in the permanent magnet 1 management possibility of the partial magnets that only unidirectional pulses in the permanent magnet and the fact that only drive coil 12 are effective. This one-sided a single excitation coil is required. Directed pulses make it possible that the magnet 14 The invention is formed on the basis of the following 40 as a conventional magnet with a continuous magnet mechanism description in conjunction with the drawing closer material. Despite this arrangement, it can be explained. In the latter, however, shows an oscillation arc in the exciter F i g after 180 °. 1 a permanent magnet consisting of several strip-shaped coil parts 13 through the magnet 14 no alternating clamping magnets, induced into perception and thus no excitation current generated, perspective representation, 45, so that no new drive pulse on -F i g. 2 a first embodiment of an in the electrical can occur. Such an arrangement is very advantageous tronic drive system according to the invention for the torsional vibrator, which is used in particular from an economic point of view, and because it does not require an additional counterweight.

F i g. 3 eine zweite Ausführungsform eines Dreh- fordert.F i g. 3 a second embodiment of a turning calls.

schwingers. 5° Zur Ausschaltung der Gleichspannungskompo-Schwingers. 5 ° To switch off the DC voltage component

Der in F i g. 1 dargestellte Permanentmagnet 1 um- nente bei abwechselnd magnetisierten TeilmagnetenThe in F i g. Permanent magnet 1 shown in FIG. 1 changes in the case of alternately magnetized partial magnets

faßt fünf streifenförmige, in Richtung auf die wirksa- wird ein Kondensator vor die Basis des Transistors ge-holds five strip-shaped, in the direction of the effective- a capacitor is placed in front of the base of the transistor

men Spulenwindungen abwechselnd magnetisierte schaltet; dadurch gelangt über diesen Kondensatormen coil turns alternately magnetized switches; this gets through this capacitor

Teilmagnete 2 bis 6, die in Schwingungsrichtung unter nur die reine Wechselspannung an die Basis. Bei zer-Part magnets 2 to 6, which only apply the pure alternating voltage to the base in the direction of oscillation. In the case of

Belassung von unmagnetischen Zwischenbereichen 7 55 hackter Gleichspannung entfällt eine solche Sperrung,Leaving non-magnetic intermediate areas 7 55 hacked DC voltage no such blocking is required,

bis 10 nebeneinander angeordnet sind und eine bau- Mit den beschriebenen Anordnungen lassen sichto 10 are arranged next to each other and a construction With the arrangements described can be

liehe Einheit bilden; dabei sind die Abmessungen so sehr einfache, billige und außerordentlich wirtschaftgewählt, daß in Schwingungsrichtung die wirksame liehe Uhren herstellen, die keine Temperatur- undlent unity; the dimensions are so very simple, cheap and extremely economical, that in the direction of oscillation, the effective loaned clocks that do not produce temperature and

Spulenbreite der Erregerspule höchstens etwa so groß Spannungsabhängigkeit aufweisen, wenn der Wech-Coil width of the excitation coil have at most about as great a voltage dependency if the alternating

ist wie ein unmagnetischer Zwischenbereich. Im ge- 60 selspannungsverstärker so ausgelegt ist, daß bei nied-is like a non-magnetic intermediate area. The voltage amplifier is designed in such a way that at low

zeigten Ausführungsbeispiel sind die Teilmagnete 2 rigerer Frequenz eine höhere Verstärkung und beishown embodiment, the partial magnets 2 rigerer frequency a higher gain and at

bis 6 scheibenförmig ausgebildet und durch ein aus höherer Frequenz eine niedrigere Verstärkung für dieto 6 disc-shaped and a lower gain for the due to a higher frequency

einem Klebstoff oder einer Klebfolie bestehendes Bin- Erzeugung der Antriebsimpulse wirksam ist. Es ist aus demittel zusammengehalten, das die unmagnetischen der allgemeinen Transistortechnik bekannt, Wechsel-Zwischenbereiche 7 bis 10 bildet. Statt dessen könnte 65 spannungsverstärker nach dem Prinzip der halben der gezeigte Permanentmagnet 1 auch aus Magnet- Speisespannung als Kollektorspannung zu bauen; gummi bestehen, der unter Belassung unmagnetischer solche Wechselspannungsverstärker sind bis + 65° Can adhesive or an adhesive film existing binding generation of the drive pulses is effective. It's over Demittel held together, the non-magnetic known from general transistor technology, alternating intermediate areas 7 to 10 forms. Instead, 65 could be voltage amplifiers on the principle of half to build the permanent magnet 1 shown also from magnet supply voltage as collector voltage; rubber, the non-magnetic such AC voltage amplifiers are up to + 65 ° C

Zwischenbereiche streifenförmig magnetisiert ist. temperaturstabil und arbeiten in weiten Grenzen auchBetween areas is magnetized in strips. temperature stable and also work within wide limits

spannungsunabhängig. Legt man also das beschriebene Antriebssystem in dieser Weise aus, so hat man eine vollständig temperatur- und spannungsstabile Schaltungsanordnung.
Selbstverständlich ist die Anwendung des beschriebenen elektronischen Antriebssystems nicht auf das Antreiben des Räderwerkes von Uhren mit Drehoder Pendelschwinger beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf elektronisch gesteuerte Aufzugsvorrichtungen in Uhren.voltage independent. If one interprets the drive system described in this way, one has a completely temperature and voltage-stable circuit arrangement.
Of course, the use of the electronic drive system described is not limited to driving the gear train of clocks with rotary or pendulum oscillators, but also extends to electronically controlled winding devices in clocks.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic drive system for a clock, with permanent magnets, transistor circuit and Coils for the excitation and the drive, characterized in that at least a magnet (1) several strip-shaped, the same in the direction of the effective coil turns or alternately magnetized part magnets (2 to 6), which in the direction of oscillation under Leaving non-magnetic intermediate areas (7 to 10) are arranged side by side and form a structural unit, and that the effective coil width in the direction of oscillation the excitation coil (13) is at most about as large as a non-magnetic intermediate area.

2. Electronic drive system according to claim 1, characterized in that the partial magnets (2 to 6) are held together by a binding agent that binds the non-magnetic intermediate areas (7 to 10) forms.

3. Electronic drive system according to claim 2, characterized in that the binder consists of an adhesive. as

4. Electronic drive system according to claim 2, characterized in that the binder consists of an adhesive film.

5. Electronic drive system according to claim 1, characterized in that the the strip-shaped partial magnets (2 to 6) and the non-magnetic intermediate areas (7 to 10) comprehensive Magnet (1) consists of magnetic rubber, which is magnetized in strips.

6. Electronic drive system according to one of claims 1 to 5, with a rotary oscillator, in which the exciter side is diametrically to the drive side, characterized in that on the Excitation side composed of partial magnets (2 to 6) and non-magnetic intermediate areas (7 to 10) Permanent magnet (1) and on the drive side a conventional magnet (14) of the same dimensions, but with a continuous Magnetic material is arranged.

7. Electronic drive system according to one of claims 1 to 6, characterized in that that with alternately magnetized partial magnets (2 to 6) to switch off the DC voltage component, a capacitor in front of the base of the Transistor is switched.

8. Electronic drive system according to claim 6 or 7, characterized in that the consisting of the transistor circuit and the coils (12, 13) according to the alternating voltage amplifier the principle of half the supply voltage is designed as a KoI-lector voltage.

9. Electronic drive system according to one of claims 6 to 8, characterized in that that a diode is connected in parallel to the drive coil (12).

10. Electronic drive system according to claim 9, characterized in that the diode is designed as a capacitance diode.

11. Electronic drive system according to claim 9 or 10, characterized in that the alternating voltage amplifier consisting of the transistor circuit and the coils (12, 13) is designed so that a higher gain at a lower frequency and a higher frequency a lower gain is effective for generating the drive pulses.