DE1523971A1 - Electromechanical vibration system, e.g. Rate regulator of a clock or other time keeping devices - Google Patents
Electromechanical vibration system, e.g. Rate regulator of a clock or other time keeping devicesInfo
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Description
Elektromechanischen Schwingungssysten, z. B, Gangregler einer Uhr oder anderer zeithaltender Geräte. Die Erfindung betrifft ein kontaktlos elektrisch gesteuertes und angetriebenen mechanischen SchwIngersystemg z. B. Gangregler mit Pendel oder Unruh einer Uhr oder anderer zeithaltender Geräte, vibei ein Nagnetteil und zwei koaxial benachbarte Sagebenenfallo zueinander konzentrische Spulen, deren eine als Steuerepule Im Eingang und deren anders als Antrieboopule im Ausgang eines elektronleoh6n rreieen, varzugeweine Tranaistorkreines liegt, derart beweglich zueinander angeordnet eind, daß die Rglativbewegung durch induktive Wechselwirkung zwischen Magnettell und Apulenpaar aufrechterhalten wird. Zweckmäßig bilden die Spulen mit den elektronischen Kreis eine Baueinht-,..t.Electromechanical vibration systems, e.g. B, regulator of a clock or other time keeping devices. The invention relates to a contactless electrically controlled and driven mechanical SchwIngersystemg z. B. speed regulator with pendulum or balance wheel of a clock or other time-keeping devices, vibei a magnet part and two coaxially adjacent sag plane coils concentric to each other, one of which is located as a control coil in the input and the other as a drive coil in the output of an electronically controlled tranaistorkreines, so movable to each other arranged and that the relative movement is maintained by inductive interaction between the magnet plate and the pair of apules. The coils expediently form a component with the electronic circuit, .. t.
Zweek der Erfindung Ist esq den kontaktlos elektrisch geatourten
und angetriebenen mechanischen Sohwinger unabhUngig von den EinflUssen der Spannungssohwankung
dar Speieeitronruelle zu machen. Erfahrungsgemäß wird durch eine z. D. TemperatureInfluß
bedingte Änderung der Spannung der elektronischen Energiequelle, diwährend der Induktiven
Deaufsohl&gung*Iii den-Spulen
In den beiliegenden zeichnerischen Unterlagen eind eine AusfUhrungeforn der Erfindung dargentellt.In the accompanying drawings and an execution form the invention dargentellt.
29 stellen dar, die Fig. 1 eine Vorderansicht den der Erfindung zugrunde liegenden Uhrwerken, Fig. 2 die Position dee Stabmagneten innerhalb der Spule in der einen Endlage des Schwingerep Fig.2a die Stellung des Magneten in der anderen Endlageg Fig. 3 den Verlauf der induzierten Steuerspannung in der sogenannten Steuerspule, Fig.3& den Verlauf des Im Kollektor- und Antriebskreines der elektronischen Uhr fließenden Kollektorstromesq In Fig. 1 stellt 1 das Uhrwerk den der Erfindung zugrunde liegenden elektroniechen Schwingerzyntemen dart welches von dem Pendel 2 über eine an dieseo am Pendelhaken 3 angebrachte Schaltklinke 4 durch das Schaltrad 5 schrittweise bei jeder Vollsohwingung des Pendels um eine Zahnstellung weitorgeschaltet wird. Das Pendel 2 wird über eine in Pendelhaken 3 und lialterungsposten 6 befestigte Pendelfeder 7 gehalten und erfährt durch die Vorspannung der Pendelfeder 7 gleichzeitig eine zusätzliche Richtkraft, Die Schaltbewegungen den Sohaltrades worden Uber ZwinehenUbersettungen auf die Zeiger 0 und 9 Ubertragen, welche zur Zeitanzeige dienen. 1 represent 29 illustrates the Fig. A front view of the underlying the invention movements, Fig. 2, the position dee bar magnet within the coil in one end position of the Schwingerep 2a, the position of the magnet in the other Endlageg Fig. 3 shows the profile of the induced control voltage in the so-called control coil, Fig.3 & the course of the collector and driving Kreines the electronic watch flowing Kollektorstromesq in Fig. 1, 1 represents the movement to the invention is based elektroniechen Schwingerzyntemen dart which of the shuttle 2 via an on dieseo the pendulum hook 3 attached pawl 4 is switched by the ratchet wheel 5 step by step with each full oscillation of the pendulum by one tooth position. The pendulum 2 is held on a mounted in pendulum hook 3 and lialterungsposten 6 pendulum spring 7 and learns by the bias of the suspension spring 7 at the same time an additional straightening force, the shift movements of the Sohaltrades been Uber ZwinehenUbersettungen to the pointer 0 and 9 transmitted, which are used for time display.
Auf dem Pendel 2 iat die Regultermutter 10 aufgebraobt, die zur Kompennation der Vor- oder Naoheilung den Sohwingern dient.On the pendulum 2, the Regultermutter 10 iat aufgebraobt that serves the Sohwingern Kompennation to the first or Naoheilung.
Am unteren Ende des Pendeln 2 tot der PendelbUgel il angebracht, in den die MagnethUlso 12 gehaltert wird. In einer aeitlichen Bchreung der MagnothUlee tat ein länglicher Stabmagnet 13 hoher permanenter Magnetisierung eingelagert und duroh eiiao Voraohraubung fixiert. Eine Deokplatte 149 die »gneti@Ob vom Stabmagneten 13 gehalten wird, dient zur Voroohließung der den Magneten 13 aufnehmenden Sohrung. Der Nagnet 13 taucht nun abwoohnelnd bei jeder Linkibewegung in ein Spulensyntem, dan aue dam Spulenkörper 15 der Antriebe- oder Kollektorvioklung 169 der Steuerwicklung 17 sowie der Dämpfungehülso 18 und der Hälse ig besteht.At the lower end of the pendulum 2 the PendelbUgel il attached, in which the MagnethUlso 12 is held. An elongated bar magnet 13 of high permanent magnetization was embedded in a lateral bifurcation of the MagnothUlee and was fixed by means of pre-robbery. A de-icing plate 149, which is held by the bar magnet 13 , is used to pre-seal the socket holding the magnet 13 . The magnet 13 now plunges into a coil syntem with every link movement, then the coil body 15 of the drive or collector connection 169 of the control winding 17 as well as the damping sleeve 18 and the necks exist.
Zweckmäßigerweise sind die gesauten Bauelemente der elektronischen Schaltung In bekannter Ueine Innerhalb des Spuleneyetenn untergebracht. Sozeigt 20 den seitlich In das Spulensystem singelagerten Transistor. Weitere Bauelemente sind In der Nähe den Transistors untergebracht, jedoch nicht näher dargestellt.The components of the electronic circuit are expediently housed in a known space within the coil unit. 20 shows the transistor singly mounted in the coil system on the side. Other components are housed near the transistor, but not shown in detail.
Die Wirkungaweise des kontaktlos elektrisch ge- steuerten und angetriebenen mechanischen Schwingers Ist nun no, daß bei jeder Linkebewegun den Pen-dele der Magnet 13 in das Spolouinnere etataucht und hierbei in der StenerwicklmM 17 eine Spommn erzeugt, die den Transistor 20 zugeleitet wird, die- sen auslöst und damit elnen Stromatoß Uber die Kollektor- oder Antriebewicklung 16 echickt» die ihreraeite wiederum den Magneten 13 antreibend beaufschlagt. Bei der AuelUnung den Transistor* findet glaloh2*itig noch eine regenerative Rückwirkung zwischen Kollektor und Steuerepule statt, die zu einen oszillierenden Gleichstrozinpula-während gewisser Phasen den Stouerablaufes In der Kollektorwicklung fUhrt, Hat das Pendel neine-Iinke Endlage erreicht, d.h. die Blongationg*bei welcher der Magnet in das Spulenmagnet eintauchtb erfolgt die Schwingugguumkehr und bei der Entfernung den Magneten 13 aus der Spule wird in der Steuerwicklung 17 ein Gegeniriplun erzeugt, der den Traneinior sperrt, no daß also nur bei der Eintauohbewegung den Mag- neten 13 ein Stromimpule zum Antrieb den Pendeln auagplößt wird.The Wirkungaweise the contactless overall electrically controlled and driven mechanical oscillator is now no, that in each Linkebewegun the pen dele the magnet 13 in the etataucht Spolouinnere and thereby generates a Spommn in the StenerwicklmM 17, which is supplied to the transistor 20, DIE sen triggers and thus echickt a surge of current over the collector or drive winding 16, which in turn drives the magnet 13 . When the transistor is triggered, there is still a continuous regenerative reaction between the collector and the control coil, which leads to an oscillating DC pulse during certain phases of the disturbance in the collector winding which the magnet in the coil magnet eintauchtb takes place Schwingugguumkehr and in removing the magnet 13 from the coil generates a Gegeniriplun in the control winding 17, which locks the Traneinior, no that therefore only the Eintauohbewegung the magnet 13, a Stromimpule for driving the pendulums.
Erfindungegemäß wurde nun festgestellt, daß dann eine Unabhängigkeit d#r Fi!equenz den Schwingero gegenüber den Änderungen der Spannung der Spetoestromquelle erzielt wirdg wenn das Spulensystem in der 0-Lage den Schwingern um einen gewinnen Betrag in Richtung auf den Magneten verschoben wird. Durch diene bei einen bentimten Uhrentyp durch Versuche zu bentimende relätive Position zwischen Spulenanordnung und dem in diene eintauohenden und diene beaufechlagenden Magneten in der 0-Stellung den Sohwingers, wird der Einfluß der Spannungeänderung der Speinentrocquelle auf,den Gang den Schwingern ganz cder angenähert aufgehoben, Wie verschiedene Versuche ergeben haben, wird der erfindungegemäße Effekt ganz besondere deutlich dann erreicht, wenn eine derartige relative An.-ordnung der Spulen und der Pe=amentmagneten an- einander vorgenomen wird, daß der Triebimpule in an sich bekannter Weine bei der der Kintauchbewegung des Pormanentnagneten entsprechenden Schwingungerichtung auftritt und bei Erreichen der den Triebimpule folgenden Endlage den Sch-dingere der Permanentnagnet und die Steuerepule relativ zueinander die Position optimaler Magnotflußkopplung um einen geringfügigen jeweils durch Versuch feststellbaren Betrag überschreiten.Erfindungegemäß has now been found that then independence d # r Fi! FREQUENCY the Schwingero against the changes the voltage of the Spetoestromquelle wirdg achieved if the coil system in the 0 position the oscillators to a win amount is shifted toward the magnet. By serving at a bentimten clock type by experiments to bentimende relätive position between the coil assembly and the beaufechlagenden in serving eintauohenden and serve magnet in the 0-position the Sohwingers, the influence of Spannungeänderung the Speinentrocquelle is on, suspend the transition the oscillators approximated quite CDER, As is different tests have shown the erfindungegemäße effect is achieved very special apparent when such relative An.-order Toggle = amentmagneten spools and Pe each pre omen that the Triebimpule in known wines in which the Kintauchbewegung of Pormanentnagneten corresponding oscillation direction occurs and when the end position following the drive pulse is reached, the permanent magnet and the control coil relative to each other exceed the position of optimal Magnot flux coupling by a slight amount that can be determined by experiment.
Die Fig. 2 stellt bildlich eine dieder Dind1LÜg entsprechende Positionierung den Magneten 13 innerhalb den Spulenkörpern 15 dar, Zu Ist ersichtlich, daß das Mittel den Magneten 13 gegenüber dem Mittel den Spulenkörpern 15 um einen Betrag V vernoboben ist# um den Betrag also, um den der Magnet t3 den Punkt optimaler Magnotflußkopplung zwischen Magnet und Spule überschreitet. FIG. 2 depicts a dieder Dind1LÜg appropriate positioning of the magnet 13 within the coil bobbins 15 are, to be seen that the agent is vernoboben the magnet 13 relative to the center of the bobbins 15 by an amount V # by the amount, therefore, to the the magnet t3 exceeds the point of optimal magnot flux coupling between magnet and coil.
In der Pig. 2 aIst die Badlage rechte den schwingenden Magneten 13 dargestellt, der Magnet schwingt also zwischen den beiden Positionen, wodurch der erm. findungegeffle Effekt besondere gUnstig erreicht wird. In der Fig, 3 wird der Verlauf der Steuerspannung aufgezeigt, no wie er unter der vorgenannten Dinebnionierunge- oder Poeitionierungebediagung erhalten wird* Es Ist ersicht;lich, daß bei der Schwingung nach links erst der Spannungsatoß 21 auftritt, welcher zur Auslösung des Transistors führt, An diesen Spannungsatoß 21 schließt zieh jedoch dann, wenn der Magnet das Optimum der Magnotflußkopplung überschreitet ein kleiner Impuls 22 im positiven oder entgegengesetzten Vorzeichen an, der dann, wenn der Magnet seine linke Endlage erreicht hat, wieder auf 0 absinkt. Nach der Schwingungsunkehr, d. h. bei eintretender Rechtsbewegung erscheint kurzzeitig wiederum ein kleiner Impuls 23 im negativen Vorzelohen, an den sich ein größerer Impuls 24 'atcobließt,der jedoch nicht zur Auelösung den Transistors führt, sondern dienen sperrt, Der Impuls 23, der ebenfalls negativen Sinnen Intg erzeugt nun zusätzlich in Kollektorkrein einen kletnen Strominpule 25, der in Fig. 3 au welohe den Vorläuf der Kollektoretröme zeigt, dargestellt ist, Es ist ersichtlich, daß sich an den normalen Xollektorstromimpuls 26, der sich aus den beiden 0 r.4 chwingungef J lanken 27 und den Gleichetromimpuleteil 28 zusammensetzt, zeitlich verschoben ein verhältnismäßig schmaler Schwingungeinpule 25 anschließt, Auf Grund der verhältnismäßig kleinen Amplitude des Impulsen 23 vermag dieser den Transistor nicht durchzusteuern, nodaß anstelle einen beidseitig von Schwingungezügen flanklerten Gleichstrominpuleen 28 ein schmaler sogenannter Hüllkurvonimpule erscheint, der sich aus einer Anzahl einzelner Relaxationnachwingungen zusammensetzt.In the pig. 2 is the bath position on the right the oscillating magnet 13 is shown, the magnet thus oscillates between the two positions, whereby the possible inventive effect is achieved particularly favorably. In Figure 3 the variation of the control voltage is shown, no as obtained at the above Dinebnionierunge- or Poeitionierungebediagung * It is ersicht; lich that occurs in the oscillation to the left until the Spannungsatoß 21, which leads to the triggering of the transistor, However, when the magnet exceeds the optimum of the Magnot flux coupling, a small pulse 22 with a positive or opposite sign is applied to this voltage impact 21, which then drops back to 0 when the magnet has reached its left end position. After the oscillation reversal, ie when the movement to the right occurs, a small impulse 23 appears briefly in the negative Vorzelohen, to which a larger impulse 24 'atco closes, which however does not lead to the dissolution of the transistor, but rather blocks, the impulse 23, which also has negative senses Intg now generates an additional collector in Kerin a kletnen Strominpule 25 which welohe au in Fig. 3 shows the Vorläuf the Kollektoretröme is shown, it is seen that at the normal Xollektorstromimpuls 26 chwingungef from the two 0 R.4 J lanken 27 and the Gleichetromimpuleteil 28 composes, temporally shifted a relatively narrow oscillation single coil 25 follows, due to the relatively small amplitude of the pulse 23, this is not able to control the transistor, so that instead of a DC pulse 28 flanked on both sides by oscillation trains, a narrow so-called envelope curve appears from a number l composed of individual relaxation resonances.
Es hat den Anschein, daß durch die zusätzliche Beaufschlagung den Schwingern durch diesen phasenvIerschobenen, den Hauptimpule nachollenden, seitlich kurzen RelaxationziMmle, der Sohwinger no beeinf lußt wird, daß er unabhängig von den EiulltädOlk der Änderung der Spannung der Speioentromquelle wird. Es kann also genagt worden, daß der zusätzlich auftretende iurze Kollektorstromiapule 25 den Einflüssen der Spannungeänderungen an der Speinentrocquelle entgegenwirkt. It appears that the additional application to the oscillators by this phase-shifted, laterally short relaxation point, which rolls after the main impulse, influences the Sohwinger so that it becomes independent of the change in voltage of the energy source. It can thus be said that the additionally occurring short collector current coil 25 counteracts the influences of the voltage changes at the spin source.
Diese Beeinfluenungden Schwingern dUrfte dadurch möglieh oeing weil mit den durch Spannungeänderungen be- dingten Amplitudenänderungen den Schwingern der durch Überschreiten der Peeition optimaler Nagnotflußkopllung bei Erreichen der Endlage den Sohwingern auftretende zusätzliche Steuerimpule 23 relativ starken Änderungen unterworfen ist, damit also auab der Pueatzliche Kollektoratromiapule *5 starken Änderungen in seiner Breite bzw, Iripuladauer durch Änderungen der Amplitude und damit der Speisespannung unterworfen Ist,Der Impule 25 besitzt also eine empfindliche Regelfähigkeit zur Konstanthaltung der Frequenz bzw» Schwingun szeit den' Schwingern gegen Ändarunren dar Spannung der Speiseetrocquelle. Durch geeignete Einstellung des Spulensystems kann eine Regelfaähigkeit des Antriebesysteme über einen weiten Spannungsbereich beispielsweise zwischen 1,6 und 1,1 V erreicht werden. Die Vorteile der vorbeschriebenen Erfindung liegen darin, daß es möglich Ist, ohne besondere Mittel vorsehen zu mUssen, lediglich durch Wahl einer entsprechenden Position den Spulensysteme relativ zu dem diesen beaufachlagenden Magneten, eine Kompensation der durch Spannungeänderungen der Speisestromquelle bedingten Gang- und Frequenzänderungen des Schwingern zu erreichen. Besondere Bauelemente sind hierzu nicht erforderlich, ebensowenig Ist eine exakte Dimenntonierung des elektronischen Kreisen und des Magneten vorzunehmen.This Beeinfluenungden oscillators allowed by möglieh Oeing because the loading hired by Spannungeänderungen amplitude changes to overshoot the optimum by exceeding the Peeition Nagnotflußkopllung is the Sohwingern occurring additional Steuerimpule subjected to 23 relatively large changes in reaching the end position, so therefore AuaB the Pueatzliche Kollektoratromiapule * 5 strong Changes in its width or iripula duration due to changes in amplitude and thus the supply voltage is subject, the impulse 25 thus has a sensitive control ability to keep the frequency or »oscillation time of the ' oscillators against changes in the voltage of the electric feeder source. By suitably setting the coil system, the drive system can be regulated over a wide voltage range, for example between 1.6 and 1.1 V. The advantages of the above-described invention are that it is possible, without having to provide special means, to compensate for the rate and frequency changes of the oscillators caused by voltage changes in the supply current source simply by selecting an appropriate position for the coil systems relative to the magnet applied to them reach. Special components are not required for this, just as little is an exact dimensional toning of the electronic circuit and the magnet to be carried out.
Die Erfindung unterscheidet sich gegenUber den Stand der Technik durch große Einfachheit und Billigkeit. Die durch sie gegebene Lehre zum techniochen Handeln kann bereite bein Entwurf von kontaktlon elektrisch gesteuerten und angetriebenen mechanischen Schwingern in Anwendung kommen und bedenkenlos auch auf Seriengerkte Ubertragen worden,The invention differs from the prior art in that it is very simple and cheap. The teaching on technical action given by them can be used in the design of contact-ion electrically controlled and driven mechanical oscillators and can also be transferred without hesitation to series devices,
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK0060702 | 1966-11-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1523971A1 true DE1523971A1 (en) | 1970-10-29 |
Family
ID=7229716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661523971 Pending DE1523971A1 (en) | 1966-11-12 | 1966-11-12 | Electromechanical vibration system, e.g. Rate regulator of a clock or other time keeping devices |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1523971A1 (en) |
-
1966
- 1966-11-12 DE DE19661523971 patent/DE1523971A1/en active Pending
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