DE1673743C3 - Elektrische Uhr mit einem Synchronmotor und einem dessen Drehzahl bestimmenden Torsionsoszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Uhr, die von einem batteriegespeisten Synchronmotor angetrieben ist, dessen Drehzahl durch einen elektromechanischen Oszillator mit einem einen Permanentmagneten tragenden Torsionsglied bestimmt ist.

Bei einer elektrischen Uhr der vorgenannten Art treibt ein batteriegespeister Impuls- oder Wechselstrom-Permanentmagnetmotor die Zeiger mit einer Umlaufgeschwindigkeit an, die von elektrischen Signalen synchronisiert und gesteuert wird, die durch die Schwingungen eines elektromechanischen Oszillators zustande kommen. Der elektromechanische Oszillator enthält im allgemeinen ein Torsionssignal in Gestalt eines Drahtes, auf dem ein Permanentmagnet befestigt ist. Der Permanentmagnet liegt in dem Magnetfeld einer Spule, die in einem Rückkopplungsstromkreis angeordnet ist, über den der Permanentmagnet und damit das Torsionsglied in Schwingungen versetzt wird. Der schwingende Permanentmagnet erzeugt seinerseits ein Signal in der Spule, das dem Steuerstromkreis des Motors zugeführt wird und die Drehzahl des Motors bestimmt.

Bei elektrischen Uhren der vorgenannten Art tritt das Problem auf, daß der Permanentmagnet des Torsionsgliedes von dem Magnetfeld der Erde in störender Weise beeinflußt wird. Diese störende Einwirkung kann bei einer so empfindlichen Einrichtung wie einem Torsionsdrahtoszillator eine solche kritische Größe erreichen, daß es notwendig wird, dafür zu sorgen, daß die Einflüsse des Erdmagnetfeldes kompensiert werden. Bei einer bekannten elektrischen Uhr der eingangs genannten Art (FR-PS 13 64 973) hat man daher auf dem Torsionsdraht einen zweiten Permanentmagneten angebracht, und zwar dicht neben dem ersten Permanentmagneten und mit einer Polarität, die derjenigen dieses ersten Magneten entgegengesetzt ist. Infolge dieser Anordnung übt das Erdmagnetfeld auf den Torsionsdraht Drehkräfte aus, die sich gegeneinander aufheben. Andererseits nimmt jedoch durch diese bekannte Anordnung die Größe des Torsionsgliedes und damit der Uhr zu. Auch wird die Herstellung der Uhr hierdurch schwieriger und teurer. Aufgabe der Erfindung ist es, dies zu vermeiden und dennoch den Einfluß von äußeren Magnetfeldern auszuschalten.

Dies wird bei einer Uhr der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Permanentmagnet an einer Mehrzahl von Punkten derart mit wechselnder Polarität polarisiert, daß die Drehkräfte, die an diesen Punkten durch Magnetfelder außerhalb der Uhr ausgeübt werden, sich gegenseitig aufheben. Auf diese Weise wird der gleiche Effekt erreicht wie bei der bekannten Anordnung mit zwei Magneten, man kommt jedoch mit einem einzigen Permanentmagneten

In "der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine elektrische Uhr in einem senkrechten Längsschnitt durch das Gehäuse,

F i g. 2 das Torsionsglied und die Permanentmagnete, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, in perspektivischer Darstellung und

F i g. 3 das Torsionsglied mit einem Permanentmagneten gemäß der Erfindung, ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten elektrischen Uhr 1 treibt ein Impuls- oder Wechselstrom-Permanentmagnetmotor 2 mit einem Rotor 3 über Getrieberäder 4 und konzentrisch ineinanderliegende Wellen 5 die beiden nicht dargestellten Uhrzeiger an. Der Rotor 3 wird mittels elektrischer Signale in Umlauf gesetzt, die von einem elektrischen Oszillatorstromkreis 6 ausgehen. Mit diesem Stromkreis sind Spulen 7 elektrisch verbunden, die an dem mechanischenOszillatorelement 8 angeordnet sind, das aus einem Torsionsdraht 9, der mit seinem beiden Enden an Trägern 10 und 11 befestigt ist und aus einem auf dem Torsionsdraht 9 sitzenden Permanentmagneten 12 besteht.

Die bekannte Ausführung des Torsionsgliedes mit Permanentmagneten ist aus Fig.2 ersichtlich. Es besteht aus einem Torsionsdraht 9, der ein flacher Draht von rechteckigem Querschnitt ist, und einem Permanentmagnetsystem 12 aus zwei zylindrischen Permanentmagneten 13 und 14, die einander gegenüber angeordnet sind und durch die der Torsionsdraht 9 axial hindurchgeht. Die Permanentmagnete 13 und 14 sind mit Hilfe von Hülsen 15, 16 und 17 an dem Torsionsdraht 9 befestigt und bilden mit dem Draht und den Magneten eine Einheit Die Massen der Magnete 13 und 14 stimmen in ihrer Größe soweit wie irgend möglich überein. Es sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, um die Gesamtlänge und die Spannung des mit seinen Enden an den Trägern 10 und 11 eingespannten Torsionsdrahtes 9 zu verändern, um die mechanische Schwingungsfrequenz des Torsionsdrahtes zu regulieren. Ebenso sind an den Magneten 13 und 14 Spulen 7 angeordnet durch welche die elektromagnetische Kopplung zwischen dem mechanischen Oszillatorteil und dem elektrischen Oszillatorstromkreis 6 zustande kommt. Die Träger 10 und 11, die Spulen 7 und die Mittel zur Regulierung von Länge und Spannung des Torsionsdrahtes sind aus Gründen der Vereinfachung in den F i g. 2 und 3 nicht gezeichnet.

Der Permanentmagnet 13 der bekannten Anordnung gemäß F i g. 2 ist derart polarisiert, daß ein Punkt 18 an seiner Peripherie ein Nordpol und ein Punkt 19 an seiner Peripherie ein Südpol ist Der Permanentmagnet 14 ist dagegen derart polarisiert, daß ein Punkt 20 an seiner Peripherie ein Nordpol und ein anderer Punkt 21 an seiner Peripherie ein Südpol ist Die Punkte 18 und 19 liegen auf einem Durchmesser des Magneten 13, wie

dies auch bezüglich der Punkte 20 und 21 beim Magneten 14 der Fall ist Um das Erdmagnetfeld zu kompensieren, liegen die zwischen den Punkten 18 und 19 des Permanentmagneten 13 und zwischen den Punkten 20 und 21 des Permanentmagneten 14 verlaufenden ; Durchmesser parallel zueinander und in derselben Ebene. Das Erdmagnetfeld erzeugt daher an den Punkten 18 und 20 einerseits und den Punkten 19 und 21 andererseits Drehkräfte, die entgegengesetzt gerichtet sind. Da die Punkte 18 und 20 ebenso wie die Punkte 19 und 21 sich auf entgegengesetzten Seiten des Torsionsdrahtes 9 befinden und da die Massen der Magnete 13 und 14 gleich sind, ist das resultierende Drehmoment, das durch das Erdmagnetfeld auf den Torsionsdraht 9 ausgeübt wird, gleich Null.

Um die Wirkungen des Erdmagnetfeldes soweit wie möglich zu kompensieren, müssen die Herstellungstoleranzen der beiden Permanentmagnete 13 und 14 sehr klein gehalten werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß F i g. 3 ist im Gegensatz zu der bekannten λnordnung nur ein einziger Permanentmagnet 22 vorgesehen, der mit Hilfe der Hülse 23 auf dem Torsionsdraht 9 befestigt ist An Punkten, die um 90° an der Peripherie des Permanentmagneten 22 gegeneinander versetzt liegen, befinden sich Pole wechselnder Polarität Demgemäß sind die Funkte 25 und 26, die. um 180° gegeneinander versetzt sind, Nordpole, während die Punkte 27 und 28 bei einer Versetzung um 180° Südpole sind. Das Erdmagnetfeld erzeugt an den Punkten 25 und 26 Drehkräfte, welche die gleiche Größe und die gleiche Richtung besitzen. Da diese Punkte um 180° gegeneinander versetzt sind, heben sich die Drehkräfte gegeneinander auf, so daß sie an dem Gesamtdrehmoment, das dem Torsionsdraht 9 durch den Permanentmagneten 22 mitgeteilt wird, keinen Anteil haben. Die gleiche Wirkung kommt entsprechend an den Punkten 27 und 28 des Permanentmagneten 22 zustande.

Durch die Verwendung eines einzigen Permanentmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung anstatt von zwei Permanentmagneten bei der bekannten Anordnung vereinfacht sich die Herstellung des mechanischen Osziilatorteils wesentlich, wodurch auch eine Kostenersparnis eintritt. Auch wird die Länge des gesamten Torsionsgliedes und die Größe der elektrischen Uhr hierdurch nicht unwesentlich verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. -^Patentansprüche:

   !.Elektrische Uhr, die von einem batteriegespeisten Synchronmotor angetrieben ist. dessen Dreh- zahl durch einen elektromechanischen Oszillator mit einem einen Permanentmagneten tragenden Torsionsglied bestimmt ist dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (22) an einer Mehrzahl von Punkten (25, 26, 27, 28) derart mit wechselnder Polarität polarisiert ist daß die Drehkräfte, die an diesen Punkten durch Magnetfelder außerhalb der Uhr ausgeübt werden, sich gegenseitig aufheben.
2. 2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte (25,26,27,28) wechselnder Polarität

   an der Peripherie des Permanentmagneten (22) liegen.
3. 3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte (25,26,27,28) wechselnder Polarität an dem Permanentmagneten (22) um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind.