DE2348107B2 - Antriebsvorrichtung für ein zeithaltendes Gerät, insbesondere für eine Synchronuhr mit Gangreserve - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung fur ein zeithallendes Gerät, insbesondere fur eine Synchronuhr mit Gangreserve, bestehend aus einem Motor mit einem mehrpolig-radial-permanentmagnot,-schen Rotor und einem mehrere Feldspulen aussenden Stator, wobei die Feldspulen sowohl von der Lichtnetzfrequenz als auch von einer elektronischen, von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Antriebsschaltung steuerbar sind und der Motor im Drehbereich der magnetischen Feldlinien des Rotors wenigstens zwei in einem bestimmten Winkelahstand angeordnete Luftspulen aufweist.

Svnchronuhren mit elektrischer bzw. elektronischer Ganureserve sind bekannt. Die elektrische bzw. elektronische Gangreserve besteht dabei meist aus einem von einer Gleichspannung gespeisten elektronischen « Schwingungserzeuger, der den Antrieb des Motors bei Netzausfall übernimmt, damit die Uhr nicht stehenbleibt Bei einem bekannten Uhrenantrieb mit einem transistorbestückten elektronischen Schwingungserzeuger und einem ausschließlich von diesem unter Fortfall eines schwingenden mechanischen Frequenzgebers gespeisten Synchronmotor, bei dem ein niederfrequentes Synchronisierungssignal dem elektrischen oder magnetischen Streufeld des Netzes entnommen wird, weist der Synchronmotor einen mit Feldspulen bewickelten Ständer und einen permanentmagnetischen Läufer auf sowie eine Rückkopplungswicklung, die magnetisch mit dem Läufer gekoppelt ist und ein Signal liefert, dessen Frequenz von der Drehzahl des Motors abhängt. Der Schwingungserzeuger besteht dabei aus einem Eingangskreis in Form einer Phasenumkehrstufe und einem Ausgangskreis in Form einer Verstärkerstufe, gegebenenfalls in Gegentaktschaltung. Der Ausgangskreis ist durch einen ersten Rückkopplungszweig mit dem Eingangskreis verbunden, der so bemessen ist, daß sehr langsame Schwingungen entstehen, die den Feldspulen zugeführt werden. Das Rückkopplungssignal, dessen Frequenz von der Drehzahl des Motors abhängt, wird über einen zweiten Rückkopplungszweig dem Eingangskreis zugeführt, derart, daß sich beide rückgekoppelten Signale nur bei der gewünschten Drehrichtung des Läufers verstärken, und wobei der Phasengang des zweiten Rückkopplungszweiges in Abhängigkeit von der Frequenz so bemessen ist, daß sich die Motordrehzahl in der Nähe des Sollwertes stabilisiert. Der Selbstanlauf bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung ist sehr unsicher. Das Synchronisiersignal kann in Gegenphase sein zum Antriebsim-

pub des Rotors, so daß der Rotor zum Stillstand kommen kann.

Um diese Gefahr /u reduziere, müssen die Synchronisierimpulse sehr kurz sein. Dadurch wird aber die Stabilisierungswirkung bezüglich Synchrongang erheblich geschwächt. Außerdem können bei dieser Schaltung nur Bauelemente mit sehr kleinen elektrischen Bausiltoleran/.en verwendet werden (deutsche Auslegeschrift 1 060 327). Hinzukommt, daß der Motor an sich durch den mit den Feldspulen bewickelten Ständer eine Bnugiölie erfordert, die nicht in jedem Falle tragbar ist.

Dasselbe gilt im wesentlichen für eine andere bekannte Antriebsvorrichtung (deutsche Offenlegungssrhrift 2 103 293), bei der die mehrpolige ferromagnetische Anordnung aus einer Anzahl von auf einem Teilkreis um die Rotorachse gleichmäßig verteilten, senkrecht /um Luftspalt in gleichem Sinne polarisierten Permanentmagneten besteht, deren magnetischer Kreis über einen Luftspalt ferromagnetische Joche und gegebenenfalls die ferromagnetische Rotorachse geschlossen ist und mit mindestens einem Paar von Luftflachspulen mit einer zum Luftspalt senkrechten Wicklungsachse zusammenwirkt, wobei eine Spule an einem die Wechselstromquelle enthaltenden Kreis und eine andere an einen Hilfskreis für den Gangreservebetrieh angeschlossen ist und einer der beiden Kreise einen nicht liniaren und/oder komplexen Belastungszweig enthält. Auch hier ist eine Mindcstbaugröße des Motors erforderlich, die nicht in jedem Falle anwendbar ist.

Es sind weiter Anordnungen bekannt (USA.-Patentschrift 3 566 600), mittels welcher eine elektrische LIhr ohne Netzkabel unabhängig von Verzerrungen und Oberwellen mit Netzfrequenz des Netzstreufeldes synchronisiert werden kann. Dabei sind elektronische Impulserzeugerin Form von astabilen Kippstufen, die von entsprechend verstärkten und umgeformten Signalen des elektrischen Netz-Slreufeldcs synchronisiert werden, vorhanden und deren Ausgänge mittels Treiberstufen und zum Teil noch unter Zwischenschaltung eines Übertragers bzw. unter Zwischenschaltung von Phasenschiebern, Motorwicklungen treiben. Die Motoren bestehen aus Permanentmagnet-Rotoren und Feldspulen mit und ohne Eisen, die in bestimmten Winkelabständen angeordnet sind. Diese Motoren sind als Synchronmotoren bzw. Drehfeldmotoren mit Selbstanlauf und definierter Drehrichtung beschrieben. Bei dieser Schaltungsart liegt das Synchronisiersignal dauernd am Eingang der als Impulserzeuger verwendeten astabilen Multivibratoren. Dabei sind die Impulserzeuger selbständig mit einer relativ stabilen Eigenfrequenz versehen, die ziemlich genau mit der entsprechenden Synchronisierfrequenz (Netzfrequenz) übereinstimmen muß. Dementsprechend funktionieren diese beschriebenen Motoren als Synchronmotoren bzw. Drehfeldmotoren.

Außerdem ist eine induktiv mit Netzfrequenz synchronisierte elektrische Uhr bekannt mit einem Fühlglied für das magnetische Streufeld des elektrischen Lichtnetzes mit einem gesonderten Oszillator, dessen Frequenz der Lichtnetzfrequenz entspricht, und mit einer Umschaltvorrichtung, die bei Ausbleiben und starken Störungen des Streufeldes die Synchronisationswicklung des Motors auf den gesonderten Oszillator umschaltet. Dabei erfolgt diese Umschaltung jedoch nicht in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors, soiuien" m Abhängigkeit von der Intensität des Netzstreufeldes. Bei dieser bekannten Anordnung muß die Frequenz des freilaufenden Motors ziemlich genau mit der Frequenz des Synchronisiersignal·-· übereinstimmen, um eine Synchronisation zu gewährleisten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Antriebsverrichtung der eingangs genannten Art mit wesentlich geringerer Baugröße, höherein Wirkungsgrad und dadurch größerer Gangreserve und einer elektronischen Schaltung zu schaffen, deren Bauteile große Werttoleranzen aufweisen könr_*n. Wichtig dabei ist aber auch, daß Selbstanlauf in jeder Lage gewährleistet ist und daß keine Beeinflussung der Ganggenauigkeit durch Netzstörungen stattfindet.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß beide Luftspulen an je eine elektronische Schaltung angeschlossen sind die zusammen mit dem Rotor einen im angelaufenen Betriebszustand in energiesparendem Impulsbetrieb arbeitenden Oszillator ergeben, dessen Frequenz oberhalb der entsprechenden Synchronisierfrequenz liegt und daß eine elektronische Umsteuerschaltung vorhanden ist, welche oberhalb einer bestimmten Drehzahl wenigstens eine Luftspule vom entsprechenden Oszillator abschaltet und dieser Luftspule von außen ein Synchronisiersignal, z.B. mit Netzfrequenz, zuführt.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen sind dabei die Schwingungserzeuger nicht selbständig mit Eigenfrequenz versehen. Erst im Zusammenwirken mit der Motorspute und dem Rotor ergibt sich ein Oszillator mit einer Betriebsfrequenz, deren Wert ohne Umsteuerlogik und anliegendes Synchronisiersignal oberhalb der entsprechenden Frequenz des Synchronisiersignals liegt, und die darüber hinaus in einem relativ großen Bereich schwanken darf. Der erfindungsgemäße Motor funktioniert also im Gegensatz zu den bekannten Motoren ohne Synchronisiersignal als selbstgesteuerter Impulsmotor.

Außerdem liegt bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ohne Synchronisiersignal und Umsteuerschaltung die Betriebsfrequenz des Motors oberhalb der entsprechenden Synchronisierfrequenz und sie darf in einem relativ großen Bereich schwanken.

Neben einer wesentlichen Verringerung der Baugröße, die ohne weiteres einen Rotor mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Länge von 10 mm zuläßt, und einer wesentlichen Erhöhung des Wirkungsgrades, der nahezu den Wert 1 aufweist, ist dabei in jeder Lage ein sicherer Selbstanlauf in der richtigen Drehrichtung gewährleistet. Außerdem können die Spulen auf Grund ihrer einfachen Form und geringen Größe und der nicht zu geringen Drahtdicke der Wicklung billig hergestellt werden.

Dadurch, daß die Spannung der Gleichspannungsquelle mittels eines nach dem Serienstabilisierungsprinzip arbeitenden Regelkreises auf 1,1 Volt stabilisiert wird, ist es möglich, die elektronische Schaltung der beiden Schwingungserzeuger so aufzubauen, daß keine Bauteile mit engen Toleranzen vorhanden sind, so daß diese Schaltung voll integrierbar ist und damit billig wird. Auch dies trägt zur Verringerung der Gesamtbaugröße wesentlich bei. Außerdem kann dadurch ein billiger, 1-zelliger Ni-Cd-Akku verwendet werden, der bei vorhandener Netzspannung über eine Gleichrichterschaltung aufgeladen werden kann.

Die Sicherheit des Selbstanlaufes in der richtigen Richtung wird dadurch erhöht, daß der Winkelabstand der beiden Spulen größer ist als der Winkelabstand zweier benachbarter Pole, aber kleiner als ein ganzzahliges Vielfaches des Winkelabstandes zweier benachbarter Pole des permanentmagnetischen Rotors. Vorzugsweise wird ein Winkelabstand gewählt, der einer Phasenverschiebung von 90° entspricht.

Die beiden Schwingungserzeuger bestehen zweckmäßigerweise aus in Selbsterregung mit Kippschwingungen im Impulsbetrieb arbeitenden Einspulenantriebsschaltungen (deutsche Auslegeschrift 2 009612).

Weitere Ausgcstaltungsmerkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 5 bis 8 hervor.

An Hand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Spulen- und Rotoranordnung des Antriebsmotors nach der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 ein Schaltbild der elektronischen Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Motor besitzt zwei Luftspulen 51 und 52, deren Wickelachsen Wl und Wl radial auf die Achse des Rotors 1 gerichtet sind und einen Winkelabstand von 90° besitzen. Der Rotor hat eine zylindrische Form und besteht aus permanentmagnetischem Material. Er besitzt drei jeweils um 120° gegeneinander versetzte radialgerichtete Polpaare. Die Luftspulen 52 und 51 haben jeweils eine im wesentlichen hohlzylindrische Form, wobei jeweils die innere Stirnseite der Mantelrundung des Rotors 1 angepaßt ist, so daß ein möglichst geringer Luftspalt zwischen den Luftspulen 51 und 52 und dem Rotor 1 besteht.

Der Rotor hat einen Durchmesser von 9 mm und eine axiale Länge von 10 mm.

Für die Erregung der Luftspulen 51 und 52 und den Antrieb des Rotors 1 ist die in Fig. 2 dargestellte elektronische Schaltung vorgesehen. Diese elektronische Schaltung wird von einem Ni-Cd-Akku 2 oder einer Monozelle über eine Spannungsstabilisierungsschaltung ST gespeist, welche die vom Akku 2 gelieferte Spannung von 1,2 bis 1,5 V auf 1,1V stabilisiert.

Grundsätzlich würde die elektronische Schaltung auch ohne Spannungsstabilisierung funktionieren, jedoch können bei Anwendung dieser Spannungsstabilisierung die Toleranzen der Bauelemente der Schaltung größer sein, und überdies wird dadurch ermöglicht, daß die beiden Antriebsschaltungen Al und Al der beiden Luftspulen 51 und 52 in bezug auf Selbstanlauf im günstigsten Arbeitspunkt betrieben werden. Außer der Spannungsstabilisierungsschaltung 57 und den beiden Antriebsschaltungen A\ und Al besitzt die elektronische Schaltung noch eine Umsteuerlogik UL, welche dazu dient, nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Rotors 1 die beiden Antriebsschaltungen Al und Al abzuschalten und den Spulen 51 und 52 ein äußeres Fremdsynchronisiersignal der Netzfrequenz zuzuführen.

Die Spannu.igsstabilisierungsschaltung arbeitet nach dem Serienstabilisierungsprinzip mit 71 als Serientransistor. Ein Transistor T2 erhält seinen Basisstrom über den Widerstand Al und steuert mit seinem Kollektorstrom die Basis des Serientransistors Tl. Der Regelkreis der Spannungsstabilisierung wird dadurch geschlossen, daß über einen Transistor 73, dessen Basis von der stabilisierten Ausgangsspannung mittels eines Spannungsteilers R2, /?3 gesteuert wird, das Basispotential des Transistors 7 2 geregelt wird. Der parallel zum Serientransistor 71 liegende Tantalkondensator Cl verhindert Schwingungen der Stabilisierungsschaltung, die besonders bei Impulsbetrieb möglich wären. Bei richtiger Dimensionierung der Schaltung gehen für die Ausgangsspannung nur die Daten des Spannungsteilers Rl, R3 sowie die Eingangskennlinie des Transistors 73 ein.

ίο Die beiden Antriebsschaltungen Al und AZ sind völlig gleich aufgebaut und sind an sich bekannt. Sie bestehen jeweils aus einem einen negativen Widerstand darstellenden Netzwerk, das wie folgt geschaltet ist:

Die Basis eines Silizium-Transistors TS bzw. 712 ist mit dem Kollektor eines Silizium-Transistors 74 bzw. 711 und der Kollektor des Transistors T5 bzw. 712 über einen Ohmschen Widerstand R6 bzw. Λ17 mit der Basis des Transistors 74bzw. TIl verbunden.

Der Emitter des Transistors TS bzw. Γ12, der am Minuspol des Akkus 2 liegt, ist über einen Widerstand /?7 bzw. RIl mit der Basis des Transistors 74 bzw. • TIl verbunden. Zwischen dem Emitter des Transistors 74 bzw. 711 und dem Pluspol des Akkus 2 liegt ein Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen A4 und RS bzw. RlS und R16. Parallel zum Widerstand /?4 bzw. RlS liegt eine Kapazität Cl bzw. C6. Die Luftspule 51 des in Fig. 2 dargestellten Motors liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 75 und dem Pluspol des Akkus 2, die Luftspule 52 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 712 und dem Pluspol des Akkus 2.

Diese Antriebsschaltungen Al und Al sind Einspulenantriebsschaltungen und haben folgende Wir^k"ⁿg^:

An den beiden Klemmen der Schaltung, an welche die Spulen 51 und 52 angeschlossen sind, tritt jeweils ein spannungsgesteuerter negativer Widerstand auf. Dieser negative Widerstand wird mit Hilfe einer zweistufigen rückgekoppelten Verstärkerschaltung mit zwei komplementären, in Emitterschaltung betriebenen Transistoren erzielt. Die beiden Luftspulen 51 und 52 werden bei einer Drehung des Rotors 1 von den magnetischen Feldlinien der Pole so durchsetzt, daß in ihnen jeweils eine Spannung induziert wird. Bei genügend kleinen Drehbewegungen des Rotors 1 stellt dabei die in Fig. 1 dargestellte Anordnung näherungsweise einen Parallelschwingkreis dar, der zwischen dem Kollektor des Transistors TS bzw. T12und dem Pluspol des Akkus 2 liegt. Durch den Widerstand der Spulen 51 und 52 sowie durch die Wahl der Widerstände R6 bzw. RlT, RS bzw. R16, Rl bzw. R17 und RA bzw. RlS bestimmt sich der Aibeitspunkt aul der Kennlinie des negativen Widerstandes. Die Kennlinie und der Arbeitspunkt sind so gewählt, daß inRuhezustand des Rotors 1 beide Transistoren T4 unc TS bzw. 711 und 712 im aktiven Bereich arbeiten so daß die Spulen 51 und 52 von einem Dauerstrorr durchflossen werden. Damit ist die Bedingung für di<

Selbsterregung erfüllt, was bedeutet, daß der Rotoi selbst anläuft. Dadurch, daß die beiden Luftspulen 51 und 52 in bezug auf die Magnetpole des Rotors ein« Phasenverschiebung aufweisen, die in der gewählter Ausführungsform 90° beträgt, ist der Selbstanlauf de:

Cj Motors in jeder Lage sichergestellt. Die zur Umschal tung von Eigensteuerung auf Fremdsteuerung de Luftspulen 51 und 52 vorgesehene Umschaltlogik Ul ist wie folgt aufgebaut:

hin Hingangstransistor 7^9, dessen Basis über einen Widerstand /?11 am Pluspol des Akkus 2 liegt, ist mit seinem Emitter an diejenige Klemme der Luftspule 51 angeschlossen, die nicht mit dem Pluspol des Akkus 2 verbunden ist. Sein Kollektor ist einerseits über einen Widerstand R12 mit dem Minuspol des Akkus 2 und andererseits über eine Diode IM und einen Widerstand ft 13 mit der Basis eines Transistors 710 verbunden sowie mit einer Kapazität C'5, die zusammen mit dem Widerstand ftl3 ein Zeitglied darstellt. Der Kollektor des Transistors 710 ist über einen Widerstand R14 mit dem Pluspol des Akkus 2 verbunden und außerdem über einen Widerstand RIO mit der Basis eines Transistors 78, dessen Emitter am Minuspol des Akkus 2 liegt und dessen Kollektor auf die Basis eines Transistors 7'6 geschaltet ist. Der Transistor 76 liegt parallel zum Transistor 7*5 der Antriebssclialtung/11 der Spule 51, d.h. der Emitter des Transistors 76 ist mit dem Emitter des Transistors 75 verbunden bzw. gemeinsam mit diesem auf den negativen Pol des Akkus 2 geschaltet, und der Kollektor des Transistors 76 ist mit dem Kollektor des Transistors 75 gemeinsam an die eine Klemme der Luftspule 51 angeschlossen. Zwischen der Diode Dl und dem Widerstand /?13 im Basiskreis des Transistors 7Ί0 befindet sich ein Abgriff, der über einen Widerstand R9 auf die Basis eines weiteren Transistors Tl geschaltet ist, die zugleich über einen Kondensator C4 am Minuspol des Akkus 2 liegt. Der Emitter des Transistors 77 liegt am Minuspol des Akkus 2, und der Kollektor des Transistors Tl ist auf die Basis des Transistors TS der Antriebsschaltung Al geschaltet.

Entsprechend zum Transistor 77, der die Aufgabe hat, den Transistor 75 der Antriebsschaltung A zu sperren, ist über einen Widerstand R21 ein Transistor 713 geschaltet, dessen Emitter ebenfalls am Minuspol des Akkus 2 liegt und dessen Kollektor auf die Basis des Transistors 712 der Antriebsschaltung A2 der Luftspule 52 geschaltet ist. Dieser Transistor 713 hat die Aufgabe, den Transistor T12 zu sperren. Ein mit einem Widerstand RS versehener Eingang E für von außen zuzuführende Synchronisierungsimpulse oder -signale ist einerseits direkt auf die Basis des Transistors 76 und andererseits über eine Kapazität CS auf die Basis eines Transistors 714 geschaltet, dessen Emitter am negativen Pol des Akkus 2 liegt und dessen Kollektor entsprechend dem Kollektor des Transistors 76 auf die nicht am Pluspol des Akkus liegende Klemme der Luftspule 52 geschaltet ist. Außerdem liegt die Basis des Transistors 714 am Abgriff eines aus den beiden Widerständen /?19 und R20 bestehenden Spannungsteilers.

Die gesamte Schaltung ist so ausgelegt, daß ohne Umsteuerelektronik UL die Drehzahl bei Nennlast etwa 60 Hz erreichen würde. Die Umsteuerlogik UL, die die beiden Spulen 51 und 52 auf Fremderregung umschalten soll, ist so ausgelegt, daß etwas unterhalb von 50 Hz die Schwelle des Eingangstransistors 79 überschritten wird, so daß ab diesem Frequenzwert Spannungsimpulse am Ausgang dieses Transistors erscheinen.

Diese Impulse werden über das Integralglied CS, Λ13 integriert. Wenn am Kondensator CS ein bestimmter Spannungswert überschritten wird, schaltet 7110, und damit werden die beiden Antriebsschaltungen /41 und /42 der Spulen 51 und 52 über die Schalttransistoren 76, 77, 7'8 bzw. 713 und 714 von Ei generregung auf Fremderregung umgeschaltet. Anders ausgedrückt erfaßt der aus dem Transistor 75 und den Widerständen RIl und R12 bestehende Schwellwertschalter über den positiven Teil der induzierten Spannung an der Spule 1 die Drehzahl des Rotors 1 bei einem Wert, der etwas unterhalb der Synchronisierfrequenz liegt, und schaltet über die durcl· das Integralglied C5, Λ13 gewonnene und damit gün-ίο stigerweise verzögerte Gleichspannung die Antriebsschaltung Al und /42 der Spulen 51 und 52 ab und gleichzeitig über 76 die Synchronisierimpulse zu. Die Verzögerung des Umschaltens über das Integralglied ist deshalb so wichtig und vorteilhaft, weil ja das Ansprechen des Transistors 79 bei einer Frequenz unterhalb der Synchronisierfrequenz liegen muß, während für das Umschalten des Motors auf das Synchronisiersignal eine Frequenz des Motors um oder etwas oberhalb der Frequenz des Synchronisiersignals günstiger ist. Die beschriebene Art der Synchronisation ist deshalb so vorteilhaft, weil einerseits ein sehr großer Wirkungsgrad und andererseits ein gegenüber anderen Synchronisierschaltungen sehr viel größerer Synchronisierbereich bei geringem Schaltungsaufwand erreicht wird.

Vorteilhaft ist dabei ebenfalls, daß selbst bei einem im allgemeinen unmöglichen Außer-Tritt-Fallen dei Motor lediglich ganz kurz verlangsamt wird, wodurch die Spulen wieder auf Selbststeuerung umschalten, erneut beschleunigen und wieder synchronisiert werden Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei einem Synchronisiersignal von 50 Hz keine Frequenzteilei benötigt werden und daß die ganze Schaltung so ausgelegt ist, daß bei Netzspannungsspitzel' kein Gangfehler des Motors eintreten kann. Für das Netzsigna können überdies sehr große Toleranzen sowohl bezüglich der Amplitude (z.B. Faktor 5 bei genügende! Übersteuerung von 76 und TS) als auch bezüglich der Impulsbreite (z.B. plus minus 10%) zugelasser werden. Während es grundsätzlich möglich ist, untei Weglassung von 713, 714, R19, /?20, R21 und Cf nur die Spule 51 auf Fremdsteuerung umzuschalter und die Spule 52 in Selbsterregung weiterzubetreiber und dadurch ein größeres Maximaldrehmoment füi den Motor zu erreichen, ohne die Synchronisation zi beeinflussen, werden beim gewählten Ausführungsbeispiel gleichzeitig beide Spulen von Eigenerregunj auf Fremderregung umgeschaltet, wobei über CS R19, R20 und 714 an der Spule 52 um etwa 90^c phasenverschobene Synchronisierimpulse auftreten Ist nun beim Umschalten eine bestimmte Drehrich tung vorhanden, so entspricht die beschriebene Pha senverschicbung der Impulse der Spule 1 und dei Spule 2 der vorhandenen Drehrichtung, und es erfolg sofortige Synchronisation. Ist die Drehrichtung bein Umschalten entgegengesetzt, so ist die Phase der Im pulse, bezogen auf die Induktionsspannung in det Spulen so, daß der Rotor sehr schnell abgebrems wird. Dann schalten beide Spulen nach entsprechen der Verzögerungszeit (bedingt durch die Dauer de Entladung von CS über /?13 und R21) wieder au Selbststeuerung um, wobei wieder Selbstanlauf un< Umschalten auf das Synchronisiersignal erfolgt. Au diese Weise wird die Drehrichtung elektronisch mi sehr geringem Aufwand festgelegt, und eine mechani sehe Drehrichtungssperre oder andere Mittel zu Drehrichtungsbestimmung entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 543/35

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung iür ein zeithaltcndes Gerät, insbesondere für eine Synchronuhr mit Gangreserve, bestehend aus einem Motor mit einem mehrpolig-radial-permanentmagnetischen Rotor und einem mehrere Feldspulen aufweisenden Stator, wobei die Feldspulen sowohl von der Lichtnetzfrequenz als auch von einer elektronischen, von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Antriebsschaltung steuerbar sind und der Motor im Drehbereich der magnetischen Feldlinien des Rotors wenigstens zwei in einem bestimmten Winkelabstand angeordnete Luftspulen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Luftspulen (Sl und 52) an je eine elektronische Schaltung angeschlossen sind, die zusammen mit dem Rotor einen im angelaufenen Betriebszustand in energiesparendem Impulsbetrieb arbeitenden Oszillator (Al und A2) ergeben, dessen Frequenz oberhalb der entsprechenden Synchronisierfrequenz liegt und daß eine elektronische Umsteuerschaltung ( UL) vorhanden ist, welche oberhalb einer bestimmten Drehzahl wenigstens eine Luftspule (Sl oder S2) vom entsprechenden Oszillator (Al bzw. A2) abschaltet und dieser Luftspule (51 bzw. 52) von außen ein Synchronisiersignal, z.B. mit Netzfrequenz, zuführt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Gleichspannungsquelle (2) mittels eines nach dem Serienstabilisierungsprinzip arbeitenden Regelkreises (ST) auf 1,1 V stabilisiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der beiden Luftspulen (51, 52) größer ist als der Winkelabstand zweier benachbarter Pole (Λ', S), aber kleiner ist als ein ganzzahliges Vielfaches des Winkelabstandes zweier benachbarter Pole (N, S) des permanentmagnetischen Rotors (1).

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwingungserzeuger (Al und A2) aus in Selbsterregung und/oder mit Kippschwingungen im Impulsbetrieb arbeitenden Einspulenantriebsschaltungen bestehen.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerschaltung (UL) einen Schwellwertschalter (Γ9, Λ11, R12) umfaßt, der über den positiven Teil der in der Spule (Sl) induzierten Spannung die Drehzahl des Rotors (1) bereits bei einem unterhalb der Synchronisierfrequenz liegenden Wert erfaßt und mit einem Integrierglied (C5, Λ13, R21) versehen ist, welches eine zeitlich verzögerte Gleichspannung erzeugt, durch welche die Spule (Sl bzw. 52) von ihrer Antriebsschaltung (Al bzw. A2) abgeschaltet und gleichzeitig auf Fremdsteuerung umgeschaltet wird.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerschaltung (UL) beide Spulen (Sl und 52) gleichzeitig von ihren Antriebsschaltungen (Al und Al) ab- und zugleich auf Fremdsteuerung umschaltet, wobei im Fremdsteuerungszweig der zweiten Spule (52) eine dem Winkelabstand der beiden Spulen (51 und 52) entsprechende Phasenverschiebung Jes Steuersignals stattfindet.
' 7 Xntriebsvorrichtuna nach Anspruch 1 his 6. dtdurii «ekennzeichnet. daß die Spulen (.Vl und A> _Lufts⁼pulcn sind und einen Winkelabstand von etwa W haben, wahrend der Rotor (1) zylindrisch' ausgebildet ist und drei radial-magneiisierte symmetrisch verteilte Poipaarc aufwe.M

' s Antriebsvorrichtung nach Anspruch !, uüdurchWenn/eichnei, daß die Luftspulen (Sl und

ί eine im »^entliehen hohlzylindrische Wikk'lform mit einer dem bogenförmigen Verlaut der Mantelfläche des Rotors ( i ) angepaßten Stirnseite autweisen.