DE1059358B

DE1059358B - Pendelantrieb mit Transistoren

Info

Publication number: DE1059358B
Application number: DED23192A
Authority: DE
Inventors: Armin Zolondek
Original assignee: OSKAR VIERLING ELEKTROTECHNISC
Current assignee: OSKAR VIERLING ELEKTROTECHNISC
Priority date: 1956-06-22
Filing date: 1956-06-22
Publication date: 1959-06-11

Description

Pendelantrieb mit Transistoren Die Hauptpatentanmeldung D22170 VIIId/83b hat ein kontaktlos. über Transistoren gesteuertes Schwingsystem in Rückkopplungsschaltung zum Gegenstand, bei welchem die derart symmetrisch an beiden Enden eines pendelnd aufgehängten, unmagnetischen Zwischenstückes angebrachten und so bemessenen Permanentmagnete in der Ruhelage sich mit ihrer neutralen Zone in der Mitte der Impuls- und Antriebsspule befinden und eine derartige Schaltung vorgesehen ist, daß von den bei jeder Vollschwingung entstehenden vier Steuerimpulsen mindestens zwei als Antriebsimpulse ausnutzbar sind. _ Die Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung ergibt zwar einen symmetrischen, stroßfreien Antrieb, hat aber den Nachteil, daß sie nicht von selbst aus der Ruhelage anschwingt, sondern einer, wenn auch kleinen Anwurfbewegung bedarf. Das liegt daran, daß der Arbeitspunkt des Transistors im Ruhezustand so liegt, daß praktisch kein Strom fließt und keine Kraftwirkung in der Antriebsspule zustande kommt. Außerdem kann der am unteren Knick der Kennlinie liegende Arbeitspunkt nur durch Spannungen einer bestimmten Polarität angesteuert werden. Durch die periodische Bewegung der Magnetpole vor den Antriebs- und Impulsspulen wird jedoch stets eine Wechselspannung, die etwa einer Sinuskurve gleichkommt, erzeugt, so daß der Energiegehalt der in bezug auf die Emittervorspannung in Sperrichtung wirkenden Halbwelle der Wechselspannung nicht zur Steuerung des Transistors ausgenutzt werden kann. Der Wirkungsgrad dieser Anordnungen bedarf demnach noch einer Verbesserung.
Beide Fortschritte, nämlich ein Selbstanlaufen der Anordnung und eine Verbesserung des Wirkungsgrades, werden bei einem Pendelantrieb nach der Hauptpatentanmeldung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Basis des einen verwendeten Transistors gegenüber dem Emitter eine solche Vorspannung erhält, daß einmal bereits im unbewegten Zustand der Magnetpole ein zum Aufbau eines magnetischen Kraftfeldes ausreichender Kollektorstrom fließt, zum anderen der gewählte Arbeitspunkt eine symmetrische Verstärkung der Steuerspannung unabhängig von ihrer Polarität ermöglicht.
Die Vorspannung der Basis gegen den Emitter kann sehr klein sein, sie kann erheblich unter der kleinsten mit Elementen darstellbaren Spannung liegen. Wenn man nach einer Weiterbildung der Erfindung den Energiebedarf der Anordnung aus einer Gruppenschaltung von mehreren Sperrschicht-Photoelementen, z. B. auf Siliziumbasis, deckt, genügt die Spannung eines Photoelementes für die Vorspannung der Basis gegenüber dem Emitter.
In der Zwischenzeit zwischen dem Anmeldetag der Hauptpatentanmeldung und des vorliegenden Zusatzpatents ist zwar eine kontaktlos durch eine Transistorschaltung betriebene Unruhuhr mit zwei voneinander getrennten Magneten bekanntgeworden, die beide in der Ruhelage der Unruh symmetrisch zu der Triebspule bzw. der Steuerspule liegen, so daß hier an sich mit bei der Pendeluhr nach der Hauptpatentanmeldung ein zur Mittellage symmetrischer Antrieb bei jeder Halbschwingung möglich ist, aber auf den Selbstanlauf des Systems ist hier ebenfalls keine Rücksicht genommen, obwohl ein solcher bei einer tragbaren Unruhuhr, die bei Stößen od. dgl. stehenbleiben kann, noch viel wichtiger wäre als bei einer Pendeluhr.
An Hand zweier Figuren wird die Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 zeigt das Anschwingen des Pendels in drei Phasen.
In der Fig. 1 ist ein pendelnd aufgehängter Stab 1, an dessen Enden sich je ein Stabmagnet 2 befindet, so vor den Achsen der Steuer- 3 und Antriebsspule 4 angeordnet, daß sich die beiden Magnetpole eines jeden Stabmagnets 2 in der Ruhelage symmetrisch vor den Spulenöffnungen der Steuer- und Antriebsspule befinden. Elektrisch ist die Steuerspule im Basiskreis, die Antriebsspule im Kollektorkreis eines PNP-Transistors 5 angeordnet. In der mechanischen Anordnung unterscheidet sich die Anordnung von der nach der Hauptpatentanmeldung nur dadurch, daß die Magnetpole nicht durch die Spule hindurch, sondern vor ihr hin und her pendeln. Der Emitter des Transistors 5 ist gegenüber der Basis durch ein Sperrschicht-Photoelement 6 schwach in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß im Kollektorkreis bereits im Ruhezustand ein von einer Sperrschicht-Photozellen-Batterie 7 gelieferter Kollektorstrom fließt.
Dieser Kollektorruhestrom bewirkt, wie aus der Fig. 2 a zu ersehen ist, bereits bei unbewegten Magnetpolen ein magnetisches Feld an den Spulen. Durch dieses Magnetfeld wird der vor der Antriebsspule im labilen Gleichgewicht befindliche Magnet angezogen, und das Pendel wird, wie Fig. 2b zeigt, in Bewegung gesetzt.Durch die geringste Bewegung wird aber in der Steuerspule eine Spannung erzeugt, die durch den symmetrisch zur Steuerspannung liegenden Arbeitspunkt des Transistors unabhängig von ihrer Polarität verstärkt und -der Antriebsspule zugeführt wird. Es wird also jede Halbwelle der Wechselspannung verstärkt (Fig. 2c). Die Schwingung des Pendels schaukelt sich durch die Energiezufuhr über die Batterie bis zu einer von den mechanischen und elektrischen Daten der Anordnung abhängigen maximalen Amplitude auf.
Selbstverständlich kann an Stelle des verwendeten PNP-Transistors auch ein NPN-Typ Verwendung finden. Ebenso kann die Lichtbatterie durch eine sonstige Stromquelle ersetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kontaktlos über Transistoren angetriebenes Schwingungssystem in Rückkopplungsschaltung, bei welcher die derart symmetrisch an den beiden Enden eines pendelnd aufgehängten, unmagnetischen Zwischenstückes angebrachten und so bemessenen Permanentmagnete in der Ruhelage sich _mit ihrer neutralen Zone in der Mitte der Impuls-und Antriebsspule befinden und eine derartige Schaltung vorgesehen ist, daß von den bei jeder Vollschwingung entstehenden vier Steuerimpulsen mindestens zwei als Antriebsimpulse ausnutzbar sind, nach Patentanmeldung D 22170 VIIId/83b, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des einen verwendeten Transistors (5) gegenüber dem Emitter eine solche Vorspannung erhält, daß einmal bereits im unbewegten Zustand der Magnetpole ein zum Aufbau eines magnetischen Kraftfeldes ausreichender Kollektorstrom fließt, zum anderen der gewählte Arbeitspunkt eine symmetrische Verstärkung der Steuerspannung, unabhängig von ihrer Polarität, ermöglicht.
2. Schwingungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiebedarf der Anordnung aus einer Gruppenschaltung von mehreren Sperrschicht-Photoelementen (7), z. B. auf Siliziumbasis, gedeckt wird, wobei die Vorspannung der Basis gegenüber dem Emitter durch ein Photoelement (6) erzeugt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1117 873; Horological Journal, 1955, Juli, S. 438.