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Elektronisch gesteuertes Laufwerk, insbesondere für Uhren Das Hauptpatent
............. (Patentanmeldung P 16 73 735.2-52) betrifft ein elektronisch gesteuertes
Laufwerk, insbesondere für Uhren,mit einer elektronischen Schwingkreisschaltung,
die eine Schwinggabel-, Quarz- oder Eigenstabilisation
und eine
oder mehrere Schwingspulen aufweist.
Bekanntlich gibt es in der Technik der modernen
Uhren-antriebe verschiedene Antriebsprinzipien. Diese bestehen
in den
sogenannten Drehschwingern, Pendelschwingern oder
schwinggabelbewegten
Rotoren als grundsätzliche Ausgangs-
elemente. Allen diesen Antriebsprinzipien
ist eine
elektronische Schwingkreisschaltung gemeinsam, die das einmal angestoßenermechanische
Teil durch kurze Magnet-Impulse in drehender, pendelnder oder schwingender
Bewegung
hält. Als Energiequellen dienen Batterien kleinerer oder größerer Kapazität, die
durch die Auslegung der elektronischen Schwingkreise als sehr sparsame Blindstrom-
kreise
nur wenig beansprucht werden.
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Im Hauptpatent ist ein elektronisch gesteuertes Laufwerk, insbesondere
für Uhren, angegeben, welches sehr einfach und daher billig aufgebaut werden
kann und welches eine
außerordentlich hohe Ganggenauigkeit besitzt.
Dieses Lauf-
werk ist gemäß dem Hauptpatent dadurch gekennzeichnet,
daß
die Schwingspulen gleichzeitig als Antriebsspulen für ein
das
Laufwerk antreiberideORotorrad dienen, wobei das
Rotorrad als Polrad
mit auf dem Umfange gleichen magne` .@chen
Polen ausgebildet
ist und diesen Polen gegenüberliegend die
Polschuhe des oder der Kerne der
Schwing- und Antriebsspulen
angeordnet sind.
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Dieser Aufbau bringt den Vorteil mit sich, daß der elektro- nische
Schwingkreis mit seiner Stabilisierung an irgendeiner Stelle im Laufwerk
untergebracht werden kann und nicht unmittelbar an Rotorrad
liegen muß. Ferner wird durch die
magnetinduktive Übertragung der
Schwingspulenenergie auf das
Rotorrad eine sehr große Ganggenauigkeit
erzielt.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, das
im Hauptpatent beschriebene, elektronisch gesteuerte
Laufwerk, insbesondere
für Uhren, im Hinblick auf den Antrieb
und die Stabilisierung
noch weiter zu verbessern.
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t Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein elektronisch
gesteuertes
Laufwerk, insbesondere für Uhrenantriebe, mit
einer elektronischenSchwingkreisschaltung,
die schwinggabel-, quarz- oder eigenstabilisiert ist und eine oder mehrere
Schwingspulen
aufweist, wobei die Schwingspulen gleichzeitig als Antriebsppulen
für ein das nachfolgende Laufwerk antreibenden Rotorrad dieiP und wobei
das Rotorrad als Polrad mit
auf dem Umfang gleichen magnetischen
Polen ausgebildet ist ,
und diesen Polen gegenüberliegend
die Polschuhe des oder der Kerne der Schwing- und Antriebsspulen angeordnet sind,gemäß
Patent.-........... (Patentanmeldung P 16 73 735.2-52) vorgeschlagen, weiches dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Rotor- bzw. Antriebsrad aus einer dünnen Metallscheibe
aus ferromagnetischem Material mit mehreren am Umfange angeordneten Zungen besteht,
die von zwei mit gleichnamigen Polen aufgesetzten, axial magnetisierten, zylinderförmigen
Dauermagneten erregt werden,und daß die Polschuhe 'des Joches der Schwing- und Antriebsspulen
derart zum Rotorrad angeordnet sind, daß die Zungen durch Schlitze der Polschuhe
laufen.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Laufwerkes
darstellen.
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In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Anordnung des Antriebssystems
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt im Detail der Ausführungsform gemäß Fig.
1,
Fig. 3 eine mechanische Ausführungsform des Rotorrades im Schnitt
mit aufgesetzten Ferromagneten, Fig. 4 ein Prinzipschaltbild des Stimmgabeloszillators
für den Antrieb des elektronisch gesteuerten Laufwerkes gemäß der Erfindung.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Ankerwelle bezeichnet, welche zentrisch durch
ein mit Zungen 2 versehenes, als dünne ferromagnetische Scheibe ausgebildetes Antriebsrad
3 verläuft. Auf das Antriebsrad 3 sind, wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt,
von beiden Seiten zwei Dauermagnete 4 und 5, die axial magnetisiert sind, mit gleichen
Polen einander gegenüberliegend aufgesetzt. Durch die gezeigte Dauermagnetanordnung
tritt an den Zungen 2 eine gleiche Polarität, beispielsweise Nord-Polarität,auf.
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Am unteren Teil der Ankerwelle 1 ist ein Antriebsritzel 6 befestigt,
welches mit dem nicht dargestellten Laufwerk, beispielsweise einer Uhr, in Verbindung
steht und dieses Laufwerk antreibt.
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Wie sich aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 ferner ergibt, ist ein
Spulenkörper 7 vorgesehen, auf welchem sich die
Schwing- und Antriebsspule
8 befindet, die zwei AnschluB-enden 9 und 10 sowie einen Mittelabgriff 11 aufweist.
Durch die Spule verläuft zentrisch ein Weicheisenjoch 12, welches in zwei Polschuhe
13 und 14 ausläuft, die gleich ausgebildet sind.
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Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, in welcher ein
Polschuh
im-Schnitt dargestellt ist, weisen die Polschuhe--
am äußeren Ende
einen Schlitz 15 auf, durch welchen die Zungen 2 des Antriebsrades hindurchlaufen.
Die Anordnung
der Polschuhe 13 und 14 ist so getroffen, daß, wenn sich
beispielsweise
im Schlitz eines Polschuhes 14 eine Zunge 2 befindet, der Schlitz
des anderen Polschuhes frei ist.
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In Fig.
4 ist eine Schaltungsanordnung
dargestellt,
mit
welcher das elektronische Laufwerk gemäß
der Erfindung
angetrieben
werden kann.
Die Antriebsspule 8 ist mit
ihren beiden Enden 9 und 10 mit
den Kollektoren der beiden
Transistoren 16 und 17 verbunden, während der
Mittelabgriff
am positiven Pol der Spannungsquelle
liegt. Mit Hilfe der
Stimgabel
18
sowie den beiden Adapterspulen 19 und 20
und des Transistors 21
wird
eine konstante Schwingungs-
| frequenz erzeugt, die nur von der Frequenr 1@@
: tira;jel |
| abhängig ist. Die Frequenz wird kapazitIv-auf die beiden |
Transistoren 16 und 17 übertragen und dann der Antriebsspule 8
zugeführt.
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Wird nun in der dargestellten Schwingkreisschaltung die Antriebsspule
8 erregt, so entsteht an den Polschuhen 13 und 14 des Joches 12 eine im Takt der
Schwinggabelfrequent wechselnde Polarität, welche die feststehende Nordpolarität
der Zungen 2 des Antriebsrades 3 je nach Stellung des Antriebsrades anzieht oder
abstößt. Das nun einmal in der Geschwindigkeit analog der Schwingfrequenz angestoßene
Antriebsrad läuft dann durch das wechselseitige Anziehen und Abstoßen der gleich-
oder gegenpolig magnetisierten Antriebsspule weiter und behält mit der Stabilität
der Stimmgabelschwingfrequenz einen gleichförmigen Lauf bei. Die Genauigkeit
des angetriebenen Laufwerkes ist damit voll abhängig von der Genauigkeit
der Stimmgabelfrequent.
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Um den Anlauf des Antriebes zu bewerkstelligen, kann eine Anwurffeder
vorgesehen sein, die am ersten oder zweiten Übersetzungsrad des Laufwerkes angebracht
wird und die in einen beliebigen Zahn eingreift. Beim Loslassen des Hebels wird
das Zahnrad und mit diesem das Antriebsrad 3 in eine Umdrehungsgeschwindigkeit gebracht,
die einer höheren
Geschwindigkeit entspricht als die elektrische
Taktfrequenz liefert, wodurcn das Antriebsrad von der oberen Drehzahl her auf die
Nennfrequenz einpendelt. Damit wird dann im weiteren Verlauf das Uhrwerk mit konstanter
Umlaufgeschwindigkeit des Antriebsrades angetrieben.
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Die Anwurffeder kann mittels eines Hebels von einem kleinen Elektromagneten
betätigt werden, so daß ein Handanstoß entfallen kann.
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Schließlich kann auch der Selbstanlauf des Antriebsrades 3 über eine
Elektronikschaltung vorgenommen werden. Hierbei kann die Schaltfrequenz langsam
bis zur Nennfrequenz gesteigert werden, worauf die Übernahme des weiteren Betriebes
durch den Stimmgabelgenerator, wie in Fig. 4 gezeigt, erfolgt.
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Mit dem Laufwerk gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein sehr ganggenauer,
robuster und einfacher Antrieb erzielt, der billig herzustellen ist, einen
sehr geringen Stromverbrauch aufweist und räumlich auch in Geräten kleiner Baugrößen
untergebracht werden kann.