DE1072203B - Elektromechanischer Gangordner oder Synchronmotor für Uhren und andere zeithahend'e Geräte - Google Patents

Description

DEUTSCHES

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PATENTAMT

K 31093 VIHd /83 b

ANMELDETAG: 12. FEB RU AR 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
A.USLEGESCHRIFT: 24. DEZEMBEK 1959

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Gangordner bzw. Synchronmotor für Uhren, Frequenznormale und andere zeithaltende Geräte mit einer einen mechanischen Schwinger, insbesondere einen schwingenden Permanentmagneten, vorzugsweise Magnetstab, z. B. in Form einer Unruhe oder eines Pendels, oder eine ständig in einer Richtung synchron umlaufende Polradanordnung durch induktive Wechselwirkung antreibenden elektronischen Schaltungsanordnung, bestehend aus einem elektrorüschen Glied, z. B. Röhre oder Transistor, einem in dessen Eingang liegenden magnetfeldabhängigen Widerstand, insbesondere Hallorgan, als Steuerglied und einer in dessen Ausgang liegenden Spule (Triebspule).

Bei den bekannten Anordnungen dieser Art waren einem schwingenden Magneten ein magnetfeldabhängiger Widerstand, insbesondere ein Hallorgan, und eine Antriebsspule räumlich voneinander getrennt zugeordnet. Dabei war das Hallorgan derart angeordnet, ao daß dieses möglichst stark durch einen schwingenden Magneten beeinflußt wurde, während die Antriebsspule nach dem Gesichtspunkt relativ zum schwingenden Magneten angeordnet wurde, daß sie diesem einen möglichst starken Antriebsimpuls erteilen konnte. Irgendein Gedanke, daß hierbei auch die relative Lage von Antriebsspule und Hallorgan zueinander beachtet werden müsse, ist bisher noch nicht bekanntgeworden.

Es ist jedoch bereits vorgeschlagen worden, bei analogen, ohne ein magnetfeldabhängiges Steuerorgan, jedoch mit zwei Spulen, nämlich mit einer Steuerspule und einer Antriebsspule, arbeitenden elektromechanischen Gangregleranordnungen auch die Relativlage der beiden Spulen zueinander zu beachten und insbesondere eine sehr enge Kopplung der beiden Spulen miteinander dadurch zu erreichen, daß die eine Spule mindestens teilweise in der anderen Spule angeordnet ist.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, optimale Bedingungen beim Aufbau der eingangs erwähnten elektromechanischen Gangregleranordnung mit einem magnetfeldabhängigen Steuerglied sowohl bezüglich der räumlichen Anordnung als auch bezüglich einer genauen Schaltwirkung zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das magnetfeldabhängige Bauelement innerhalb der Spule angeordnet und zweckmäßig mit dieser baulich vereinigt wird.

Hierdurch werden die gleichen Vorteile einer Erhöhung der Ganggenauigkeit erreicht, wie sie auch durch die erwähnte, bereits vorgeschlagene Ineinander-Anordnung von Steuerspule und Antriebsspule bei auf induktiver Steuerung beruhenden Gangordnern Elektromechanischer Gangordner oder Synchronmotor für Uhren und andere zeithaltende Geräte

Anmelder:

Kieninger & Obergfell, St. Georgen (Schwarzw.)

Fritz Thoma, St. Georgen (Schwarzw.), ist als Erfinder genannt worden

erzielt wird. Insbesondere weist die Anordnung nach der Erfindung besonders scharfe, vorzugsweise kastenförmige Impulse und eine dadurch erhöhte Ganggenauigkeit auf.

Als magnetfeldabhängige Widerstandsanordnungen kommen hauptsächlich Halbleiterbauelemente in Frage, beispielsweise eine Korbinoscheibe. Höchste Empfindlichkeit erreicht man mit magnetfeldabhängigen Widerstandsanordnungen aus Verbindungen von Elementen der III. und V., II. und IV., I. und VII. Gruppe des Periodischen Systems oder deren Mehrfachverbindungen untereinander, z. B. A^mB^v + A^mB^v. Gegebenenfalls können die Bauelemente als Dioden ausgebildet sein, welche unter Umständen noch einen oder mehrere p-n-Ubergänge oder andere Übergänge zwischen Zonen unterschiedlicher Dotierung, gegebenenfalls unterschiedlichen Leitungstypus, aufweisen; oder sie können auch als Vierpole nach Art der Hallsonde oder des Gyrators ausgebildet sein. Auch sogenannte magnetische Sperrschichten aus Halbleiter-Einkristallplättchen aus eigenleitendem Germanium oder anderen₍ z. B. einem der genannten halbleitenden Materialien mit einer glatten und einer rauhen Oberflächenseite kommen in Frage.

In erster Linie ist gemäß einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung daran gedacht, daß der mechanische Schwinger als Magnet ausgebildet ist, dem gegenüber das magnetfeldabhängige Bauelement fest angeordnet ist. Es kann aber auch umgekehrt nach einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung das magnetfeldabhängige Bauelement gegenüber einem festen Magnetfeld beweglich ausgebildet sein, was sich besonders dann empfiehlt, wenn die Bewegung keine reine Drehung, sondern eine hin- und hergehende translatorische oderRotationsschwingung ist, weil in diesem Falle Zuführungen ohne Kollektoren

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Claims (6)

kopplungsanordnung, vorzugsweise mit einem Halbleiterbauelement, z. B. Transistor oder Doppelbasisdiode, geschaltet werden. In Fig. 5 ist die Prinzipskizze einer derartigen Schaltanordnung in beispielhafter Ausführungsform dargestellt. 4' und 4" bedeuten zwei Abschnitte einer Batterie. 8 ist ein Transistor, in dessen Ein- und Ausgangskreis der magnetfeldabhängige Widerstand 3 gers zu dem aus Spule und magnetfeldabhängigem Widerstand bestehenden System; Fig. 4, 5 und 6 zeigen drei Schaltungsbeispiele mit je einem elektrischen Vierpol. In den Fig. 2 bis 5 und 6 ist der Übersichtlichkeit halber das Hallorgan als von der Triebspule getrennt gezeichnet worden; nach der Erfindung soll es jedoch auch bei diesen Ausführungsbeispielen genau wie in Fig. 1 innerhalb der Spule angeordnet sein. In Fig. 1 bedeutet 2 einen in Pfeilrichtung schwingenden Magneten, 3 ein in der Spule 5 befindliches magnetfeldabhängiges Organ, welches mit diesem und der Batterie 4 elektrisch hintereinandergeschaltet Falle kann entweder das das magnetfeldabhängige io antreibend wirkende Impedanz eine mehr oder Bauelement durchsetzende Magnetfeld erzeugt bzw. weniger als Schalter wirkende elektronische Rückverstärkt oder durch Nebenschluß vernichtet bzw. abgeschwächt werden. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die bauliche Zusammenordnung von Spule und magnetfeldabhängigem Widerstand nach der Erfindung; Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele für die Zueinander- 20 und die Spule 5 angeordnet sind. Der Schwinger 2 Ordnung und Ausbildung eines magnetischen Schwin- ist zweimal gezeichnet, braucht jedoch nur als ein Bauelement vorgesehen zu sein, wenn die beiden Bauelemente 3 und 5 entsprechend benachbart angeordnet sind. Die Schaltanordnung gemäß Fig. 4 entspricht weitgehend den teils bekannten, teils vorgeschlagenen Anordnungen mit zwei rückgekoppelten Spulen für Gangreglerzwecke. Sinngemäß können auch im vorliegenden Falle entsprechend diesen bereits vorgeschlagenen Anordnungen elektrische Ausgleichsglieder im Ein- und/oder Ausgangskreis vorgesehen sein. Der Transistor sollte im Sättigungsbereich betrieben werden, wodurch möglichst reine Schaltwirkung entsteht. Fig. 5 zeigt die Prinzipskizze eines Schaltbeispiels mit einem magnetfeldabhängigen Vierpol. 9 bedeutet ist. Die Spule 5 wirkt als Treibspule auf den Ma- 35 einen Hallgenerator, welcher derart angeordnet gneten 2, dessen Bewegung seinerseits das magnet- ist, daß ihn die Kraftlinien eines Magnetfeldes in feldabhängige Organ 3 beeinflußt. Optimale Bedin- Richtung des Pfeils 10 durchdringen können. 11 begungen lassen sich dadurch erzwingen, daß die Länge deutet einen Transistor, in dessen Ausgangskreis sich jedes der beiden Bauelemente einerseits und ihre eine Motorspule 12 befindet, welche mit dem mechanigegebenenfalls veränderbare relative Lage zueinander 40 sehen Schwinger in antreibender Beziehung steht, mit Rücksicht auf die Tauchbewegung und die Tauch- Schließlich ist mit 13 eine Batterie und mit 14 ein richtung des Magneten 2 passend gewählt sind. Ohmscher Widerstand bezeichnet. Fig. 2 zeigt zunächst eine Prinzipskizze der als Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. 15 Gangregler ausgebildeten Einrichtung nach der Erfin- bedeutet einen magnetfeldabhängigen Widerstand, dung. 1 bedeutet den Unruhreif einer Uhr, auf dem 45 der durch den schwingenden Magneten 20 beeinflußt ein Dauermagnetstab 2 derart angeordnet ist, daß sein wird und im Rhythmus dieser Schwingungen eine Nordpol die durch den Pfeil angedeutete Schwingbewegung vor einem magnetfeldabhängigen Widerstand 3 ausführt. Hierdurch werden in dem angeschlossenen, aus einer Batterie 4 und einer Spule 5, 50 gemäß dem Ausführungsbeispiel als Magnetspule 18 welche ebenso wie in Fig. 1 den magnetfeldabhängigen dargestellt ist, welche einen Magnetschwinger 19 Widerstand 3 umgebend zu denken ist, bestehenden elektrischen Kreis elektrische Strom- und Spannungsimpulse von großer Schärfe erzeugt, die ihrerseits in an sich bekannter Weise zum Aufrechterhalten der 55 Unruhschwingungen ausgenutzt werden können. Fig. 3 zeigt eine bauliche Anordnung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1. Auf einer Welle 6 ist außer dem Magnetstab 2 noch ein weiterer Permanentstab 7 angeordnet; beide Magnetstäbe sind durch einen Eisenteil 8 verbunden, so daß sie als U-Magnet wirken, zwischen dessen Polen sich der magnetfeldabhängige Widerstand 3 befindet. Zwei Spulen 5' und 5" wirken als Motorspulen antreibend auf die Magnetschwinger, die — je nachdem, ob eine Direktionskraft vorhanden ist — die Dreh- bzw. Schwingbewegung der Magnetstäbe aufrechterhalten. Im Falle der reinen Rotationsbewegung wird die Uhr nach dem Synchronmotorprinzip angetrieben, oder es ist eine Gesperrevorrichtung zwischen die Welle 6 Fadendiodenanordnung 17 (= Doppelbasisdiodenanordnung) instabil macht und dadurch eine elektromagnetische Anordnung zum Ansprechen bringt, die periodisch antreibt. 16 bedeutet eine Spannungsquelle, an die die sperrfreien Basiskontakte der Fadendiode bzw. Fadendiodenanordnung gelegt sind. Patentansprüche:

1. Elektromechanischer Gangordner bzw. Synchronmotor für Uhren, Frequenznormale und andere zeithaltende Geräte mit einer einen mechanischen Schwinger, insbesondere einen schwingenden Permanentmagneten, vorzugsweise Magnetstab, z. B. in Form einer Unruhe oder eines Pen'dels, oder eine ständig in einer Richtung systematisch umlaufende Polradanordnung durch induktive Wechselwirkung antreibenden Schaltungsanordnung, vorzugsweise mit einem elektronischen Glied, z. B. Röhre oder Transistor, mit einem vorzugsweise im Eingang des elektronischen Gliedes liegenden magnetfeldabhängigen Widerstand, insbesondere Hallorgan, als Steuerglied und einer

vorzugsweise im Ausgang des elektronischen Gliedes liegenden Spule (Triebspule), dadurch gekennzeichnet, daß das magnetfeldabhängige Bauelement innerhalb der Spule angeordnet und zweckmäßig mit dieser baulich vereinigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetfeldabhängige Bauelement und die Spule relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Glied als Doppelbasisdiode ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger einen Magneten, vorzugsweise Permanentmagneten, enthält, während das magnetfeldabhängige Bauelement ortsfest angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Magnetanordnung als auch das magnetfeldabhängige Bauelement räumlich fest angeordnet sind und der Schwinger so ausgebildet ist und seine Schwingungsbahn so verläuft, daß er eine das Magnetfeld periodisch gegenüber dem magnetfeldabhängigen Bauelement mehr oder minder abschirmende Wirkung ausübt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetfeldabhängige Bauelement als Zweipol, beispielsweise Korbinoscheibe, aus einer ein- oder mehrfachen A^mB^v-Verbindung, gegebenenfalls mit einem oder mehreren p-n-Übergängen, oder als magnetische'Sperrschicht ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 090 564, 65 772

(Zusatz zu Nr. 1092 411);

britische Patentschrift Nr. 673 496;

Annais franqaises de Chiarometrie, November 1953;,

S. 117 bis 124.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 909 690/221 12.