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Magnetisches Steuerorgan für Uhren und andere zeithaltende und Kleingeräte
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische steuerbare Kontaktvorrichtung, bestehend
aus zwei in einem evakuierten Gehäuse angeordneten elektrischen Kontaktteilen, deren
mindestens einer mindestens teilweise aus magnetisch beeinflußbaren Material besteht
und so gestaltet und relativ zu dem anderen, starr im Gehäuse befestigten Kontaktteil
gegen eine Rückstellkraft beweglich angeordnet ist, daß er unter der Einwirkung
eines relativ zu ihm sich bewegenden Magneten in eine andere Kontaktlage mit dem
anderen Kontaktteil bringbar ist.
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Ein solcher Vakuumfestkörperkontakt mit magnetischer Steuerung ist
z. B. zur Steuerung von Nebenuhren durch eine mit einem schwingenden Magneten versehene
Hauptuhr bekannt, wobei der Steuermagnet am Pendel angeordnet ist und für den Antrieb
des Pendels selbst besondere Steuer- und Triebelemente vorgesehen werden müssen.
Das ist bei großen - und teueren - Präzisions-Hauptuhren ohne weiteres, erträglich,
nicht aber bei billigeren Gebrauchsuhren, z. B. mitUnruhwerk oder billigeren Kleinmotoren,
insbesondere nicht bei Kleingeräten, z. B. Kleinuhren, mit beschränkten Raumverhältnissen.
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Für kleine Geräte, insbesondere einzelne elektrische Uhren, ist man
in neuerer Zeit dazu übergegangen, entweder die üblicherweise verwendeten mechanischen
Kontakte durch Röhren und diese wiederum durch Transistoren zu ersetzen oder das
Kontaktmaterial der mechanischen Kontakte zu verbessern. Es ist z. B. auch bekannt,
eine Antriebsspule gemeinsam mit einem diesen steuernden Transistor auf einer gegenüber
einem raumfesten Dauermagneten schwingenden Unruh anzuordnen. Der Hauptnachteil
dieser Anordnungen ist nach wie vor ihre Temperaturabhängigkeit bzw. die Kosten
und der Raumaufwand einer Temperaturkompensation.
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Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die im vorstehenden erwähnte
magnetisch steuerbare Kontaktvorrichtung - gegebenenfalls in Miniaturform -durch
geeignete Schaltung und räumliche Anordnung fürdieSteuerung vonUhren undanderenzeithaltenden
elektrischen Kleingeräten nutzbar zu machen, ohne durch »zusätzliche« Bau- und Schaltelemente
die Systeme zu komplizieren und den Raumbedarf unerträglich zu erhöhen.
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Dies wird mit den eingangs genannten Kontaktvorrichtungen erfindungsgemäß
erreicht durch eine derartige Anwendung für die Antriebssteuerung von Drehschwingungen
und umlaufenden Motoren, insbesondere für Uhren und zeithaltende Geräte, daß sie
im Stromkreis einer Triebspule und einer Spannungsquelle, vorzugsweise Batterie,
liegen, vorzugsweise mit der Spule zusammen auf dem Drehschwinger (auf Uhrenunruh)
angeordnet und derart relativ beweglich zu einem, vorzugsweise ortsfesten, segmentförmigen
Magneten ist, daß dieser Magnet zugleich zur Steuerung der Kontaktvorrichtung und
zur dynamischen Beeinflussung der periodisch erregten Triebspule dienen kann.
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Hierdurch ergibt sich auf überraschend einfache Weise eine zuverlässige
Antriebssteuerung von Drehschwingern und Motoren in gedrängter Bauart von hoher
Lebensdauer, verhältnismäßig niedrigem Energieverbrauch und ohne störende Temperaturabhängigkeit,
wie sie die meisten elektronischen Lösungen aufweisen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsfonmen derEinrichtung nach
derErfindungbeispielsweise dargestellt.
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F i g. 1 zeigt einen Unruhdrehteil, auf dessen beweglichem scheibenförmigem
Teil 18 eine Spule 20 angeordnet ist, die über die Unruhfeder 21 an eine Gleichspannungsquelle
gelegt ist, wobei im Stromkreis das magnetische Steuerorgan liegt. Die Achse 17
der Unruhscheibe 18 ist in einer festen Scheibe; insbesondere Platine 15, gelagert,
auf welcher sich ein Dauermagnet 18 befindet. Bei der Schwingbewegung des Kontaktbauelements
19 gegenüber dem Magneten 16 wird der Kontakt abwechselnd geöffnet und geschlossen
und hierdurch in bestimmtem Rhythmus ein elektrischer Strom in der Spule 20 hervorgerufen,
dessen Magnetfeld eine jeweils abstoßende oder anziehende Kraft auf den Magneten
16 ausübt, was sich in Antriebsdrehimpulsen in bezug auf die Unruhe auswirkt.
In
den F i g. 2 und 3 sind schematisch zwei Drehteilausführungen ohne Rückstellkräfte
dargestellt mit einem bzw. drei rotierenden Magneten 36, angeordnet auf einem Motorläufer
37. Durch die Magnetbewegung werden wiederum der - hier ortsfeste -Kontakt bzw.
die Kontakte 19 kurzzeitig geschlossen, wodurch die - gleichfalls ortsfeste - Spule
35 bzw. die Spulen 35 durch die Batterie 34 Strom erhalten und hierdurch Antriebsdrehimpulse
auf den Läufer ausüben.
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In F i g. 4 bedeutet 1 einen Glasfuß mit zwei eingeschmolzenen Drähten
3 und 4. Ein am Draht 4 angeschweißtes Kontaktstück 5 aus magnetisch nichtleitendem
Material guter elektrischer Leitfähigkeit weist eine schlitzförmige Ausnehmung 7
auf. In dieser befindet sich berührungsfrei das Ende einer Kontaktfahne 6 aus magnetisch
gut leitendem Material, insbesondere dünnen Federbandstahl, die an den Sockelstift
angeschweißt ist. Das ganze System ist mit einer Haube aus magnetisch nichtleitendem
Material, insbesondere Glas, Kunststoff oder unmagnetischem Metall, insbesondere
Kupfer oder Aluminium, abgedeckt, die mit dem Sockelfuß in aus der Röhren-und Transistortechnik
bekannter Weise verschmolzen, verlötet, verschweißt oder anderweitig vakuumdicht
verbunden ist.
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Nähert sich ein magnetisches Feld, beispielsweise das des Dauermagneten
16 der Fig. 1, der Kontaktfahne 6 auf einem der durch die Pfeile angedeuteten Wege,
so wird die große Fläche der Kontaktfahne von den magnetischen Kraftlinien durchflutet
und angezogen. Hierdurch kommt die Fahne 6 zum Anschlag gegen den einen Rand der
Öffnung 7 in der Kontaktfahne 5, wodurch der zu steuernde Stromkreis, beispielsweise
der Spule 20 in F i g. 1, geschlossen wird. Der optimale Beeinflussungsort
bzw. die optimalen Beeinflussungsrichtungen, die durch die Pfeile angedeutet sind,
werden zweckmäßig durch entsprechende Farbmarken am Äußeren des Gehäuses gekennzeichnet.
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In F i g. 5 ist oben an die Feder 6 der auf die magnetische Beeinflussung
reagierende Teil 8 angefügt. Dies bedingt, daß der optimale Beeinflussungsort an
der durch die Pfeile angedeuteten Stelle oberhalb des röhrenförmigen Gehäuses liegt.
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Gemäß F i g. 6 ist auf der Kontaktfahne 6 zur Vergrößerung der Empfindlichkeit
der Anordnung bezüglich der Veränderung des äußeren Magnetfeldes ein Dauermagnet
9 angeordnet.
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In F i g. 7, 7 a und 7 b sind verschiedene Ausführungsformen der Kontaktfahnen
dargestellt, wie sie besonders für Mi.niaturausführungen vorgesehen sind. Die Kontaktfahnen
10 und 11 bestehen aus Federdraht, deren Elastizität bzw. Biegsamkeit größer ist
als die der Bänder gemäß den F i g. 1 bis 3. Als Massen, die durch das äußere Feld
beeinflußt werden sollen, sind alternativ eine horizontale Weicheisenscheibe 12,
eine vertikale Weicheisenscheibe 13 und Permanentmagnetstück 14 vorgesehen.
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Es sei bemerkt, daß die Ausgestaltungsformen des magnetischen Steuerorgans
durch die Ausführungsbeispiele nicht erschöpft sind. Insbesondere besteht auch die
Möglichkeit, die magnetische Feldeinwirkung im entgegengesetzten Sinne durchzuführen:
nämlich derart, daß der kontaktlose Zustand der Kontaktteile durch ein konstantes
Magnetfeld bewirkt wird, welches von einem mit der Kontaktanordnung baulich vereinigten
Dauermagneten herrührt, und daß die Kontaktgabe dadurch bewirkt wird, daß ein Stück
Eisen oder sonstiges magnetisches oder magnetisierbares Material der Anordnung in
einer solchen Weise genähert wird, daß hierdurch die magnetischen Kraftlinien des
Dauermagneten durch Kurzschlußwirkung abgelenkt werden; die Folge ist, daß der magnetisch
beeinflußbare Kontaktteil auf Grund seiner Federkraft oder einer sonstigen Direktionskraft
zum Anschlag gegen den anderen Kontaktteil kommt. Diese Ausführungsform arbeitet
nach einer Art magnetischem Ruhestromprinzip, während die gemäß F i g. 4, 5, 6,
7 ausgeführten Ausführungsformen nach dem magnetischen Arbeitsstromprinzip arbeitet.
Das magnetische Ruhestromprinzip hat den Vorteil, daß durch geeignete Gestaltung
und Anordnung des Dauermagneten die Wirkung des Erdfeldes oder anderer magnetischer
Streufelder ausgeschaltet werden kann. Im übrigen ist eine derartige Störfeldkompensation
auch bei den dargestellten Ausführungsformen durch eine entsprechende statische
Ausbildung durchführbar.