DE1523968B2

DE1523968B2 - Elektronischer Zeitmesser

Info

Publication number: DE1523968B2
Application number: DE19661523968
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Yokohama Bansho (Japan)
Original assignee: KAKUBARI SHIGERU TOKIO
Current assignee: KAKUBARI SHIGERU TOKIO
Priority date: 1965-05-25
Filing date: 1966-05-24
Publication date: 1973-01-04
Also published as: CH758066A4; DE1523968A1; CH551652A; GB1146494A

Description

Öffnung und die Breite der Permanentmagnete auf dem Umfang der Scheiben im wesentlichen gleich sind, daß die Schwingungsperiode des astabilen Multivibrators gleich oder größer ist als die halbe Schwingungsperiode der Unruh, und daß die Antriebsspule so fest an einer Halterung angebracht ist, daß sie sich in dem durch die Permanentmagnete gebildeten Spalt befindet, wodurch die Permanentmagnete zwangsweise abgestoßen werden, wenn sie den Mittelpunkt der Antriebsspule passiert haben.

Die erfindungsgemäß verwendete Form der Antriebsspule ist zwar an sich aus der schweizer Patentschrift 370,711 bekannt, jedoch werden in dieser bekannten Antriebsvorrichtung zwei in Drehrichtung unter einem Winkel zueinander angeordnete Permanentmagnete verwendet, die zudem fest angeordnet sind, während die Spule mit der Unruh zusammenschwingt. Auf diese Weise werden bei dieser bekannten Vorrichtung Steuerimpulse induziert, die aus zwei schmalen Höckern gleicher Höhe und einem doppelt so breiten Hocker gleicher Höhe, aber entgegengesetzter Polarität bestehen. Da nur eine Polarität des Impulses für den Antrieb ausgenützt wird, hat dies den Nachteil, daß die Hälfte der elektrischen Energie ungenützt bleibt. Außerdem haben auch hier die Steuerimpulse eine beträchtliche Breite, was die Präzision der Steuerung beeinträchtigt.

Die Erfindung hat zunächst den Vorteil, daß nur zwei Magnetpole an der Unruh angepaßt sind, die sich mit dem durch sie erzeugten Magnetfeld über die einzige für Steuerung und Antrieb verwendete Spule hinwegbewegen. Die Erfindung kommt also mit einem Minimum an Bauteilen aus, so daß die Herstellung einfach und billig wird, und auch die Abmessungen und das Gewicht des Zeitmessers so klein wie möglich gehalten werden. Weiter sind die Abmessungen der Magnetpole und der Spule erfindungsgemäß so gewählt, daß die Überlappungsfläche zwischen Magnet und Spule beim Überqueren der Spule zunächst auf den Maximalwert zunimmt, wieder auf 0 abnimmt, wenn sich der Magnet unmittelbar über der Spulenmitte befindet, und beim überqueren des zweiten Spulenschenkels noch einmal auf den Maximalwert zunimmt. Das auf diese Weise induzierte Spannungssignal ist durch einen äußerst scharf definierten Nulldurchgang ausgezeichnet. Dadurch kann ein zeitlich sehr kurzes Steuersignal erhalten werden. TDies bedeutet einmal einen geringen elektrischen Energieverbrauch, und macht außerdem eine sehr präzise Regulierung der Unruhschwingung möglich. Auch die Störanfälligkeit des Zeitmessers gegen Erschütterungen wird durch den kurzen Steuerungsimpuls verringert, da eine wesentlich größere Störung erforderlich ist, um den Steuerimpuls soweit zu verschieben, daß die Unruhschwingung aus dem Takt kommt. Da erfindungsgemäß durch den scharfen Nulldurchgang des induzierten Spannungssignals der Antrieb der Unruh durch die Spüle unmittelbar nach dem Nulldurchgang erfolgen kann, wird außerdem das selbständige Einlaufen der Unruhschwingung stark begünstigt.

Um diesen Einlaufvorgang weiter zu begünstigen, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der astabile Multivibrator mit einer Einrichtung zur Wahl der Zeitkonstanten derart ausgestattet sein, daß die Länge des Ausgangsimpulses des astabilen Multivibrators bei dessen Einlaufen größer ist als während des Dauerbetriebes. Besonders zweckmäßig ist es u. U., wenn der astabile Multivibrator mit einer Einrichtung zur automatischen Wahl der Zeitkonstanten derart ausgestattet ist, daß die Länge des Ausgangsimpulses des astabilen Multivibrators bei dessen Einschwingen größer ist als während des Dauerbetriebs.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird, in der

Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektronischen Zeitmessers zeigt, in der schematisch ein Beispiel dieses Zeitmessers und eines elektrischen Systems eines astabilen Multivibrators für die Verwendung in dem elektronischen Zeitmesser erläutert ist;

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht, die die gegenseitige Zu- und Anordnung zwischen dem mechanischen Teil, einschließlich einer Unruh bzw. Schwungrad, und einer Antriebsspule in dem elektronischen Zeitmesser erläutert, wie er in Fig. 1 dargestellt ist;

F i gT 3A bis 3E zeigen Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise des elektronischen Zeitmessers, wie er in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 4 zeigt Kurven zur Erläuterung der Ein.-.-Schwingbedingung eines Impulses, der in der Antriebsspule durch die Magnete der Unruh bei deren Start induziert wird;

Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm, das"ein anderes Beispiel des Multivibrators erläutert, der geeignet ist, die Einschwingzeit der Unruh zu vermindern;

Fig. 6 ist ein Schaltdiagramm, das ein anderes Beispiel des Multivibrators zeigt, durch den die Länge und Amplitude eines Impulses, der in der Antriebsspule erzeugt wird, automatisch beim Start bzw. während des Dauerbetriebszustandes geändert wird.

Fig. 7 ist eine abgewandelte Form der in Fig. 6 gezeigten Schaltung;

Fig. 8 und 9 sind weitere abgewandelte Ausführungsformen der in Fig. 6 dargestellten Schaltung;

Fig. 10 ist eine Abwandlung der Schaltanordnung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist;

Fig. 11 ist ein Schaltdiagramm, in dem eine der Dioden der in Fig. 6 gezeigten Schaltung entfernt worden ist; und

Fig. 12 ist ein Schaltdiagramm, das noch ein weiteres Beispiel des Multivibrators darstellt, wie er bei· dem beschriebenen Zeitmesser verwendbar ist.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Unruh bzw. ein Schwungrad und mit 2 deren Welle bezeichnet. Die Welle 2 wird zwischen Feststehenden Grundplatten 3 und 4 gehalten, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Mit 5a und 5b sind Lagerteile für die Halterung der Welle 2 bezeichnet. Mit 6 ist eine feine Spiralfeder bezeichnet, die um die Welle 2 gewickelt ist, wobei das innere Ende der Feder 6 an der Welle 2 und das äußere Ende an einem Arm 7 befestigt ist, der an der befestigten Grundplatte 3 befestigt bzw. angebracht ist. Mit 8 ist ein Antriebsschraubenglied bezeichnet, das auf der Welle 2 befestigt ist, und 10 bezeichnet ein Rad, das auf einer stationären Achse befestigt ist und durch das Antriebsschraubenglied 8 angetrieben wird. Das Rad 10 greift mit den Zeigern des Zeitmessers durch einen Getriebe- bzw. Antriebsmechanismus einschließlich einem Rädergetriebe ein, das zum Zwecke der Vereinfachung schematisch dargestellt ist. Das Antriebsschraubenglied 8 ist mit einer schraubenförmig geneigten Ebene 8a versehen und so angebracht, daß die radialen Finger 10a des Rades 10 aufeinanderfolgend durch die geneigte Ebene 8a in Abhängigkeit von.der Umdrehung der Welle 2 vorwärtsgetrieben bzw. hochgeführt werden, um dadurch das Rad 10 um die Achse

rotieren zu lassen. Auf der Welle 2 ist eine Hülse 11, die aus einem Magnetmaterial hergestellt ist, derart befestigt, daß sie zusammen mit der Welle 2 gedreht wird bzw. rotiert. Auf beiden Enden der Hülse 11 sind Scheiben 13 und 14 befestigt, von denen jede aus halbkreisförmigen Platten besteht, die aus Magnet und Nichtmagnet-Material gebildet sind. Auf den sich gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 13 und 14 sind Permanentmagnete 15 und 16 befestigt, die z. B. eine rechteckige, quaderförmige Form haben und die sich in ^!° einem Abstand 17 gegenüberliegen. Diese Magnete 15 und 16 liegen auf der Bezugslinie 0-0 der Ruhestellung der Welle 2, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Breite und Länge jedes Magneten in der Dreh- und Radialrichtung der Scheibe sind annähernd gleich mit K gewählt, wie weiter unten beschrieben wird. Die sich gegenüberliegenden Flächen der Magnete 15 und 16 sind natürlich flach und bilden Magnetpole N bzw. S.

Auf den sich gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 13 und 14 sind Gegengewichte 19 und 20 in einem mit 18 bezeichneten Abstand voneinander in der zu den Magneten 15 und 16 diagonal gegenüberliegenden Stellung angebracht. Weiterhin ist zwischen den Magneten 15 und 16 auf der Bezugslinie 0-0 eine Antriebsspule 21 angeordnet. Die Antriebsspule 21 ist derart gewickelt, daß innen eine mittlere Öffnung 22 eines im Querschnitt gleichseitigen Dreiecks gebildet wird, und sie ist so angebracht, daß die Halbierungslinie des Dreiecks genau auf der Bezugslinie 00 liegt, und daß die Spitze auf die Welle 2 zugerichtet liegt. In diesem Falle sind die Länge der Grundseite der Öffnung 22 und die Breite der Wicklung der Spule ebenfalls annähernd gleich K, der Breite der Magnete 15 und 16, gewählt. Zusätzlich sind die beiden Stirnflächen der Spule 21, die den Magneten 15 und 16 gegenüberliegen, flach bzw. eben ausgebildet. Mit 23 ist eine Halterung der Antriebsspule 21 bezeichnet.

Wenn die Welle 2 stillsteht, bedecken die Magnete 15 und 16 die Mittelöffnung 22. Die Antriebsspule 21 ist mit den Ausgangsklemmen 25a und 256 eines frei laufenden Multivibrators 24 verbunden.

Der Multivibrator 24 besteht aus z. B. PNP-Typ Transistoren, V\ und V₂ desselben Leitfähigkeitstyps, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Das heißt, die Emitter der Transistoren Vi und V₂ sind mit der positiven Seite einer Gleichspannungsquelle E verbunden. Der Kollektor des Transistors Vi ist mit der negativen Seite der Gleichspannungsquelle E über die Ausgangsklemme 25b, die Antriebsspule 21 und die andere Ausgangsklemme 25a verbunden, während der Kollektor des Transistors V₂ in ähnlicher Weise mit der negativen Seite der Gleichspannungsquelle E über einen Widerstand R₃ verbunden ist. Die Basis des Transistors V_t ist gleichfalls mit der negativen bzw. Minus-Seite der Glelchspannungsquelle E über einen Widerstand R₂ auf der einen Seite und durch eine Reihenschaltung eines Kondensators C₂ und eines Widerstandes R₃, der mit dem Widerstand R2 parallel geschaltet ist, auf der anderen Seite verbunden, während die Basis des Transistors V₂ gleichfalls mit der negativen Seite der Gleichspannungsquelle E über einen Widerstand R\ auf der einen Seite und durch die Kapazität Q, die Antriebsspule 21 auf der anderen Seite verbunden ist. Der Kondensator Q und der Widerstand R\ bzw. der Kondensator C₂ und der Widerstand Rt bilden EIemente, die die Zeitkonstante 71 und T₂ für den Leitungs- und den Nichtleitungszustand der Schwingung des Multivibrators 24 bestimmen. In diesem Fall sind die Zeitkonstante 71, die durch die Kapazität Q und den Widerstand R\ und die Zeitkonstante T₂, die durch den Kondensator C₂ und den Widerstand R₂ bestimmt werden, so gewählt, daß 71»T2ist. Die Schwingungsperiode Tf des Multivibrators 24 ist jedoch gleich der Summe der Zeitkonstanten 71 und T₂, jedoch die Schwingungsperiode 7> ist gleich oder ein wenig größer als die Hälfte der Schwingungsperiode T_m im Dauerbetriebszustand der Unruhe 1 gewählt.

In Fig. 3A ist die Wellenform 25 der Schwingung der Unruh 1 in bezug auf die Bezugslinie 0-Odargestellt. In Fig. 3B ist die Oszillationswellenform des Ausganges des Multivibrators 24 dargestellt, die auf die Magnetspule 21 während des freien Laufs des Multivibrators 24 gegeben wird, wobei mit 26 die Oszillationswellenform bezeichnet ist, die erzeugt wird, während der Fluß- der Magnetspule 21 und der der Magneten-15 und 16 sich nicht gegenseitig kreuzen. In diesem Fall ist die Bezugsnullspannung das Potential der negativen Seite der Spannungsquelle E. Unter solchen Bedingungen beginnt, der Multivibrator 24 zu schwingen, und das Ausgangssignal wird auf die Ma-' gnetspule 21 gegeben, so daß das obere und das untere Ende der Magnetspule 21 N bzw. S polarisiert werden, wodurch die Scheiben 13 und 14 un4-foJglich die Welle 2 z.B. aus der Ruhestellung ein wenig nach-links gedreht werden wegen der Abstoßkraft zwischen den Flüssen der Magnetspule 21 und den Magneten 15 und 16. Auf die Drehung, die durch die Abstoßung bewirkt wird, werden die Scheiben 13 und 14 sodann durch die Gegenwirkung der feinen Spiralfeder 6 zurückgezogen, und die Mitte der Magneten 15 und 16 läuft über die Bezugslinie 0-0 hinaus auf die rechte Seite der Magnetspule 21. Hierauf werden die Scheiben 13 und 14 sodann wieder in derselben Weise nach links zurückgedreht. In diesem Falle werden, da der Impuls jeweils dann auf die Magnetspule 21 gegeben wird, wenn die Magnete 15 und 16 durch die Bezugslinie 00 nach rechts oder links laufen, die Scheiben 13 und 14 jedes Mal mit Energie gespeist, so daß sie sich um Winkel Θ bzw* Θ' nach rechts bzw. links aus der Bezugslinie 0-Öheraus bewegen bzw. drehen.

Im folgenden soll die Steuerung des Betriebes des Multivibrators 24 durch die Schwingung mit konstanter Drehzahl bzw. Frequenz oder den Isochronismus der Unruh 1 beschrieben werden. Wenn die Unruh 1 schwingt, so werden Impulse 27 in entgegengesetztem Sinn bzw. Richtung, wie es in Fig. 3c gezeigt ist, in , der Antriebsspule 21 durch die Flüsse der Magneten 15 und 16 induziert, und die Polarität der Impulse 27 wird umgekehrt, wenn die Magneten 15 und 16 die Bezugslinie 0-0 durchlaufen. Im Verlauf der Zeit werden die induzierten Impulse 27 allmählich größer, wie es durch die Kurven a bis c in Fig. 4 gezeigt ist, und der Transistor V₂ des Multivibrators 24 wird bei einer bestimmten Höhe L durch den Kondensator Ci getriggert. Auf diese Weise wird der Multivibrator 24 durch den Isochronismus der Unruh 1 gesteuert und hiermit synchronisiert. Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, schwingt der Multivibrator 24 weiter, während er durch den induzierten Impuls 27 mitgenommen wird, der auf dem Isochronismus der Unruh 1 beruht, und so treibt seinerseits ein solcher Oszillator die Unruh 1 an. Durch wiederholte Ausführung eines solchen Vorganges wird die Unruh in isochroner Betätigung gehalten, während die Magnetspule 21 mit Ausgangsimpulsen 28 versorgt wird, von denen jeder mit der Eigenschwingungsperiode T_m der Unruh 1 unter deren Dauerbe-

triebszustand synchronisiert ist, wie es in Fig. 3D dargestellt ist. wodurch die Unruh 1 weiter angetrieben wird.

Im folgenden soll ein Beispiel für die numerischen Werte dieses Ausführungsbeispiels gegeben.werden:

K- 5 mm

Breite der Magnete 15 und 16: 2 mm T_1n:.'500 m/Sec'■"■' '; , .;■..■■ >■■■-:■ ' ■ ■ ·. Wund. V»·¹ 2SB 38P . ';;■-' . .·.

.C₂: 3OuF ._v Γ
Rt. 750ki7 ":■

E: i,5V ■''..:: ■.·.■·

Spule 21: Widerstand 300/3, 1200 Windungen, Durchmesser des Drahtes 0,04 mm. Dicke der gesamten Spule in der axialen Richtung der Windung 2 mni..

Die vorliegende Ausführungsform wurde im Zusammenhang mit dem Fall beschrieben, in dem die Länge oder*die Zeitkonstante T₁ des Impulses 28, der auf die Antriebsspule 21 gegeben wird, konstant ist. Es wird jedoch bevorzugt, die Länge des Impulses 28 von dessen Beginn ab lejcht zu erhöhen, um die Einschwingzeit der Unruh 1 zu verringern, und um deren Start bzw. Einlauf zuverbessern.

Fig. 5 zeigt eine Multivibratorschaltung, um dies durchzuführen, bei der die Teile, die denen in Fig. 1 ähnlich sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind, jedoch sollen diese aus Gründen der Einfachheit nicht weiter beschrieben werden. Wie in der Figur dargestellt ist, ist je ein Ende der Widerstände R\ und R₂ mit der negativen Seite der Gleichspannungsquelle £ über den normalerweise geschlossenen Kontakt S\ eines Druckknopfschalters SW verbunden, und je ein Ende der Widerstände R₁' und Rj ist mit der Basis je eines der Transistoren Vi und V₂ verbunden, während die anderen Enden mit der negativen Seite der Spannungsquelle E über den normalerweise offenen Kontakt S₂ des Schalters SW verbunden sind. In diesem Fall ist der Wert des Widerstandes R\ kleiner als der des Widerstandes R\ gewählt.

Mit diese/ Anordnung wird, wenn der Kontakt 52 durch den bewegbaren Kontakt 5b des Schalters 5W geschlossen wird, die Länge T\ des Impulses 28', der auf die Magnetspule 2k gegeben wird, größer als 71 des in Fig. 3B gezeigten Impulses 28, wie es in Fig. 3E gezeigt ist. Deshalb kann die Einschwingzeit der Unruh 1 durch Einlegen des Schalters SW auf den Kontakt Si für eine äußerst kurze Zeitperiode während des Anlaufens verkürzt werden. Infolgedessen kann, da die Impulslänge während des Dauerbetriebes kürzer als diejenige ist, die während des Startvorganges erforderlich ist, der Energieverbrauch von der Gleichspannungsquelle E vermindert werden. Weiterhin wird die Antriebsspule 21 durch den Impuls mit kurzer Länge betrieben, so daß die Genauigkeit des Isochronismus der Unruh 1 weiterhin erhöht werden kann.

Die vorliegende Ausführungsform wurde im Zusammenhang mit dem Fall beschrieben, daß der Energieverbrauch durch Kürzermachen der Impulslänge während des Einlaufens verringert wird. Es ist jedoch auch möglich, daß die Impulslänge und Amplitude automatisch während des Anlaufens vergrößert und während des Dauerbetriebes verkleinert werden kann. Fig. 6 zeigt einen Kreis für diesen Zweck, bei dem cine Diode Di in Reihe mit dem Widerstand R\ derart geschaltet ist, daß die Anode der Diode Di mit der negativen Seite der Gleichspannungsquelle E und die Kathode über eine. Diode D₂ mit dem Kollektor des Transistors Vi verbunden ist. .'. . , ., Bei der Verwendung einer solchen Schaltung ist die Amplitude der Schwingung der Magnete 15 und 16 klein, und deshalb .ist die Amplitude des Impulses^ der in der Antriebsspule. 21 induzieft wird, gleichfalls klein! Der jnnenwiderstahd der. Dioden Di und.Di ist groß, da eine Sperrspannung an sie angelegt, worden ist, und' folglich ist die Zeitkonstante des. Multivibrators ^.einschließlich der Summe des Widerstandes, des Widerstandes R] und des Innenwidersta'ndes der Dioden und ,'5 dem des Kondensators Ci groß. A|s Fplge davon ist, die Länge des Impulses, der auf die Magnetspule 21 gegeben wird, groß, wie es in Fig. 3E dargestellt ist. Wie aus der Strom-Spannungscharakteristik der Diode . zu ersehen ist, nimmt der Innenwiderstand der Dioden "^2O allmählich mit einem Ansteigen der Amplitude des Impulses 27, der in der Antriebsspule 21 induziert wird_%-ab, wodurch die Zeitkonstante und die Impulslänge verringert werden. Auf der anderen Seite nimmt die Energie, die in dem Kondensator C₂ aufgespeichert ist, mit einer Abnahme der Impulslänge, ab, und ebenso nimmt die Amplitude des Impulses ab, der'auf die Antriebsspule 21 gegeben wird. Dementsprechend wird lediglich bei Beginn des Betriebes der Antriebsspule 21. ein Impuls 28' zugeführt, der eine notwendige Länge und Amplitude besitzt, und danach wird die Unruh 1 gewöhnlich durch einen Impuls 28 mit kleinerer Länge und Amplitude betrieben bzw. angetrieben, so daß der Energieverbrauch verringert werden kann. Zusätzlich kann die Genauigkeit wegen der kleinen Länge des Antriebsimpulses erhöht werden.

Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung ist genau dieselbe, wie in Fig. 6 mit der Ausnahme, daß der Innenwiderstand des Transistors Vi die Funktion des Widerstandes R₂ ausübt, der fortgelassen worden ist. Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Form der Schaltung, bei der die in Fig. 7 gezeigte Diode Di fortgelassen worden ist.

Fig. 9 zeigt eine Abänderung des in Fig.. 6 gezeigten Kreises, bei der die Spannungsquellenseite des Widerstandes R₂ unterbrochen ist und der Widerstand R₂ in Reihe mit einer Diode Dj geschaltet ist, deren Kathode mit dem KoHektor des Transistors V₂ verbunden ist. ·

Fig. 10 zeigt eine Schaltung, in der die Diode Di in Fig. 9 fortgelassen worden ist.

Fig. 11 zeigt eine Schaltung, bei der die Diode Di in Fig. 6 fortgelassen worden ist.

Der Betrieb der in den Fig. 5 bis 11 gezeigten Schaltungen wird aus der vorhergehenden Beschreibung in Zusammenhang mit Fig. 1 deutlich.

Fig. 12 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Multivibrators, bei der der Multivibrator aus Transistoren Vi und W desselben Leitfähigkeitstyps und einem anderen Transistor V₂ eines anderen Leitfähigkeitstyps besteht. Das heißt, die Basis des Transistors Vl ist mit dem Emitter des Transistors W verbunden, und die Kollektoren der beiden Transistoren sind miteinander verbunden, wobei der Emitter des Transistors V, mit der positiven Seite der Gleichspannungsquelle E und der Emitter, des Transistors V₂ mit der negativen Seite der Spannungsquelle £" verbunden ist. Die Basis des Transistors V₂ ist über einen Widerstand /?4 mit der positiven Seite der Spannungsquelle

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E verbunden. Die Kollektoren der Transistoren Vi und Vi' sind mit der Basis des Transistors V₂ über einen Reihenkreis aus einem Widerstand R$ und einem Kondensator Ct, verbunden, und der Kollektor des Transistors V₂ ist gleichfalls über einen Kondensator Q mit der Basis des Transistors V\ und mit der positiven Seite der Spannungsquelle E über einen Widerstand R_b verbunden, und zusätzlich sind die Basen der Transistoren Vt' und V₂ mit der negativen Seite der Spannungsquelle £ über eine Diode Dj-bzw. einen Widerstand Ra verbunden.

Die numerischen Werte der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform betragen:

V₁ und V,': 2SB38P
V₂= 2SD66

10

Diode Dj: SD102
Cy. I juF

Q:
R₄:

Rs--

Rf.

300 kü 90 kn 14,5 ki7

Spule: Widerstand 300.Ω, 1200 Windungen, Drahtdurchmesser 0,04 mm, Breite in axialer Richtung 2 mm. Während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit dem Fall beschrieben wurden, in dem die Unruh verwandt wird, so versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung auch auf elektronische Uhren anwendbar ist, die ein Pendel anstelle der Unruh verwenden.

Hierzu 2 Blatt ZeichnuBgen

Claims

Patentanspruch:

1. Elektronischer Zeitmesser mit einer auf einer Welle befestigten Unruh, die aus einer die Welle umgebenden Hülse aus magnetischem Material und aus einem Paar einander gegenüberliegender Scheiben besteht, von denen jede an die Hülse angrenzt, wobei ein Teil jeder Scheibe magnetisch ist, mit einem Paar Permanentmagnete, die auf dem magnetischen Teil jeder Scheibe befestigt sind, wobei zwischen den gegenüberliegenden Stirnseiten der beiden Permanentmagnete, die entgegengesetzte Polarität haben, ein Luftspalt bleibt, mit einer Antriebsspule, die zwischen den beiden Scheiben in dem Drehwinkelbereich der beiden Permanentmagneten angeordnet ist, und mit einem astabilen Multivibrator mit einer Zeitkonstanten, wobei der Ausgangsstromimpuls des Multivibrators der Antriebsspule zugeführt wird, um ein Mangnetfeld von einer solchen Orientierung zu erzeugen, daß Magnetpole von derselben Polarität den der Antriebsspule zugewandten Polen der Permanentmagnete gegenüberliegen, wobei die Schwingungsperiode des Multivibrators durch Impulse gesteuert wird, " die in der Antriebsspule induziert werden, wenn die Permanentmagnete die Antriebsspule passieren, wodurch der Ausgängsstromimpuls des Multivibrators, der der Antriebsspule zugeführt wird, die Permanentmagnete abstößt, nachdem sie die Mitte der Antriebsspule passiert haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsperiode des astabilen Multivibrators (24) gleich oder größer ist als die halbe Schwingungsperiode der Unruh, und daß die Antriebsspule (21) in an sich bekannter Weise eine zentrale Öffnung (22) mit einem Querschnitt in der Form eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks hat und so angeordnet ist, daß eine Spitze dieser dreieckigen Öffnung in radialer Richtung auf die Drehwelle (2) weist, daß die Antriehsspule (24) so fest an einer Halterung (23) angebracht ist, daß sie sich in dem durch die Permanentmagnete (15, 16) gebildeten Spalt (17) befindet, wodurch die Permanentmagnete zwangsweise abgestoßen· werden, wenn sie den Mittelpunkt der Antriebsspule passiert haben, daß weiter die Seitenlängen dieser dreieckigen Öffnung, die Breite der Wicklung der Antridbsspule rings um die Öffnung und die Breite der Permanentmagnete (15, 16) auf dem Umfang der Scheiben (13, 14) im wesentlichen gleich sind.

2. Elektronischer Zeitmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator mit einer Einrichtung zur Wahl der Zeitkonstante derart ausgestattet ist, daß die Länge des Ausgangsimpulses des astabilen Multivibrators bei dessen Einlaufen größer ist als während des Dauerbetriebes.

3. Elektronischer Zeitmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator mit einer Einrichtung zur automatischen Wahl der Zeitkonstanten derart ausgestattet ist, daß die Länge des Ausgangsimpulses des astabilen Multivibrators bei dessen Einschwingen größer sein kann als der Impuls während des Dauerbetriebes.

65 Die Erfindung betrifft einen elektronischen Zeitmesser, mit einer auf einer Welle befestigten Unruh, die aus einer die Welle umgebenden Hülse aus magnetischem Material und aus einem Paar einander gegenüberliegender Scheiben besteht, von denen jede an die Hülse angrenzt, wobei ein Teil jeder Scheibe magnetisch ist, mit einem Paar Permanentmagnete, die auf dem magnetischen Teil jeder Scheibe befestigt sind, wobei zwischen den gegenüberliegenden Stirnseiten der beiden Permanentmagnete, die entgegengesetzte Polarität haben, ein Luftspalt bleibt, mit einer Antriebsspule, die zwischen den beiden Scheiben in dem Drehwinkelbereich der beiden Permanentmagnete angeordnet ist, und mit einem astabilen Multivibrator mit einer Zeitkonstanten, wobei der Ausgangsstromimpuls des Multivibrators der Antriebsspule zugeführt wird, um ein Magnetfeld von einer solchen Orientierung zu erzeugen, daß Magnetpole von derselben Polarität den der Antriebsspule zugewandten Polen der Permanentmagnete gegenüberliegen, wobei die Schwingungsperiode des Multivibrators durch Impulse gesteuert wird, die in der Antriebsspule induziert werden, wenn, .die,-, Permanentmagnete die Antriebsspule passieren, wodurch der Ausgangsstromimpuls des Multivibrators, der der Antriebsspule zugeführt wjrd, die Permanentmagnete abstößt, nachdem sie die Mifte def. Antriebsspule passiert haben.

Ein elektronischer Zeitmesser mit dem beschriebenen mechanischen Schwingungssystem ist z. B. aus der Zeitschrift »Die Uhr«, 1962, Nr. 18, Seite 37 und 38, bekannt. Bei diesem Zeitmesser sind jedoch zwei getrennte Spulen für den Antrieb der Unruh und zur Erzeugung der induzierten Steuerimpulse vorgesehen. Die elektronische Steuerung des mechanischen Schwingungssystems durch eine ästabile Multivibratorschaltung ist z. B. aus der französischen Patentschrift 1,256,386 bekannt. Weiter ist es aus der französischen Patentschrift 1,286,393 auch bekannt, Antrieb und Steuerung des Schwingungssystems durch dieselbe Spule zu bewirken. Dabei werden jedoch drei Permanenjmagnete verwendet, bzw. in einer anderen Ausführungsform zwei Permanentmagnete und zwei Spulen. Dies hat den Nachteil, daß die gesamte Anordnung wesentlich aufwendiger, in Aufbau und Herstellung größer und schwerer wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Steuerimpulse verhältnismäßig lang werden, da entweder die Permanentmagnete oder die Steuerspulen in doppelter Ausführung nebeneinander angeordnet sind. Diese langen Steuerimpulse ver-* ringern aber die Ganggenauigkeit. Außerdem bedeuten lange Steuerimpulse eine lange Belastung der Stromquelle, was insbesondere bei einem batteriebetriebenen Zeitmesser von Nachteil ist, da es die Lebensdauer der Batterie stark verkürzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den konstruktiven Aufwand für den Antrieb und die Steuerung eines elektronischen Zeitmessers zu verringern, den elektrischen Energieverbrauch herabzusetzen, und die Gangpräzision und Stoßfestigkeit zu verbessern.

Dies wird bei einem elektronischen Zeitmesser der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die Antriebsspule in an sich bekannter Weise eine zentrale Öffnung mit einem Querschnitt in der Form eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks hat und so angeordnet ist, daß eine Spitze dieser dreieckigen Öffnung in radialer Richtung auf die Drehwelle weist, daß weiter die Seitenlängen dieser dreieckigen Öffnung, die Breite der Wicklung der Antriebsspule rings um diese