DE2138252A1 - Drehzahlregler fur eine Welle insbesondere fur die Welle eines Uhren antnebs - Google Patents

Drehzahlregler fur eine Welle insbesondere fur die Welle eines Uhren antnebs

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DE2138252A1 DE19712138252 DE2138252A DE2138252A1 DE 2138252 A1 DE2138252 A1 DE 2138252A1 DE 19712138252 DE19712138252 DE 19712138252 DE 2138252 A DE2138252 A DE 2138252A DE 2138252 A1 DE2138252 A1 DE 2138252A1
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    • G04—HOROLOGY
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    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/16—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating an electro-dynamic continuously rotating motor
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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Finckb Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
I MÜNCHEN !6, DEN POSTFACH »40 820
MDHLSTRASSE 22» RUFNUMMER 48 3921/22 SCMR <983921/22>
INDUSTRIAS DE RELOJERIA, S.A.
Villarroel 137
BARCELONA (Spanien)
Drehzahlregler für eine Welle, insbesondere für die Welle eines Uhrenantriebs
Bei einer Uhr sind verschiedene Hauptteile zu unterscheiden: das Gehäuse, der Antrieb, das Getriebe, das Ziffernblatt, die Unruh, die Regulier· und Regelvorrichtung, die Aufzugvorrichtung und die Einstellvorrichtung für die Zeiger. Die Wirkungsweise dieser Hauptteile ist jeweils verschieden und * an sich bekannt.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlregler, der für die Welle eines Uhrenantriebs verwendbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Drehzahlregler derart auszubilden, daß er eine große Genauigkeit aufweist, einen geringen baulichen Aufwand verlangt und eine gute zeitliche Konstanz und mechanische Stabilität aufweist.
OR1G1NAL INSPECTED 209852/0510
Die Aufgabe wird bei einem Drehzahlregler für eine Welle, insbesondere für die Welle eines Uhrenantriebs, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Welle ein Betätigungselement aufweist, daß das Betätigungselement bei jedem Umlauf der Welle mindestens einmal ein Schaltelement betätigt, daß das Schaltelement jeweils bei seiner Betätigung für eine bestimmt Zeitdauer einen Zeitgeber in Gang setet, daß das Betätigungselement jeweils nach dem Vorbeilauf an dem Schaltelement an einer Referenzstelle vorbeiläuft und daß die Drehzahl der Welle in Abhängigkeit davon im Sinne einer Konstanthaltung beeinflußbar ist, wann der Vorbeilauf an der Referenzstelle bezüglich des Ablaufs der bestimmten Zeitdauer erfolgt.
Der neue Drehzahlregler setzt sich im wesentlichen aus Zusatz vorrichtung en und einer elektronischen Schaltung zusammen.
Die Zusatzvorrichtungen sind ein Signal erzeugende, betätigte Schaltelemente, eine vorzugsweise impulsweise zur Wirkung kommende Magnetspule und ein Verstärker (sofern zur Verstärkung nicht ein Transistor der elektronischen Schaltung ver-
sowae
wendet wirdVVorrichtungen zur Anpassung der elektronischen Schaltung an den jeweiligen Mechanismus, dessen Welle hinsichtlich ihrer Drehzahl geregelt werden soll.
Die elektronische Schaltung ist derart aufgebaut, daß sie nach Erhalt eines Eingangssignals ein Ausgangssignal erzeugt, das auf das die Welle impulsweise beschleunigende System derart einwirkt , daA die Drehzahl der Welle konstant gehalten wird.
Die Schaltung ist so ausgelegt, daß ihr Ausgangssignal während einer bestimmten Zeitdauer konstant ist und somit al/s Zeitbasis für das System dienen kann,
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Die elektronische Schaltung erhält das von dem Schaltelement beim Vorbeilauf des einen Teil der Welle bildenden Betätigungselements erzeugte Signal» Dieses Signal wird somit von der Welle bei ihrem Umlauf periodisch erzeugt.
Das Ausgangssignal der elektronsichen Schaltung wird verwendet, um einen Verstärker zu blockieren, der die die ■ Welle antreibende Vorrichtung in der im folgenden beschriebenen Weise steuert.
Das mit dem Verstärker verbundene Schaltelement erzeugt ebenfalls einen Impuls, wenn das Betätigungselement der Welle an ihm vorbeiläuft, also periodisch mit der Umdrehung der Welle. Sofern der Verstärker nicht von dem Ausgangssignal der elektronischen Schaltung blockiert ist, führt der Impuls zu einem verstärkten Impuls in der Magnetspule, die dementsprechend eine Magnetkraft auf das die Welle antreibende Element ausübt. Ist dagegen der Verstärker von der elektronischen Schaltung blockiert, so wird auf das Antriebelement der Welle keine Magnetkraft ausgeübt, weil die Magnetspule keinen Stromimpuls zugeführt erhält. Dementsprechend verringert sich die Drehzahl der Welle. i
Das Antriebselement der Welle umfaßt einen Magnetkreis, auf den die Magnetspule einwirkt, sowie diejenigen Elemente, die erforderlich sind, um in dem mit der elektronischen Schaltung verbundenen Schaltelement und in dem mit dem Verstärker verbundenen Schaltelement Signale zu erzeugen, wie.dies bereits -: erwähntfwurde. - - > ,; ....\[_ -,< . „■-.;■■;;■
Die genannten Elemente können gebildet sein von dem Magnetkreis selbst, auf den die Hagnetspule einwirkt, falls die Schaltelemente Indukt ions spulen sind, oder aber von einer;, irgendwie ge-
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arteten anderen Vorrichtung, die von dem Betätigungselement leitend gemacht werden kann ; in diesem Fall sind die Schaltelemente mechanische oder elektronische Schalter.
Der Drehzahlregler wird von einer elektrischen Energiequelle gespeist.
Die elektronische Schaltung, die als Zeitgeber wirkt, ist vorzugsweise von einem monostabilen Kippglied gebildet, kann jedoch auch in anderer Weise aufgebaut sein. Sie erzeugt auf einen Eingangsimpuls hin an ihrem Ausgang einen andauernden Impuls, dessen bestimmte, konstante Zeitdauer die Zeitbasis des Reglers bildet.
Die elektronische Schaltung muß in jedem Fall gegenSpannungs- und Temperaturschwankungen möglichst unempfindlich sein. Natürlich wird die im folgenden als Ausführungsbeispiel beschriebene Lösung gemäß der Erfindung dieser Forderung gerecht. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird im'folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Bei dem Kusführungsbeispiel ist als elektronische Schaltung und als Zeitgeber ein monostabiles Kippglied verwendet. Es sei vorweg betont» daß dieser Zeitgeber auch ein elektronischer-Speicher sein kann, der von einem von dem Schaltelement erzeugten Impuls setzbar ist und dessen Löschung mittels eines Oszillators erfolgt, der wirksam wird über ein Gatter Y1 das seinerseits mit dem Speicher Verbundenist.
Die Welle ist mit zwei Scheiben verbunden, die jeweils in der
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Nähe ihres Umfangs einen Magneten tragen, wobei die Magnete einander gegenüberstehen.
In der Fig. bezeichnen das Bezugszeio-hen 1 die übliche sich drehende Antriebswelle einer Uhr,, das Bezugszeichen
als 2 dxe Magnete, das Bezugszeichen 3 das/Induktionsspule ausgebildete, mit dem Kippglied verbundene Schaltelement, das Bezugszeichen M- die Kippgliedschaltung, das Bezugszeichen 5 den Verstärker, das Bezugszeichen 6 das mit dem Verstärker verbundene, ebenfalls als Induktionsspule ausgebildete zusätzliche Schaltelement, das Bezugszeichen 7 die ebenfalls mit dem Verstärker 5 verbundene Magnetspule, das Bezugszeichen 8 einen gewünsentenfalls zusätzlich vorgesehenen Verstärker und das Bezugszeichen 9 die elektrische Energiequelle.
Nach den vorangehenden Erläuterungen und unter Beachtung der Zeichnung ergibt sich folgende Wirkungsweise:
Der Antriebswelle 1 wird ein anfänglicher Drehimpuls gegeben, der in beliebiger» bekannter Weise erzeugt wird.
Wenn die Magnete 2 bei ihrem Umlauf mit ihrem Magnetfeld die Induktionsspule 3 erfassen, die mit dem Kippglied verbunden ist, indu^zieren sie in ihr einen Spannungsimpuls, der dem Kippglied M- zugeführt wird. Die Zuführung erfolgt entweder direkt oder Über einen für die Wirkungsweise grundsätzlich, nicht erforderlichen Verstärker 8.
Das Ausgangssignal des Kippglieds H hat hierauf die Form eines weiteren Impulses, dessen bestimmte Zeitdauer die Zeitbasis des Reglers bildet. Dieser weitere Impuls wird dem Verstärker 5 zugeführt.
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Während alle diese Impulse erzeugt werden, dreht sich die Welle 1 mit den mit ihr als Betätigungselementen fest verbundenen Magneten 2, und sobald die Magnete 2 bei ihrem Umlauf mit ihrem Magnetfeld die mit dem Verstärker 5 verbundene Induktionsspule 6 erfassen, indu^zieren sie in dieser einen Impuls, der dem Verstärker 5 zugeführt wird. Sofern der Verstärker 5 jetzt nicht vom Ausgangssignal des Kippglieds M- blockiert ist, wird der Impuls von dem Verstärker 5 verstärkt und der Magnetspule 7 zugeführt. Diese erzeugt ihrerseits eine entsprechende, auf die Welle 1 als Drehmoment wirkende Magnetkraft. Ist dagegen der Verstärker 5 durch das Ausgangssignal des Kippglieds M blockiert, so bewirkt der Vorbeilauf der Magnete 2 an der Induktionspule 6 entweder keine Speisung der Magnetspule 7 oder eine Speisung der Magnetspule 7 im umgekehrten Sinn, die eine Bremsung der Welle 1 bewirkt.
Bei der beschriebenen Lösung, die die Anwendung der Erfindung auf die Drehzahlregelung der Welle eines Uhrenantriebs zeigt, wird vorteilhafterweise ein Anker und eine Spirale oder eine Unruh und eine Reguliervorrichtung vermieden, woduch gegenüber diesen mechanischen Vorrichtungen eine höhere Regelgenauigkeit erreicht wird. Es können so Uhren verwirklicht werden, die gegenüber bekannten Uhren bei verringertem Bauaufwand eine höhere Ganggenauigkeit aufweisen.
Die Erfindung ist auch zur Drehzahlregelung in anderen Anwendungsbereichen geeignet. Sie ist überall da anwendbar, wo die Drehzahl einer Welle in der Weise geregelt werden muß, daß sich deren Umdrehung in einer gleichbleibenden Zeitdauer vollzieht. So ist der Drehzahlregler beispielsweise vorteilhaft verwendbar zur Drehzahlregelung eines Plattenspielers, eines Magnetbandgerätes oder"anderer Einrichtungen,
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Claims (24)

  1. IMDUSTRIAS DE RELOJERIA, S.A.
    ANSPRÜCHE
    ( 1.J Drehzahlregler für eine Welle, insbesondere für die Welle eines Uhrenantriebs, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) ein Betätigungselement (2) aufweist, daß das Betätigungselement (2) bei jedem Umlauf der
    Welle mindestens einmal ein Schaltelement (3) betätigt, i
    daß das Schaltelement jeweils bei seiner Betätigung . für eine bestimmte Zeitdauer einen Zeitgeber (4) in Gang setzt, daß das Betätigungselement jeweils nach dem Vorbeilauf an dem Schaltelement an einer Referenzstelle vorbei__läuft und daß die Drehzahl der Welle in Abhängigkeit davon im Sinne einer Konstanthaltung beeinflußbar ist, wann der Vorbeilauf an der Referenzstelle bezüglich des Ablaufs der bestimmten Zeitdauer erfolgt.
  2. 2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement mindestens ein Magnet (2) ist
    und daß das Schaltelement eine Induktionsspule (3) ist* |
  3. 3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, daß der Magnet (2) ein Dauermagnet ist.
  4. f. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein fotoelektrisches Element aufweist.
  5. 5. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine Fotozelle aufweist.
  6. 6. Drehzahlregler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine Lichtschranke ist.
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  7. 7. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber ein monostabiles Kippglied ist.
  8. 8. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber ein elektronischer Speicher ist, der von einem von dem Schaltelement (3) erzeugten Signal setzbar und mittels eines Oszillators nach der bestimmten Zeitdauer löschbar ist.
  9. 9. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Referenzstelle ein zusätzliches, von dem Betätigungselement (2) betätigtes Schaltelement (3) angeordnet ist.
  10. 10. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Welle (1) jeweils kurzzeitig ein im Sinne ihrer Beschleunigung wirkendes Moment in Abhängikeit davon ausübbar ist, daß der Vorbeilauf des Betätigungselements (2) an der Referenzstelle nach dem Ablauf der bestimmten Zeitdauer erfolgt.
  11. 11. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Welle (1) jeweils kurzzeitig ein im Sinne ihrer Verlangsamung wirkendes Moment in Abhängigkeit davon ausübbar ist, daß der Vorbeilauf des Betätigungselements (2) an der Referenzstelle vor dem Ablauf der bestimmten Zeitdauer erfolgt.
  12. 12. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Welle (1) beschleu-
    nigendes und / oder verlangsamendes Moment mittels einer Magnetspule OO erzeugt ist, äie auf ein mit der Welle
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    verbundenes Element (2) eine Magnetkraft ausübt.
  13. 13. Drehzahlregler nach Anspruch Io und 12, dadurchp-gekennzeichnet, daß die Magnetspule (7) im Sinne einer Ausübung eines die Welle beschleunigenden Moments in gemeinsamer Abhängigkeit davon gespeist ist, daß das Betätigungselement (3) an der Referenzstelle vorbei-<Läuft oder vorbeigelaufen ist und daß die bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist.
  14. 14. Drehzahlregler nach Anspruch 11 und IH, dadurch gekennzeichnet» daß· die Magnetspule (7) im Sinne der Ausübung eines die Welle (1) verlangsamenden Moments in gemeinsamer Abhängigkeit davon gespeist ist, daß das Betätigungselement (3) an der Referenzstelle vorbei^-läuft oder vorbeigelaufen ist und daß die bestimmte Zeitdauer noch nicht abgelaufen ist.
  15. 15. Drehzahlregler nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet j daß die Magnetspule (7) von einem Verstärken (5) gespeist ist und daß der Verstärker von- dem zusätzlichen Schaltelement (6) einschaltbar ist. i
  16. 16. Drehzahlregler nach Anspruch 13 und 15, dadurch gekennzeichnet » daß die Einschaltung im Sinne der Ausübung eines die Welle (1) beschleunigenden Moments jeweils während der bestimmten Zeitdauer durch das Ausgangssignal der Zeitgebers (M-) blockiert ist.
  17. 17. Drehzahlregler nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung während der Dauer des Ausgangssignals des Zeitglieds (4) im Sinne eines die Welle (1) verlangsamenden Moments erfolgt.
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    - Io -
  18. 18» Drehzahlregler nach Anspruch 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Schaltelement eine Induktionsspule (6) ist.
  19. 19. Drehzahlregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Schaltelement ein fotoelektrisches Element aufweist.
  20. 20. Drehzahlregler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Schaltelement eine Fotozelle aufweist«
  21. 21. Drehzahlregler nach Anspruch 4 und 2o, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Schaltelement eine Lichtschranke ist.
  22. 22. Drehzahlregler nach Anspruch 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Welle (1) verbundene Element das Betätigungselement (2) ist.
  23. 23» Drehzahlregler nach Anspruch 18 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die als zusätzliches Schaltelement dienende Induktionsspule (B) und die Magnetspule (7) gleichachsig angeordnet sind.
  24. 24. Drehzahlregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltelement (3) ein Verstärker (8) nachgeschaltet ist.
    209852/0510
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