DE1523939A1 - Electronic circuit for controlling and regulating clockworks, which works with a minimum of electrical energy - Google Patents

Description

Patentanwalt .Patent attorney.

Dipl-Ing. C-H. Nuss n;?QOQ<r-Dipl-Ing. CH. Nut n;? QOQ <r-

Oarmicch ^- rarienkircfien R 407 I D^. 0303 RathautsiraQe M Oarmicch ^ - rarienkircfien R 407 ID ^. 0303 RathautsiraQe M

Garmisch-Partenkirchen, 8. September 1969Garmisch-Partenkirchen, September 8, 1969

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Firma ITALORA S.p.A., Piazza Castello 11, Mailand/ItalienITALORA S.p.A., Piazza Castello 11, Milan / Italy

Elektronischer Stromkreis zur Steuerung und Regelung von Uhrwerken, der mit einem Minimalverbrauch an elektrischer Energie arbeitetElectronic circuit for controlling and regulating Movements that work with a minimal consumption of electrical energy

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein elektronischer Stromkreis zum Steuern und Regeln elektrischer Uhrwerke, welcher in elektromagnetischer Kopplung mit einem Gangregler der schwingenden Art, und zwar vorzugsweise des Types Schwinghebel, arbeitet, dank welcher Kopplung das Regelorgan Antriebsimpu3.se empfängt, deren Dauer und Frequenz vom Schwinghebel selbst gesteuert werden.The subject of the present invention is a electronic circuit for controlling and regulating electrical Movements, which in electromagnetic coupling with a Rate regulator of the oscillating type, preferably the Types rocker arm, works thanks to what coupling the regulating organ Antriebimpu3.se receives whose duration and frequency from Rocker arms can be controlled by themselves.

Der Stromkreis nach der vorliegenden Erfindung ist ein elektronischer Transistor-Stromkreia des Types R-C, dessen Zeitkonstante eine längere Dauer besitzt als eine Halbschwingung des mit ihm elektromagnetisch gekoppelten Schwinghebels,The circuit of the present invention is a electronic transistor circuits of the type R-C, whose Time constant has a longer duration than a half-wave the rocker arm electromagnetically coupled to it,

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so daß diesem letzteren sowohl die Steuerung der Frequenz als auch diejenige der -uauer sämtlicher in der Spule des Stromkreises induzierter Impulse ermöglicht wird bei einem gleichzeitigen Minimalverbrauch an elektrischer Energie. ■so that this latter both the control of the frequency as also that of the -uauer all in the coil of the circuit induced impulses is made possible with a simultaneous minimal consumption of electrical energy. ■

In der Stammanmeldung P 1-5 23 927.7 ist der vorstehen! genannte elektronische Stromkreis kurz beschrieben und in Fig. 4 schematisch veranschaulicht. .In the parent application P 1-5 23 927.7 is the above! called electronic circuit briefly described and illustrated in Fig. 4 schematically. .

Falls der genannte Stromkreis mit einem öchwinghebel der in der vorstehend genannten Anmeldung beschriebenen art gekoppelt wird, vermindert sich der Verbrauch an elektrischer Energie der gesamten Vorrichtung noch mehr.If the said circuit with a swing lever coupled of the type described in the aforementioned application becomes, the consumption of electrical energy of the entire device is reduced even more.

Auf dem Gebiete der elektrischen oder elektronischen Uhrwerke ist die Verwendung elektronischer und elektrischer Kontaktvorrichtungen ersetzender Trarisistor-Stromicreise bereits bekannt; insbesondere icennt man bereits einige Anwendungen normaler Transistor-Verstärker sowie diejenigen von Verstärkern des R-C-Types.In the field of electrical or electronic Clockwork is the use of electronic and electrical Contact devices replacing Trarisistor power circuits already known; In particular, some applications of normal transistor amplifiers and those of amplifiers are already known of the R-C type.

Diese letzteren, in deren Kategorie der erfindungsgemäße Stromkreis gehört, werden jedoch für vom Zwecke der vorliegenden Erfindung vollkommen verschiedene Zwecke verwendet und daher auch mit ganz anderen Merkmalen verwirklieht.These latter, in the category of which the invention Electric circuit, however, are used for purposes entirely different from the purposes of the present invention, and therefore also realized with completely different characteristics.

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In den meisten Fällen werden die Verstärkerstromkreise des R-C-'i'ypes zur Erzeugung von selbst entstehenden Impulsen verwendet, deren Frequenz unabhängig von derjenigen des schwingenden Reglerorganes ist, welch letzterem ausschließlich die Aufgabe zufällt, die genannten Impulse -im Synchronismus zu lösen.In most cases the amplifier circuits of the R-C-'i'ypes for the generation of self-generated impulses used whose frequency is independent of that of the vibrating Regulator organ is, which latter exclusively the Task falls to the impulses mentioned -in synchronicity to to solve.

Bei anderen Vorrichtungen bezweckt dagegen die Zeitkonstante R-C einzig und allein die Erzeugung eines kräftigen anfänglichen Stromimpulses, der sich eignet, Gangregler in Schwingung zu versetzen, deren Amplitude äußerst klein ist und welche andererseits -?ine sehr hohe Frequenz besitzen, die Hunderte von Perioden pro Sekunde beträgt.In other devices, on the other hand, the only purpose of the time constant R-C is to generate a strong one initial current pulse, which is suitable for setting regulators to oscillate, the amplitude of which is extremely small and which on the other hand - have a very high frequency that Hundreds of periods per second is.

Der erfindungsgemäße Stromkreis umfaßt einen Transistor; eine einzige Spule mit mittlerer Anzapfung, die sowohl die Erreger-, als auch die Antriebswicklung bildet; sowie einen Kondensator, der in Reihe mit dem Erregerstromkreis angeordnet ist und welcher, zusammen mit wenigstens dem Kollektor-Basis-Widerstand des Transistors das R-C-Grlied des Stromkreises bildet.The circuit according to the invention comprises a transistor; a single medium-tap coil that supports both the Forms the exciter and the drive winding; as well as a capacitor placed in series with the excitation circuit is and which, along with at least the collector-base resistance of the transistor is the R-C element of the circuit forms.

* Der Stromkreis nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die vom R-C-Glied in ihn eingeführte Zeitkonstante eine längere Dauer besitzt als eine Halbschwingung.des .'' schwingenden Reglerorganes und derart dimensioniert ist, daß* The circuit according to the invention is characterized in that the introduced by the RC member in him time constant has a longer duration than a Halbschwingung.des. '' Oscillating regulator organ and dimensioned such that

a) dem Reglerorgan sowohl die Steuerung der Frequenz als auch diejenige der Dauer sämtlicher in der Spule des ·a) the regulator organ both the control of the frequency as also that of the duration of all in the coil of the

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mit besagtem Reglerorgari elektromagnetisch gekoppelten Stro.iikreises induzierter Impulse ermöglicht wird, welche alle verstärkt-werden und deren Anzahl der Anzahl der vom schwingenden Reglerorgan vollführten Halbschwingungen entspricht, und welche alle dieselbe wahrend der Leitungszeit des Transistors zur Geschwindigkeit des Reglerorgans proportionale Dauer besitzen; electromagnetically coupled with said regulator orgari Stro.iikkreises induced impulses is made possible, which are all reinforced and their number and number the half-oscillations carried out by the oscillating regulator element corresponds, and which all have the same duration proportional to the speed of the regulator element during the conduction time of the transistor;

b) eine derartige Vorspannung des Transistors ermöglicht wird, daß derselbe während des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen verstreichenden Intorvalles gesperrt bleibt und im.Gegensatz dazu durch,Steuerung des Reglerorgans in leitung versetzt-v/ird, und zwar auch • dann, wenn die Stärke des.von dem genannten Reglerorgan induzierten Erregerimpulses unterhalb seines Schwellenwertes 1 iegt.. .-...-. :b) such a bias of the transistor is made possible that the same remains blocked during the Intorvalles passing between two successive pulses and in contrast to this by the control of the regulator in line-v / ird, even • when the strength of the . The excitation impulse induced by the said regulator organ is below its threshold value 1 ...-...-. :

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Stromkreises ist aufgrund der nachfolgenden Beschreibung des in der Figur der anliegenden Zeichnung veranschaulichten Beispiels leicht verständlich. The operation of the circuit according to the invention is due to easily understandable from the following description of the example illustrated in the figure of the accompanying drawing.

Die Figuren T, 2 und 3 zeigen hinsichtlich des schwingenden Reglerorgans, das zwecks einer erheblichen Verminderung des elektrischen Energieverbrauchs vorteilhaft mit dem beschriebenen elektronischen Verstärkerstromkreis gekoppelt werden kann, verschiedene Lösungen* Deren Merkmale bilden den Gegenstand der Stammanmeldung P 15 23 927.7,Figures T, 2 and 3 show in terms of the oscillating regulator member, the purpose of a considerable reduction the electrical energy consumption advantageously with the described electronic amplifier circuit can be coupled, different solutions * Their features form the subject of the parent application P 15 23 927.7,

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In Fig. 4 ist dagegen das Schema des. vorbeschriebeiien erfindungsgemäßen Stromkreises veranschaulichteIn Fig. 4, however, is the scheme of the. Vorbeschriebeiien Illustrated circuit according to the invention

In der genannten Figur ist mit der Bezugszahl 13 eine Spule bezeichnet, welche durch die mittlere Anzapfung 22 in eine Erregerwicklung 13^f und in eine Antriebswicklung 13" unterteilt 'ist. Mit 23 ist ein Transistor, mit 24 ein Kondensator, mit 25 ein Widerstand und schließlich mit 26 eine elektrische Energiequelle bezeichneteIn the above figure, the reference number 13 denotes a coil which is divided by the central tap 22 into an excitation winding 13 ^f and a drive winding 13 ". 23 is a transistor, 24 a capacitor, 25 a resistor and finally designated with 26 an electrical energy source

Der genannte Stromkreis arbeitet in elektromagnetischer Kopplung mit einem schwingenden Gangregler vorzugsweise der Schwinghebelart, welcher in einem Punkt seines Kranzes zumindest einen in den Figuren 2 und 3 mit der Bezugszahl 11 bezeichneten Dauermagnet tragen muß. Beim Durchgang des Dauermagnets 11 im Inneren der Spule 13» welcher Durchgang in Übereinstimmung mit · der -Ruhelage des Schwinghebels erfolgt, wird in der Spulenwicklung 13¹ ein Spannungsimpuls induziert, der dem Transistor 23 ermöglicht, in der Spulenwicklung 13" einen Stromimpuls fließen zu lassen, der geeignet ist, dem Schwinghebel selbst einen Stoß zu versetzen. Dies findet genau einmal bei jeder Halbschwingung des Schwinghebels statt. Während der gesamten Dauer der vom Schwinghebel vollführten und diesem Augenblick vorausgehenden Halbschwingung sowie auch während der Dauer der dem genannten Augenblick nachfolgenden Halbschwingung »welche Dauer der Ruheperiode des Transistors entspricht, wird -jedoch an den Enden des Kondensators 24 eineSaid circuit works in electromagnetic coupling with a vibrating gear regulator, preferably of the rocking lever type, which must carry at least one permanent magnet designated by the reference number 11 in FIGS. When the permanent magnet 11 passes inside the coil 13 "which pass occurs in accordance with the rest position of the rocker arm, ^{a voltage pulse is induced in the coil winding 13 1} which enables the transistor 23 to allow a current pulse to flow in the coil winding 13" This takes place exactly once for every half-oscillation of the rocker arm. During the entire duration of the half-oscillation performed by the rocker arm and preceding this moment, as well as during the duration of the half-oscillation that follows the moment mentioned Duration corresponds to the rest period of the transistor, but at the ends of the capacitor 24 is a

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rait dem Bezugszeichen V Dezeichnete Spannung erzeugt, welche auf dem vorstehend genannten R-C-G-lied beruht, und weiche den Transistor gesperrt hält.-Die genannte Spannung nijirat wanrencl der vorstehend genannten Zeitdauer langsam zu. Sobald sich der Transistor dank der Steuerung des Schwinghebels in der Lage befindet, in Leitung gesetzt zu werden, summiert sich die genannte Spannung V aufgrund der Tatsache, daß die Zeitkonstante R-O langer dauert als die.-Halb schwingung des-. Schwingnebels, mit der vom Dauermagnet 11 in der Spulenwicklung 13' induzierten Spannung V^ und erzeugt zusammen mit dieser letzteren die.Gesamtspannung V , welche notwendig ist, um die Sperrung des Transistors aufzuheben. Infolgedessen genügt es, daß der Schwinghebel mittels seines Dauermagnets in der Spulenwicklung 13* eine schwache Spannung erzeugt, welche dem-zwischen der Schwellenspannung des Transistors und der vom R-C-Glied während der Ruhezeit des Transistors an den Enden des Kondensators 24 erzeugten Spannung bestehenden Unterschied entspricht, um die Sperrung des Transistors aufzuheben und dem Schwinghebel zu ermöglichen, seinen Bewegungsimpuls zu empfangen.rait generated by the reference symbol V, which based on the aforementioned R-C-G song, and soften the Transistor keeps locked.-The said voltage nijirat wanrencl the above period slowly increases. As soon as the transistor, thanks to the control of the rocker arm, is able to being put in line, said voltage V sums up due to the fact that the time constant R-O lasts longer than the half-oscillation of the-. Rocking nebula, with that induced by the permanent magnet 11 in the coil winding 13 ' Voltage V ^ and together with this latter generates the total voltage V, which is necessary to unlock the transistor. It is therefore sufficient that the Rocker arm by means of its permanent magnet in the coil winding 13 * generates a weak voltage which is between the The threshold voltage of the transistor and the difference between the voltage generated by the R-C element during the idle time of the transistor at the ends of the capacitor 24, to unlock the transistor and the rocker arm to enable it to receive its impulse to move.

Daraus folgt, daß der Erregerteil 13' zu Gunsten des Antriebsteils 13" der Spule 13 aus einer kleinen Anzahl Windungen bestehen kann, d.h., daß der Antriebsteil 13" mehr Windungen umfassten kann, was einer Verbesserung der elektromagnetischen Leistung und infolgedessen einer Senkung des elektrischen Energieverbrauchs gleichkommt. It follows that the exciter part 13 'in favor of the Drive part 13 "of the coil 13 from a small number of turns may consist, i.e. that the drive part 13 "has more turns which is equivalent to an improvement in electromagnetic performance and, consequently, a reduction in electrical energy consumption.

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Außerdem genügen demSchwinghebel zur iür^eu:,,ung der verl-'inyton dcn\/---.c.iic-n ' Spannung die kleinstmöglichsten Schwingamplitudc?ii; wnraas i'olft, da« derselbe, sobald er zu schwingen beginnt, i-.amer atärlcore Bev/e^ungsstöJie erapfän_h;t, welche die Erreichung peinoy jvo ';:ialGchwingbetriebes erleichtern« Schließ-' lieh kann.'-Ulff-rund"-der Tatsache, daJa die Zeitkonstante H-C danach strebt, sich bei Änderung der Temperatur zu ändern, 1er Strompreis durch Hinzufügen eines in Parallelschaltung mit dem-'kondensator 24 angeordneten und zur Stabiliaierung des ue treffenden'- Stromkreises dienenden Widerstandes Io vervoll-υ werden.In addition, the rocker arm suffices for iür ^ eu: ,, ung der Verl-'inyton dcn \ / ---. C.iic-n 'tension the smallest possible oscillation amplitudec? Ii; wnraas i'olft because "the same as soon as he starts to swing, I .amer atärlcore Bev / e ^ ungsstöJie erapfän _h; t that the achievement peinoy jvo; can 'ialGchwingbetriebes facilitate' closing 'borrowed .'- Ulff -around "-the fact daja the time constant HC strives to change with change in temperature, 1-electricity price arranged by adding a'kondensator the-in parallel with 24 and Stabiliaierung of ue treffenden'- circuit serving resistance Io vervoll- υ will.

9 0 9848:/0-2 3 U 9 0 9848: / 0-2 3 U

Claims (1)

-s- P -a - t e n. t. a η s ρ r ü c he-s- P -a - t e n. t. a η s ρ r ü c he 1. Elektronischer Stromkreis des R-C-Types zur Steuerung und Regelung elektrischer Uhrwerke, der sich eignet, in elektromagnetischer Kopplung mit einem Gangreglerorgan der schwingenden Art zu arbeiten, und welcher einen Transistor, eine einzige Spule mit mittlerer Anzapfung, welche sowohl die Erreger- als auch die Antriebswicklung bildet, und schließlich einen Kondensator umfaßt, der in Reihe mit dem Erregerstromkreis angeordnet ist und zusammen mit zumindest dem Kollektor-Basis-Widerstand des Transistors das R-C-Glied des Stromkreises bildet, dadurch gekennzeichnet , daß die vom R-C-Glied in den Stromkreis eingeführte ^eitkonstante langer dauert als eine Halbschwingung des schwingenden Reglerorga.ns und derart dimensioniert ist, daß1. Electronic circuit of the R-C type for control and regulation of electric clockworks, which is suitable in electromagnetic Coupling to work with a regulator organ of the oscillating type, and which one transistor, one single coil with middle tap, which forms both the excitation and the drive winding, and finally comprises a capacitor which is arranged in series with the excitation circuit and together with at least the collector-base resistor of the transistor forms the R-C element of the circuit, characterized in that the time constant introduced into the circuit by the R-C element lasts longer than a half-cycle of the oscillating controller organ and is dimensioned such that a) dem Reglerorgan sowohl die Steuerung der Frequenz als auch diejenige der Dauer sämtlicher in der Spule (13) des· elektronischen Stromkreises induzierter Impulse ermöglicht wird, ,welche alle verstärkt werden und deren Anzahl derjenigen der vom schwingenden Reglerorgan vollführten.Halbschwingungen entspricht;,, und welche alle dieselbe während der Leitungszeit des Transistors (23) z'lir Geschwindigkeit des Reglerorganes proportionale Dauer besitzen; ,a) the regulator organ both the control of the frequency and that of the duration of all the impulses induced in the coil (13) of the electronic circuit is made possible, which are all amplified and the number of which corresponds to that of the half-oscillations carried out by the oscillating regulator element corresponds to; ,, and which are all the same during the conduction time of the transistor (23) Duration proportional to the speed of the regulator own; , BADBATH 909848/0 23909848/0 23 b) eine derartige Vorspannung des Transistors (25) ermöglich.-" wird, daß derselbe während des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen verstreichenden Intervalles gesperrt bleibt und im Gegensatz dazu, durch Steuerung des Reglerorgans auch in dem Pall in Leitung versetzt wird, in welchem die Stärke des von diesem letzteren induzierten Erregerimpulses unterhalb seines Schwellen^ wertes liegt.b) such a bias of the transistor (25) enables. " is that it remains blocked during the interval that elapses between two successive pulses and, on the contrary, by control of the regulator organ also put in the Pall in line becomes, in which the strength of the excitation impulse induced by the latter is below its threshold ^ worth lying. 2» Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch g e k e η η ζ e i· c h η e t , daß dieselbe einen in Parallelschaltung mit dem Kondensator (24) angeordneten und zur Stabilisierung des Stromkreises dienenden Widerstand (25) umfaßt.2 »Device according to claim T, characterized in that it is η η ζ e i · c h η e t that the same one connected in parallel with the capacitor (24) arranged and used to stabilize the circuit resistance (25) comprises. 90 9848/0 23490 9848/0 234 /ίο/ ίο LeerseiteBlank page