DE1955698B2 - Antriebseinrichtung fuer den zeitanzeigenden getriebezug eines elektronischen zeitgebers - Google Patents

Description

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Eine Sperrklinke verhindert bei dieser Anordnung gleichzeitig eine Rückwärtsdrehung des Schaltrades, wodurch erst die Gleichrichtung der Schwingbewegung der Stimmgabel in eine Drehbewegung möglich wird!

Weiterhin ist aus der schweizerischen Patentschrift 387 173 eine Antriebseinrichtung für eine Fächerwalze zur Anzeige von Ziffern usw. bekannt, bei der abweiihselnd Stromimpulse verschiedener Polarität einen Schrittschaltmotor schrittweise in einer Richtung antreiben, der einen Rotor mit an seinem Umfang abwechselnd angeordneten Nord- und Südmagnetpolen in mehr als zwei Polpaaren und einen koaxial zu diesen angeordneten Stator mit wenigstens einem Polpaar aufweist, und der über einen Getriebezug die Anzeigevorrichtung antreibt Der Antriebsachse zwischen Motor und Getriebezug ist hier eine aus einer Sperrklinke und aus einem Klinkenrad bestehende Rückdrehsperre zugeordnet, welche die Aufgabe hat, ein Schwingen des Rotors um die magnetisch stabile Lage oder gar ein Zurückschwingen infolge dieses Schwingens in die Ausgangslage zu unterdrücken, um so eine Fehlanzeige der Anzeigevorrichtung zu vermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt.

Der eingangs in seiner Betriebsweise aäher erläuterte Schrittschaltmotor besteht aus einem Paar von unsymmetrischen Ständerpolen 1 und 2, die über ein Joch 3 miteinander verbunden sind. Über dieses Joch 3 ist eine Antriebsspule 4 gelegt, welche an einen periodisch wechselnde Stromimpulse erzeugenden Generator S angeschlossen ist. Der Generator 5 wird durch einen Zeitstandard-Schwinger 6, wie ein Quarzkristall, gesteuert.

Koaxial zu den beiden Statorpolen 1, 2 ist ein Rotor 7 auf einer Welle 8 angeordnet. Der Rotor 7 besitzt insgesamt sechs abwechselnd angeordnete N- und S-Magnetpole. Er wird durch die durch die Antriebsspule 4 hindurchgescbickten, periodisch wechselnden Stromimpulse schrittweise im Uhrzeigersinn gedreht.

Auf der Rotorwelle 8 ist ein Antriebsritzel 9 befestigt, das mit einem Zahnrad 10 im ständigen Zahneingriff steht, welches an der Welle H des Sekundenrades eines angekoppelten zeitanzeigenden Getriebezuges befestigt ist An dieser Welle 11 ist auch der Sekundenzeiger 12 befestigt. Wenn der

ίο Rotor 7 mit seinen einzelnen Magnetpolen durch die durch die Antriebsspule 4 hindurchgeschickten, periodisch wechselnden Stromimpulse schrittweise weitergedreht wird, wobei jede Weilerdrehung aus einer statisch stabilen Ruhelage erfolgt, in welche die Magnetpole über erne magnetisch stabile Ruhelage überwechseln, dann wird das angekoppelte Sekundenrad und damit der Sekundenzeiger 12 im Uhrzeigergegensinn schrittweise weiterbewegt. Diese Weiterbewegung des Sekundenzeigers 12 ist durch die Zu-Ordnung einer Rückdrehsperre, bestehend aus einer Sperrklinke 13 und einem an der Welle 11 befestigten Klinkenrad 14, frei von Schwingungen. Der Sekundenzeiger 12 wird also schwingungsfrei in seine aufeinanderfolgenden Drehlagen weiterbewegt, wobei noch festzuhalten wäre, daß zwischen den Wellen 8 und 11 ein Übersetzungsverhältnis von 10:1 besteht und das Klinkenrad 14 mit sechzig Zähnen versehen ist. Jede schrittweise Weiterdrehung des Rotors 7 um einen Magnetpol ergibt deshalb eine schrittweise Weiterdrehung des Sekundenzeigers 12, die durch das Zusammenwirken der Sperrklinke 13 mit einem der sechzig Zähne des Klinkenrades 14 gegen eine Rückdrehung gesperrt wird. Durch die Unterbindung einer Schwingung des Sekunderzeigers 12 wird das Schwingungsbestreben der Magnetpole des Rotors 7 bei Überführung in deren magnetisch stabile Ruhelage nach jedem Schaltschritt verkürzt, so daß der für den Betrieb des Schrittschaltmotors benötigte Energieverbrauch auf die oben vermerkten Werte begrenzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

1 2

Die vorbeschriebene Schrittschaltung des Rotors

Patentanspruch: setzt voraus, daß seine Magnetpolpaare aufeinanderfolgend genau in der magnetisch stabilen Ruhelage

Antriebseinrichtung für einen elektronischen abgestoppt werden, damit sie dann aus dieser in die

Zeitgeber, insbesondere eine durch einen Quarz- 5 statisch stabile Ruhelage überwechseln können,

kristall gesteuerte Armbanduhr, mit einem gesteu- welche den Anfangspunkt für den nächsten Schritt

ert durch einen Zeitstandard-Schwinger periodisch darstellt Da der Rotor die Neigung besitzt, nach

Impulse mit ständig abwechselnder Polarität ab- jeder schrittweisen Weiterschaltung um die magne-

gebenden Generator, einem durch diese Impulse tisch stabile Ruhelage zu schwingen, hat man bislang

schrittweise in einer Richtung angetriebenen io die durch die Antriebsspule hindurchgeschickten

Motor, der einen Rotor mit über seinen Umfang Stromimpulse zeitlich und größenmäßig so bemessen,

abwechselnd angeordneten N- und S-Magnetpolen daß dieses Schwingungsverhalten des Rotors aufge-

in mehr als zwei Polpaaren und einen koaxial zu fangen wurde. Dies wurde im allgemeinen erreicht mit

diesem angeordneten Stator mit wenigstens einem Impulsen von einer minimalen Impulsbreite von etwa

Polpaar aufweist, und mit einem zeitanzefgenden 15 45 msek und einer Leistung von etwa 15 μ W.

Getriebezug, dadurch gekennzeichnet, Eine weitere Störgröße, welche die normale Schritt-

daß dem Sekundenrad des Getriebezuges eine aus schaltung des Rotors in solchen Antriebseinrichtun-

einer Sperrklinke (13) und einem Klinkenrad (14) gen beeinträchtigt, ist die Neigung des Sekundenzei-

bestehende Rückdrehsperre zugeordnet ist. gers, nach jeder schrittweisen Weiterdrehung zu

20 schwingen. Dieses Schwingungsverhalten des Sekundenzeigers ist auf die Abwesenheit einer rückläufigen

Drehmomenteinwirkung auf das Sekundenrad zurückzuführen, so daß sich das fertigungstechnisch unvermeidbare Spiel zwischen den einzelnen Zahnrädern

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für 25 des zeitarzeigenden Getriebezuges auswirkt,
einen elektronischen Zeitgeber, insbesondere eine Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch einen Quarzkristall gesteuerte Armbanduhr, Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu mit einem gesteuert durch einen Zeitstandard-Schwin- schaffen, die einen für den Schrittschaltmotor geforger periodisch Impulse mit ständig abwechselnder derten maximalen Leistungsverbrauch von weniger als Polaritäi: abgebenden Generator, einem durch diese 30 8 μW benötigt, um bei Gewährleistung einer hohen Impulse schrittweise in einer Richtung angetriebenen Ganggenauigkeit über ein ganzes Jahr auch Armband-Motor, der einen Rotor mit über seinem Umfang ab- uhren mit solchen Antriebseinrichtungen ausrüsten zu wechselnd angeordneten N- und S-Magnetpolen in können.

mehr als zwei Polpaaren und einen koaxial zu diesem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geangeordneten Stator mit wenigstens einem Polpaar 35 löst, daß dem Sekundenrad des Getriebezuges eine aufweist, und mit einem zeitanzeigenden Getriebezug. aus einer Sperrklinke und einem Klinkenrad be-Für die Betriebsweise solcher Antriebsemrichtun- stehende Rückdrehsperre zugeordnet ist. Eine solche gen ist von folgenden Gegebenheiten auszugehen. Ist Rückdrehsperre verhindert primär ein Schwingen des die Antriebsspule stromlos, dann besitzt der Rotor des Sekundenzeigers, wenn dieser durch den Sch^ttschalt-Schrittschaltmotors eine statisch stabile Ruhelage, in 40 motor über den an dessen Rotor angekoppelten Geweicher die den Statorpolpaaren benachbarten seiner triebezug schrittweise weitergedreht wird. Aus der Polpaare gegenüber des mittleren Trennlinie Stator- daraus sich ergebenden stetigen Weiterbewegung des polpaars um einen bestimmten ersten Drehwinkel Sekundenzeigers in genau vorbestimmte Lagen wergedreht sind. Daneben besitzt der Rotor eine magne- den sekundär nachteilige Rückwirkungen auf die tisch stabile Ruhelage, in welche seine einzelnen 45 Schrittschaltung des Rotors vermieden, derart, daß Magnetpolpaare aufeinanderfolgend durch die perio- das Schwingungsverhalten des Rotors in seiner disch wechselnden Stromimpulse gedreht werden, die magnetisch stabilen Ruhelage reduziert wird. Durch von dem Generator an die Antriebsspule abgegeben dieses verringerte Schwingungsverhalten des Rotors werden. In dieser magnetisch stabilen Ruhelage tritt in seiner magnetisch stabilen Ruhelage nach jedem ein zweiter Drehwinkel zwischen den Magnetpolpaa- 50 wcitergeschaltetem Schritt kann der Haltestrom und ren Jts Rotors und eier mittleren Trennlinie des Sta- damit der maximale Energieverbrauch des Schritttorpolpaares auf, welcher größer ist als der in der schaltmotors verringert werden. Es wurde gefunden, statisch stabilen Ruhelage auftretende Drehwinkel. daß für die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung Nach Aufhören des jeweils durch die Antriebsspule Fortschaltimpulse mit einer Impulsbreite von 18 msek hindurchgeschickten Stroniimpulses wechselt das je- 55 und einer Leistung von 6 μ, W ausreichen, so daß für weils weitergeschaltete Magnetpolpaar des Rotors aus eine Armbanduhr eine hohe Ganggenauigkeit über der magnetisch stabilen Ruhelage in die statisch sta- ein ganzes Jahr erhalten wird.

bile Ruhelage über. Wird dann der nächste, richtungs- Nach der deutschen Patentschrift 1 034 551 ist ein umgekehrte Stromimpuls durch die Antriebsspule aus einer Schaltklinke und einem Klinkenrad bestehindurchgeschickt, dann wird der Rotor aus seiner 6° hender Bewegungsumformer bekannt, der bei einer statisch stabilen Ruhelage in die magnetisch stabile elektrischen Armbanduhr die Schwingung eines Ruhelage des nächsten Polpaares weitergedreht, um Stimmgabelschwingers in eine Drehbewegung umwandann nach Aufhören dieses nächsten Stromimpulses delt. Die Schaltklinke ist dabei an der einen Zinke der aus dieser magnetisch stabilen Ruhelage wieder in die in ihrer Eigenfrequenz durch elektro-magnetische statisch stabile Ruhelage überzuwechseln. Durch diese 65 Antriebssysteme in Schwingungen unterhaltenen schrittweise Weiterdrehung des Rotors wird das ange- Stimmgabel festgelegt und schaltet das auf der Welle kuppelte Sekundenrad des zeitanzeigenden Getriebe- des Sekundenrades eines zeitanzeigenden Getriebezuges gleichfalls schrittweise gedreht. zuges befestigte Klinkenrad schrittweise weiter.