DE1548004A1 - Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektrischen Unterhaltung von Drehschwingungen - Google Patents

Description

Roberr Yihltex neich, Cberingeninur»

Patentanmeldung. ₅

Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektrischen unterhaltung von Drehschwingungen« :>-/·. , j öl?

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Es ist eine Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektrischen Unterhaltung von Drehschwinounyen bekannt (1043962),>bei welcher wehrend der Schwingung in einer ersten Spule eine Steuerspannung erzeugt wird, die Bber eine elektronisch« RBckkoplungsschaltung, vorzugsweise eine Transistorrtickkopplungsechaltung einen Stromfluss in einer zweiten Spule derart bewirkt, dass derselbe als Antrieb auf den Schwinger einwirkt© wobei die Ausbildung des Spulen- und Magnetsystems so gewählt ist, dass die Form des Antriebsinipulses im Wesentlichen nur uShrend eines kleinen Teiles der Shhwingungsperiode entsteht. Bei der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung soll nun die Anordnung der Magnetpole auf den Drehschwingerι vorzugsweise der Unruh oder auch einen von Drehschwinger periodisch bewegten Teil so gewShlt werden, dass die von den Polen eingenommenen Fliehe nur einem kleinen Teil des gesamten Schwingungsbogens entspricht, Die Ausführung von Uhren nach dem angegebenen Prinzip erfordert also kleine Magneteoder Magnetpole^ Entsprechend dor geringen räumlichen Ausdohung der Magnete oder Magnetpole ir.Hssen auch die Spulen sehr klein gewÄhlt werden» Durch die kleine Ausftlhruns der Spulen ergeben sich aber erhebliche Schwierigkeiten» Wickelt iran die Erreger^ und Antriebsspule bifilar, so sind die sich aus der Rickkopplung Ober den Transistorkreis ergebenden Schwingungen nur sehr schwer zu be— dfmpfen» Die Bedimpfung muss aber so gewfhlt werden_s dass kein Transistor-Oszillator entsteht, der stÄndig schwingt* denn sonst wflrde" die Uhr nicht laufen» Die BedRmpfung bedeutet aber Verlust an Wirkungsgrad, Tatsächlich benBtigen derartige Anordnungen mit kleinem Magnetpol und entsprechend kleinen Spulen auch einen erheblichen Stromverbrauch, der zur Einschr8nkun3 dor Betriebsdauer führt. Durch diese Anordnung entstehen aber noch weitere Nachteile, insbesondere wird die Spannungsabhfngigkeit ausserordentlich grossv Der angetriebene Unruhschwinger lluft

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direkt in Abhängigkeit von der Spannung, Auch aas lemperaturvexhalten eines solchen Oszillators ist ausserordentlich ungünstig» Man muss unbedingt Transistoren mit einem hohen Verstärkungsfaktor anwenden. Das Temperaturverhalten solcher Transistoren mit hohem Verstärkungsfaktor ist aber denkbar schlecht. Bei Temperaturen unter O bleiben derartige Uhren mit solchen Transistoren mit hohem Verstärkungsfaktor einfach stehen. Die Amplitude des Gangordners ist direkt abhängig von der Tempera« tür sowohl als auch von der Spannung. Die Herstellung dar Spulen selbst ist ausserordentlich schwierigk, Man muss sie als gebackenc Spulen ausffihren, um noch weitere Verluste zu vermeiden, und bei einer bifilaren Wicklung beispielweise ergeben sich hohe Ausschusszahlen, Eine zweckmfissige Fertigung ist nach diesem Prinzip nicht ohne weiteres durch-

bei

führbar. Besonders erschwerend wirkt noch/dem Aufbau einer solchen elektronischen Uhr, dass die Magnetpole einseitig angeordnet sein müssen, In Bezug auf die Drehachse, Hierdurch ist es erforderlich zum Gewichtsausgleich auf der gegenüberliegenden Seite noch zusatzlich Gewichte auf dem Unruhschwinger anzubringen, was wiederum einen erheblichen Verlust bedingt, ca ja das doppelt? Gewicht beschleunigt werden muss, Βεί Verwendung von ringförmigen magnetischen Scheiben, die an ihrf-rn Umfang wenigstens einen vor einer Spule sich bewegenden Pol besitzen, ist das Gewicht uor Unruh noch um ein vVesentliches vergrBssert, Ausserde-p liegt das Gewicht nicht im Schwerpunkt, und hierdurcn werden die Isochronisrr.usb3dingungen ungünstig beeinflusst, Es ist dabei gleichgültig, ob man den einen Po am Scheibenurrfans und den anderen im Scheibenrnittelpunkt unfiercoringt oder überhaupt in einer Scheibe einen kleinen ,7.3 g netpol, η ach der Spule hin gerichtet, unterbringt. In jedem Fall muss eine grosse iV.asse bewegt werden, wöhrend nur ein kleiner iAagnetpol für die Erregung und für die Bbertragung des Antriebsimpulses zur Verfügung steht. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektri* sehen Unterhaltung der Schwingungen eines Schwingers,, bei welcher wihrenc delr Schwingung in einer Erregerspule eine Steuerspannung erzeugt wird, d

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die Aber pine elektronische Reckkopplungsschaltung, vorzugsweise eine Transistor-ReckkoijiLncfSschaltung,, einen Stxornnistoos in einer Antriebsspule erzeugt, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Magnetpole auf dem Schwinger eine GrOsse haben, welche der Schwingung s-amplitude entspricht oder grosser ist, so dass die von den Magnetpolen eingenommene FISehr. mindestens dem gesamten Schwingungsbogen entqrlcht. Die Spulenanordnung kann als normale Ausführung mit innenliegender Antriebs- und ausscnliegendeB Hrrecerspule oder umgekehrt gewShlt werden» Es bestehen also sowohl für die Herstellung als auch fSr die Sperrung des Oszillator» keinerlei Schwierigkeiten_e Die Magnetanordnung wird beispielsweise zur Hffüllung der Anspruchsforderung wie folgt ausgeführt. WRhIt man beispielsweise''eine. /Amplitude von 270 Grad fflr den Unruhschwinger, so ' verwendet man einen ringfBrmigen Magneten in jeder Ebene, der gleichfalls einen Bogen von 270 Grad besitzt· In dem sich ergebenden freien Segmentsteck des Kreisbogens wird die Spulenanordnung untergebracht» Die Magnete sind axial und zwar über die gesamte Fliehe magnetisiert und in den Ebenen gegenpolig angeordnet» Hierdurch·trgibt sich, dass die Magnetpole,also beispielsweise in der oberen Ebene zur Spule hin ge-

den
richtet, einen Nordpol 8ber öük gesamten Schwingungsbogen von 270 Grad besitzt und dementsprechend auf der unteren Ebene einen Südpol von genau dem gleichen Winkelg*ad_# FQr die Erregung ausgenutzt wird die Fluss- ι änderung, wobei die Antriebs- und die Erregerspule .-sowohl so geschaltet werden kann, dass eine Einziehung oder auch eine Abstossung erfolgen kann. Da die I/iagnetpol^ausserordentlich stark sind, weil eine sehr grosse Magnetmasse und auch eine sehr grosse JoIflÄche besteht, ist die Fluss-Änderung ausserordentlich scharf und in ihrem Wert sehr hoch. Der Flussenderungswert betrfigt ein Vielfaches gegenüber einer Anordnung mit einem kleinen Magnetpol, Der Stromverbrauch der Anordnung geht daher entsprechend in gleichem Masse zureck« Die Anwendung grosser Magnetmassen entsprechend ausgedehnter Magnetpole hat nun aber ausserdem die Wirkung, dass die Schwingungsamplitude unabhSngig von der Spannung aufrechterhalten wird« Eine Spannungsabhtngigkeit besteht daher nur in garn: ,/„

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engen Grenzen, ntmlich, wenn die Spannung so weit absinkt, dass ein Betrieb der Uhr Oberhaupt nicht mohr möglich ist« Eine solche elektronisch betriebene Uhr !luft beispielsweise noch bis 0,6 Volt Batteriespannung herunter, ohne dass wesentliche Änderungen der Schwingungsamplitude eintreten können_f Wehrend für Uhren mit kleinem Magnetpol bereits eine so geringe Spannungslnderung zu Gangungenauigkeit fflhrt, aass man nach einer bestimmten Betriebsdauer zur Vermeidung solcher Gangungenaui^keiten die Batterie auswechseln muss. Auch das Temperaturverhalten der ganzen Anordnung ist selbstverstindlich in gleichem Masse gebessert, da der Schwingungseinsatz des Oszillators stabiler ist,zur Anfachung des Oszillators viel höhere magnetische Krtfte fftr die Induktion zur VorfCgung stehen und daher unter allen Umstanden eine öffnung des Transistors auch bei niedrigen Temperaturen eintreten muss. Ein ganz wesentlicher Vorteil der Anordnung liegt aber auch noch darin, dass die FlussÄnderung selbst ganz tcharf eintritt und nicht sinusförmig wie bei einem kleinen Magnetpol, Hierdurch ergibt sich ein sehr kurzer und krSftiger Antriebsimpuls, der fflr die Isochronismusbpdingungen von ausserordentlichem Wert ist«

Die Anwendung von Magnetpolen, welche in der gleichen Grössenordnung liegen wie der zu erzeugende Schwingungsbogen bei Drehschwingern wie Unruh usw. fflhrt zu ausserordentlich einfachen Uhrenkonstruktionen, die nicht lageabhingiä sind wie Uhren mit kleinen Magnetpolen, sonder-n in jeder Lage vOllis gleichr.itssig laufen» Der Erreger- und Antriebsimpuls wird durch eine Flussfnderung mit steiler Flanke von einem starken Magnetfeld bewirkt. Das Magnetfeld ist ausserordentlich konzentriert, so dass ein astatisches System entsteht mit einem hohen Flusswert innerhalb dieses konzentrierten Magnetfeldes. Der Höh e Wert der Flussinderung reicht aus, um selbst mit Transietoren mit 118 niedrigem Verstärkungsfäk* tor arbeiten zu können, so dass die TemperaturabhSnfligkeit nicht in Erscheinung tritt. Selbst mit Transistoren mit einem Verstirkungsfaktor vor 20 etwa arbeitet da« System völlig ausreichend und einwandfrei« Die erzeugte Induktionsspannung und der erzeugte Indukttonsstrom ./,

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Claims (5)

Öffnen auch solche Transistoren, was mit kleinen Magnetpolen nicht erreichbar wire. Die Verwendung von solchen Transistoren mit niedrigem Verstärkungsfaktor bietet aber die bekannten Vorteile in Bezug auf Spannungs- und StromabhÄngigkeit sowie in Bezug auf das Temperaturverhalten. Patentansprflche:

1.) Schaltungsanordnung zur kontaktlosen elektrischen Unterhaltung der

in Schwingung eines Schwingers, bei welcher wthrend der Schwingung/einer Erregerspule eine Steuerspannung erzeugt wird, die über eine elektronische RBckkopplungsschaltung,vorzugsweise eine Transistor-Reckkopplungsschaltung, einen Stromfluss in einer Antriebswicklung erzeugt, wobei aus dem Magnet- und Spulensystem ein kurzer Antriebsimpuls abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Drehschwinger, vorzugsweise Unruh, Magnete angeordnet sind, mit einer Ausdehnung der Magnetpole, entsprechend oder grBsser alt der gesamte Schwingungsbogen des Schwingers* 2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des freien Segmentteiles des gesamten Kreisbogens der Unruh das Spulensystem,aus Erreger- und Antriebsspule bestehend, angeordnet ist.

3_#) Schaltungsanordnung nach Ansprechen 1 und 2_P dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete flber die gesamte Fliehe des Schwingungsbogens magnetisiert sind«

4.) Schaltungsanordnung nach AnsprSchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dtss die Magnete in zwei Ebenen angeordnet sind, die oberhalb und unterhalb des Spulensy-stems liegen,und dass die Flüchenmagnete gegenpolig in diesen Ebenen angeordnet sind.

5.) Schaltungsanordnung nach Ansprechen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass,das Teil der Achse,zwischen beiden Ebenen liegend, so verstärkt ist, dass es als RBckschluss der Magnete in beiden Ebenen wirkt. 6.) Schaltungsanordnung nach Ansprechen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,: dass Magnetmasse und Magnetfltche so gross gewBhlt sind in der Ausdehnung,, dem Schwingungsbogen entsprechend oder grOsser als dieser Schwingungsbogen, dass die FlussRnderung des Magnetfeldes ausreicht, ./«

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Bber die Induction in der Erregerspule selbst Transistoren mit niedrigstem Verstirkungsfaktor zu öffnen.

(Ja

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