DE1961629B2

DE1961629B2 - ROTARY ARM WITH ELECTRODYNAMIC DRIVE AND ELECTRODYNA MIXER SCANNER

Info

Publication number: DE1961629B2
Application number: DE19691961629
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Westdeutsche Elektrogeraetebau GmbH
Current assignee: Westdeutsche Elektrogeraetebau GmbH
Priority date: 1969-12-09
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1972-02-17
Also published as: ES386175A1; FR2070781A1; DE1961629A1; GB1339439A; CH579792B5; CH1773170A4; US3713047A; FR2070781B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwinger, d. h. eine drehbar gelagerte und mit einem Riickstellglied in einer Ruhelage gehaltene Masse, mit elektrodynamischem Antrieb und elektrodynamischer Abtastung, wobei eine Spulenanordnung und eine Permanentmagnetanordnung mit mindestens einem Paar vonThe invention relates to a rotary oscillator, i. H. a rotatably mounted and with a return actuator mass held in a rest position, with electrodynamic drive and electrodynamic scanning, wherein a coil assembly and a permanent magnet assembly having at least a pair of

vlagneten entgegengesetzt gerichteter Induktion- legungen heraus auch schon in manchen Fällen die achsen, aeren Kraftlinien über die Spule(n) ent- Magnete groß und stark gewählt, auch die magnelialtende Luftspalte und gegebenenfalls über ein tische und die elektrische Kopplung von Bauiveidimagnetisches Kurzschlußjoch geschlossen sind, elementen bzw. Schaltungsgruppen sowie der Spulen relativ zueinander schwingen, indem die eine Anord- 5 miteinander und mit den Magnetfeldern, hat dabei nung einen Teil des Rotors und die andere einen aber immer wieder letztlich deswegen das gesteckte Teil des Stators bildet, wobei weiterhin die (gemein- Ziel nicht erreicht, weil nicht nur antreibende Kräfte, same) Achse der Spule(n) und die innerhalb eines sondern auch hemmende auftreten, wenn man keine Quadranten in einem Abstand mindestens annähernd besonderen Vorkehrungen trifft, und diese hemmengleich dem Spulendurchmesser liegenden zwei Induk- io den Kräfte Frequenzverwerfungen oder mindestens tionsachsen der Magnete zueinander parallel sind Störeinflüsse hervorrufen, indem die Systemerregung und mindestens annähernd senkrecht auf einer ge- dann auch von Nebenbedineungen, wie Betriebsmeinsamen kreisförmigen Schwenkbahn um die spannungen, Temperatur und" deren Schwankungen, Rotorachse stehen sowie schließlich die Spule(n) mit in unzulässigem Maße abhängig ist. Aus diesen einer elektronischen Verstärkeranordnung zusam- 15 Gründen ist es trotz der Vielfalt der bisher bekannten menwirken, sowie die Verwendung eines solchen Vorrichtungen bisher immer noch nicht gelungen, Drehschwingers als Gangordner für elektronische eine Antriebsvorrichtung für elektronische Uhren zu Uhren, bauen, bei der eine Abbremt'.ing des Gangordnerseven in some cases the axes, aeren lines of force across the coil (s) are large and strong magnets selected, including the magnelialtende Air gaps and, if necessary, a table and the electrical coupling of structural components Short-circuit yoke are closed, elements or circuit groups and the coils vibrate relative to each other by having an arrangement 5 with each other and with the magnetic fields tion of one part of the rotor and the other one, but ultimately because of the plugged in Forms part of the stator, whereby the (common goal not achieved, because not only driving forces, same) axis of the coil (s) and those within a but also inhibitory occur when one does not Quadrants at a distance at least approximately take special precautions, and inhibit them equally two inductive forces lying around the coil diameter or at least frequency distortions tion axes of the magnets parallel to each other are causing interference by the system excitation and at least approximately vertically on one - then also of secondary conditions, such as common business seeds circular swivel path around the voltages, temperature and "their fluctuations, The rotor axis and finally the coil (s) are dependent on to an inadmissible degree. From these An electronic amplifier arrangement together, it is despite the variety of the previously known men affect, as well as the use of such a device still not succeeded, Torsional oscillator as a gear folder for electronic a drive device for electronic clocks Clocks, build with a deceleration of the gear folder

Obwohl es nicht an Versuchen gefi.hlt hat, das im Rücklauf — die durch Phasenfehler der Antriebs-Prinzip des kontaktlos, d. h. über einen Energie- so impulse verursacht wird — wirklich vermieden ist. wandler, ζ. B. eine aus einer Batterie versorgte Ver- Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die neustärkeranordnung mit Hilfe von relativ zueinander artige Aufgabe zugrunde, einen Drehschwinger mit schwingenden Spulen- und Magnetanordnungen be- elektromechanischer Erregung so auszubilden, daß triebenen mechanischen Schwingers nach den stür- er bei beliebiger, auch sehr großer Auslenkung mit mischen Fortschritten der Halbleitertechnik (der 25 möglichst kurzzeitigen Stromimpulsen immer phasen-Trnnsistoren usw.) in weiteren Ausbaustufen bei den richtig, d. h. ohne hemmende Impulse angetrieben elektrischen Uhren anzuwenden, konnten sich diese werden kann, auch wenn aus Gründen der Energiedennoch nicht recht, d. h. nicht in dem erwarteten ersparnis die elektrische, magnetische und die Umfange, durchsetzen. Dies geht auch aus der nahezu elektromechanische Kopplung sehr fest gewählt wird; unübersehbaren Zahl von Vorschlägen hervor, die 30 die Auslenkung soll dabei immer einwandfrei und den verschiedensten Richtungen von Verbesserungs- ohne komplizierte Maßnahmen auf maximal ± 150° versuchen gewidmet sind, aber jedenfalls wegen der beim Unruhschwinger und etwa ± 30° beim Schwerinnigen Verquickung von elektronischen und mecha- kraft-Pendelschwinger beschränkbar sein. In diese nischen Problemen auf dem hier in Rede stehenden Aufgabe soll auch die allgemeine, bisher schon be-Sondergebiet nicht die in vollem Umfange befrie- 35 stehende und bereits erwähnte eingeschlossen sein, engenden technischen Lehren vermitteln konnten, daß das System raumsparend, fertigungstechnisch sondern allenfalls mehr oder weniger konkret gefaßte einfach und zu einem sicheren Selbstanlauf fähig Aufgabenstellungen. sein soll. Schließlich soll der Drehschwinger mit nurAlthough it has not been felt by attempts, that in return - the phase error of the drive principle des contactless, d. H. via an energy- so impulse is caused - is really avoided. converter, ζ. B. a battery supplied from a battery. The present invention is therefore the amplifier arrangement with the help of a relatively similar task based on using a rotary transducer to train vibrating coil and magnet arrangements with electromechanical excitation so that driven mechanical oscillator after the sturdy with any, even very large deflection mix advances in semiconductor technology (the 25 short-term current pulses always phase-transistors etc.) in further expansion stages for the correct, d. H. driven without inhibiting impulses Applying electrical clocks, this could be done, even if for reasons of energy still not right, d. H. not in the expected savings the electrical, magnetic and the Scope, enforce. This is also possible because the almost electromechanical coupling is very firmly selected; unmistakable number of suggestions, the 30 the deflection should always be flawless and the most varied directions of improvement without complicated measures to a maximum of ± 150 ° are dedicated to trying, but at least it can be limited because of the amalgamation of electronic and mechanical-force pendulum oscillators in the balance oscillator and approximately ± 30 ° in the case of the poor-minded. In these The general, so far already special area should also be related to the problem at hand not including those who have been completely pacified and which have already been mentioned, narrow technical teachings could convey that the system saves space, manufacturing technology but at most more or less concrete ones that are simple and capable of a reliable self-start Tasks. should be. After all, the torsional oscillator is supposed to be with only

Von einer elektrischen Uhr wird als selbstverständ- geringen Abwandlungen bei elektronischen UhrenOf course, an electric watch is a minor modification of an electronic watch

lieh erwartet, daß sie unter verschiedensten Betriebs- 40 verschiedener Bauart und jeweils in einfacher Weiselent is expected to operate under a wide variety of 40 different designs and each in a simple manner

bedingungen genau geht, zumal auch die rein mecha- einzubauen sein.conditions is accurate, especially since the purely mechanical ones have to be built in.

nischen Uhren dank der in letzter Zeit gewonnenen Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird unter technischen Fortschritte einen sehr hohen Qualitäts- Vermeidung der Mängel bekannter Vorrichtungen stand erreicht haben. Es genügt also nicht, wenn eine dadurch gelöst, daß bei einem Drehschwinger der solche Uhr zusätzlich zu diesen Forderungen ledig- 45 eingangs näher beschriebenen Gattung erfindungslich diejenige erfüllt, nicht aufgezogen oder längere gemäß die Spule(n) als eine elektrisch einzige Wick-Zeit nicht gewartet werden zu müssen. Wenn der lung gleichzeitig sowohl als Antriebsspule im Aus-Markt zu einem noch gesteigerten Anteil den elek- gangskreis als auch als Abtastspule, geger^enenfalls irischen Uhren gehören soll, dann müssen sie mög- über einen komplexen Spannungsteiler, im Eingangslichst die Stabilität der mechanischen Uhren noch 50 kreis einer Verstärkeranordnung mit einem Phasenübertreffen und darüber hinaus raumsparend und übertragungsmaß mindestens annähernd gleich Null fertigungstechnisch einfach sein, d. h. auch hinsieht- angeschlossen ist (sind) und eine Wicklungshöhe hat lieh der Herstellungskosten Vorzüge aufweisen. (haben), die größer als der Durchmesser der Induk-Schließlich wird noch verlangt, daß die elektrische tionsquenschnitte bzw. der Magnete ist.
Uhr sicher von selbst anläuft und die Batterie mög- 55 Eine solche Anordnung der Spulen und Magnete liehst lange ausreicht, d. h. also, daß der Energie- des elektrodynamischen Systems relativ zueinander verbrauch des Schwingerantriebs minimal ist. vermittelt den besonderen Vorzug, daß sowohl dieniche clocks thanks to the recently gained The task described above will have achieved a very high quality avoidance of the shortcomings of known devices stood under technical advances. It is therefore not sufficient if one is solved by the fact that, in addition to these requirements, in addition to these requirements, in addition to these requirements, the type described in more detail at the beginning of such a clock is not wound or longer according to the coil (s) than an electrically single winding time to have to be serviced. If the development is to belong to an even greater proportion of the electrical circuit as a drive coil in the Aus market as well as a sensing coil, possibly Irish clocks, then they must, if possible, via a complex voltage divider, initially the stability of the mechanical clocks Another 50 circle of an amplifier arrangement with a phase surpassing and also space-saving and transmission ratio at least approximately equal to zero be technically simple in terms of production, ie it is (are) connected and a winding height has advantages borrowed from the manufacturing costs. (Have) that are larger than the diameter of the Induk-Finally, it is still required that the electrical tion cross-sections or the magnets.
The clock will reliably start by itself and the battery will not be able to. 55 Such an arrangement of the coils and magnets is sufficient for a long time, ie that the energy consumption of the electrodynamic system relative to one another is minimal. conveys the special advantage that both the

Es ist bereits durchaus richtig erkannt worden, Kraftwirkung insofern eine optimale Funktion der daß die genannten geforderten Eigenschaften in wc- Stromimpulsc und die induzierte Spannung eine optisentlichcm Grade von den Eigenschaften des als 60 male Funktion de<· relativen Bewegung beider An-Gangordncr meist verwendeten Drehschwingers ab- Ordnungen ist, als jede wegen des gewählten Abhängen, d. h. aucn vor allem von der Art seiner Standes der Magnet-Induktions-Achsen (in Schwenk-Schwingungserregung mittels eines elektromecha- richtung) das höchste Maximum beim Nulldurchlauf nischen Encrgicw.' ndlers. Die Erfindung geht des- — Induktionsachsen symmetrisch zur Spulenachse — wegen von der in dieser Form neuen Erkenntnis aus, 65 aufweist, als auch wegen des im Vergleich zum Abdaß große Stabilität gleichbedeutend mit einer mög- stand verhältnismäßig kleinen Induktionsquerschnitts liehst großen Schwingungsamplitude des Dreh- Feldstärkeverluste infolge eines magnetischen Kurzist. Man hat zwar aus ähnlichen Über- Schlusses zwischen den Polflächen und in der Schwin-It has already been recognized correctly that the force effect is an optimal function of the that the required properties mentioned in wc-Stromimpulsc and the induced voltage an optisnahmcm Degree of the properties of the relative movement of the two an-aisle orders as a 60-fold function most commonly used torsional vibrators are, as each because of the chosen depending, d. H. also above all on the nature of its position of the magnetic induction axes (in swivel vibration excitation by means of an electromechanical device) the highest maximum when passing through zero nischen Encrgicw. ' traders. The invention is based on - induction axes symmetrical to the coil axis - because of the new knowledge in this form, as well as because of the comparison to Abdaß great stability equates with a possible relatively small induction cross-section Lent large oscillation amplitude of the rotary field strength losses due to a magnetic short. It is true that from similar excesses between the pole faces and in the

gungsebene vermieden werden, welch letztere Kraftwirkungen in völlig unerwünschter Richtung, d. h. Energieverluste zur Folge hätten.be avoided, which latter force effects in a completely undesirable direction, d. H. Would result in energy losses.

Durch die Literaturstellen »Deutsche Uhrmacherzeitschrift«, 1967, H. 9, S. 511 bis 513, und »Neue Uhrmacher-Zeitung Ulm«, 1967, H. 7, S. 32 bis 35, ist zwar bereits eine Permanentmagnetanordnung mit einem Paar von Magneten mit entgegengesetzt gerichteten und in einem Abstand mindestens annähernd gleich dem Spulendurchmesser liegenden Induktionsachsen vorbekannt; abgesehen davon, daß es sich bei den vorveröffentlichten Gegenständen um eine Anordnung mit zwei als Übertrager wirkenden Spulen handelt, deren Eingangs- und Ausgangsspannungen um 180° phasenverschoben sind, während die Spule bei der erfindungsgemäßen Anordnung sowohl als Antriebsspule im Ausgangskreis als auch als Abtastspule im Eingangskreis einer Verstärkeranordnung mit Phasenübertragungsmaß praktisch gleich Null angeschlossen ist, bildet die erwähnte Permanentmagnetanordnung mit einem Paar von entgegengesetzt gerichteten Magneten an sich nicht den Gegenstand der Erfindung.Through the references "Deutsche Uhrmacherzeitschrift", 1967, issue 9, pp. 511 to 513, and "Neue Uhrmacher-Zeitung Ulm ", 1967, no. 7, pp. 32 to 35, is already a permanent magnet arrangement with a pair of magnets with oppositely directed and at a distance at least approximately induction axes lying equal to the coil diameter previously known; Besides that The previously published items are an arrangement with two acting as transducers Acts coils whose input and output voltages are 180 ° out of phase, while the coil in the arrangement according to the invention both as a drive coil in the output circuit as also practical as a sensing coil in the input circuit of an amplifier arrangement with phase transfer factor is connected equal to zero, forms the aforementioned permanent magnet arrangement with a pair of oppositely directed magnets per se does not constitute the subject matter of the invention.

Das Entscheidende bei der Erfindung ist nämlich, daß bei einem gemäß ihrer technischen Lehre aufgebauten Drehschwinger eindeutige Funktionen der elektromechanischen, hier der elektrodynamischen Systemkonstante, d. h. also der Kraft und der induzierten Spannung in Abhängigkeit von der relativen Lage bzw. Bewegung der Systemteile, zustande kommen, wie sie als physikalisch beste, d. h. lineare Beziehung nur beim elektrodynamischen Prinzip überhaupt möglich sind. Demgegenüber können scheinbare Nachteile in Form von etwas kleineren Werten der je Längeneinheit des Spulendrahts induzierten Spannung oder erzeugten Kraft, welch beide Größen auch von der magnetischen Induktion beeinflußt werden, durch eine entsprechend größere Windungszahl wieder ausgeglichen werden, wofür bei gleichen fertigungstechnischen Grenzen bei einer Spule mit nur einer Wicklung überdies ein größerer Spielraum zur Verfügung steht.The decisive factor in the invention is that it is constructed in accordance with its technical teaching Torsional oscillators have clear functions of the electromechanical, here the electrodynamic System constant, d. H. so the force and the induced voltage as a function of the relative Position or movement of the system parts come about as they are physically best, i.e. H. linear Relationship are only possible at all with the electrodynamic principle. In contrast, you can apparent disadvantages in the form of somewhat smaller values of the induced per unit length of the coil wire Voltage or generated force, both of which are also influenced by magnetic induction are compensated for by a correspondingly larger number of turns, for which at the same manufacturing limits for a coil with only one winding and a larger one Leeway is available.

Zwischen der vorbekannten und der vorliegenden Gangordner-Antriebsvorrichtung besteht deswegen ein wesentlicher Unterschied, weil bei der ersteren ein von der üblichen Rückkopplungsschaltung abgeleiteter Betrieb mit einer nicht stark verzerrten Kurvenform vorliegt, während die letztere als ausgesprochene Kippschaltung mit sehr scharfen Impulsen arbeitet. In einem solchen Falle genügt es aber nicht, wenn in der Abtastspule ein mehr oder weniger spitziger Impuls induziert wird, vielmehr kommt es entscheidend auf die Nulldurchgänge der induzierten Spannung in bezug auf die relative Lage der Magnetanordnung zur Spule an. Diese Nundurchgänge werden nun, wie gefunden worden ist. wesentlich durch die relative Größe der Magnete zu der Spulenform bestimmt, wobei die Versuche ergeben haben, daß die Magnete einen Induktionsquerschnitt haben müssen, der kleiner ist als die Spulenhöhe.There is therefore between the prior art and the present aisle folder drive device an essential difference because the former is a derivative of the usual feedback circuit Operation with a not severely distorted waveform is present, while the latter as pronounced Toggle switching works with very sharp pulses. In such a case it is sufficient but not when a more or less pointed pulse is induced in the sensing coil, rather the decisive factor is the zero crossings of the induced voltage with regard to the relative position the magnet assembly to the coil. These secondary passages are now what has been found. essential determined by the relative size of the magnets to the coil shape, the experiments result in have that the magnets must have an induction cross-section that is smaller than the coil height.

Die Kurvenform der in der Wicklung, wenn sie als Abtastspule wirkt, induzierten Spannung ist auch noch im Zusammenhang mit dem geforderten einwandfreien Selbstanlauf von erheblicher Bedeutung. Der Erfindung liegt hier die Beobachtung und Erkenntnis zugrunde, daß es auf eine möglichst große Steilheit der Kurve gemäß Fig. 1 ankommt, weil dann eben schon sehr kleine Änderungen eine Aufschaukelung zur Vollaussteuerung bewirken. Auch in dieser Hinsicht vermittelt die erfindungsgem'aße Vorschrift, daß der Induktionsquerschnitt kleiner sein soll als die Spulenhöhe, einen besonderen technischen Fortschritt, weil dann der Abstand der Induktionsachsen der Magnete kleiner gewählt werden kann und die von den Einzelmagneten herrührenden Anteile der induzierten Spannung sich trotzdem noch nicht zu viel überlappen. Die beschriebenen eindeutigen Funktionen ermöglichen darüber hinaus bei zweckmäßig gewählten Mitteln auch eine Vereinfachung der zugehörigen elektronischen Schaltung, wie noch erläutert werden wird.The waveform of the voltage induced in the winding when it acts as a sensing coil is also still of considerable importance in connection with the required flawless self-start. The invention is based on the observation and knowledge that it is as large as possible The steepness of the curve according to FIG. 1 is important, because then even very small changes cause a build-up cause to full modulation. In this respect, too, the invention provides Regulation that the induction cross-section should be smaller than the coil height, a special technical one Progress, because then the distance between the induction axes of the magnets is chosen to be smaller can and the parts of the induced voltage originating from the individual magnets still differ don't overlap too much. The unique functions described also enable appropriately chosen means also simplify the associated electronic circuit, as will be explained later.

Infolge der, wie beschrieben, eindeutigen Funktionen ist es nach einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung auch möglich, ein sicheres Selbstanlaufen zu gewährleisten, indem in der Ruhelage des Rotors die Achse der einen Paarhälfte der Magnetanordnung in Richtung des Kraftvektors ausAs a result of the, as described, unambiguous functions, it is according to a further teaching of the present Invention also possible to ensure safe self-starting by being in the rest position of the rotor, the axis of one pair of halves of the magnet arrangement in the direction of the force vector

ao Induktion und Flußrichtung der die zugeordnete Spulenhälfte durchfließenden Gleichstromimpulse um mindestens annähernd die halbe Wicklungshöhe aus dem Spulenmittelpunkt versetzt ist. Der erfindungsgemäße technische Fortschritt wird dadurch erzielt.ao induction and flow direction of the direct current pulses flowing through the assigned coil half at least approximately half the winding height is offset from the coil center point. The inventive technical progress is thereby achieved.

daß an der für die Nullage ausgewählten Stelle die Funktion für die elektrodynamische Systemkonstante ihre größte Steilheit hat und somit die besten Bedingungen für Selbsterregung gegeben sind, zumal außerhalb dieses Bereiches wegen des einfachen Charakters der Funktion keine gleich günstigen Bedingungen vorliegen. Mit anderen Worten, die optimalen Selbsterregungsbedingungen sind, genau wie gewünscht und notwendig, nur bei kleinen Schwingungsamplituden erfüllt, mit zunehmender Amplitude ist dies weniger der Fall, so daß schon hierdurch eine natürliche Amplitudenbegrenzung zustande kommt, die durch die gewählte elektronische Schaltung noch unterstützt wird, wobei je nach der Einstellung der elektrischen Werte die maximalen Ausschläge bei mehr oder weniger großen Winkeln liegen. Es entfällt also auch die bei manchen bekannten Vorrichtungen gefürchtete und beanstandete komplizierte Justierung.that at the point selected for the zero position, the function for the electrodynamic system constant has its greatest steepness and thus the best conditions for self-excitement are given, especially since outside of this range there are no equally favorable conditions due to the simple nature of the function are present. In other words, the optimal self-excitation conditions are exactly as desired and necessary, only fulfilled with small oscillation amplitudes, with increasing amplitude if this is less the case, so that a natural limitation of the amplitude comes about, which is still supported by the selected electronic circuit, depending on the setting of the electrical values, the maximum deflections are at more or less large angles. It is not applicable thus also the complicated and feared in some known devices Adjustment.

Diese elektronische Schaltung ist, ebenso wie schon der Aufbau des elektrodynamischen Systems, in einfachster Weise aus möglichst wenig Bauelementen zusammengesetzt, so daß ihre Arbeitsweise übersichtlich bleibt und genau auf die Bedürfnisse des Drehschwingers mit elektrodynamischem Antrieb und elektrodynamischer Abtastung abgestimmt sein kann. Erfindungsgemäß ist in diesem Sinne die Verstärkeranordnung aus zwei mit Halbleitertrioden entgegengesetzten Leitungstyps bestückten und ohmisch miteinander gekoppelten Stufen !zusammengesetzt.This electronic circuit, like the structure of the electrodynamic system, is put together in the simplest possible way from as few components as possible, so that their mode of operation remains clear and precisely tailored to the needs of the torsional oscillator with electrodynamic drive and electrodynamic sampling can be tuned. In this sense, the amplifier arrangement is according to the invention made of two with semiconductor triodes of opposite conductivity types and ohmic coupled with each other!

wobei die Basis des PNP-Steuertransistors über einen mindestens einen Kondensator enthaltenden komplexen Spannungsteiler mit dem Kollektor des NPN-Antriebstransistors einerseits und der — gegebenenfalls durch eine Diode von zur Stromrichtung entgegengesetzter Durchlaßrichtung überbrückter und am anderen Ende an den positiven Pol der Stromquelle angeschlossenen — Spulenwicklung andererseits und weiterhin der Kollektor des Steuertransistors über einen ohmschen Spannungsteiler mit dem negativen Pol der Stromquelle, der Abgriff dieses Spannungsteilers mit der Basis des Antriebstransistors und schließlich der Emitter des Steuertransistors mit dem Pluspol und der Emitter des Antriebstransistors mitwherein the base of the PNP control transistor via a complex including at least one capacitor Voltage divider with the collector of the NPN drive transistor on the one hand and the - if necessary bridged by a diode of the forward direction opposite to the current direction and at the other end connected to the positive pole of the power source - coil winding on the other hand and furthermore the collector of the control transistor via an ohmic voltage divider with the negative Pole of the power source, the tap of this voltage divider with the base of the drive transistor and finally the emitter of the control transistor with the positive pole and the emitter of the drive transistor with

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dem Minuspol der Stromquelle verbunden sind. l^:s In der deutschen Oftenlegungsschrift (52."¹UI. Ut kann zweckmäßig «ein. in die Emitterleitungen und /war auch ein Drehschwinger mit einer Magnetoder die Ba^isleitunsen Vorwiderstände einzu- anordnung beschrieben, die Verteilung der Magnete schalten. in Beziehung zur Spule und die Richtlinien der In-Der Aufbau ei^es zum Antrieb eines Drehsehwin- 5 duktionsachsen «ind \on denjenigen des Erfindungssers geeigneten kippfähigen Systems aus zwei gal- gegenstandes aber so sehr verschieden, daß ohne weivanisch gekoppelten komplementärer Transistoren. teres offensichtlich ist. daß weder die Funktionen wobei der Kollektor des einen über ein RC-Glied noch folglich die Arbeitsweise die gleiche sein kann. mit der Basis des anderen verbunden ist. ist an sich Auch die in der »Funkschau«. 1969. H. 8. S. 617 schon durch die USA-Patentschrift 2 77g 449 be- >o bis 620. beschriebene Anordnung unterscheidet sich kannt. Eine Abwandlung dieses vorbekannten Prin- von derjenigen der Erfindung sowohl durch die ganz rips ist weiterhin in der deutschen Patentschrift andere Ausbildung des Schwingers, der nur einen 1 166 705 beschrieben, deren Besonderheit deshalb Magnet aufweist, als auch durch die ganz andere nur darin bestehen kann, daß die Spule zusammen Verstärkerschaltung, bei der der zweite Transistor mit drei Widerständen zu einer Brückenschaltung 15 ein Außenwiderstand des ersten ist. vereinigt ist. an deren einer Diagonale der Eingang Es wird noch im Laufe der ausführlichen Bedes Transistorverstärkers und an deren anderer Dia- Schreibung im einzelnen erläutert werden, daß sich gonale der Ausgang liegt. Im übrigen ist auch die die in den erfindungsgemäßen Einzelheiten der ein-Spulen- bzw. Magnetanordnung dieser vorverörTent- fachen und übersichtlichen Anordnung sowohl belichten Anordnung nicht mit derjenigen der Erfin- »« züglich des Drehschwingers mit den eigentlichen dung vergleichbar, weil sie drei feststehende Ma- elektrodynamischen Systemteilen als auch der Vergnete und ein anderes Magnetquerschnitt-Spulen- Stärkeranordnung begründeten besonderen teehwicklungshöhen-Verhältnis hat. Sowohl deswegen als nischen Vorteile gegenseitig unterstützen, auch wegen der Art der Kopplung der Transistoren Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsgenügt diese Schaltungsanordnung der eingangs ge- 25 beispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher stel .en Aufgabe nicht, weil die beiden Stufen infolge erläutert,
der wesentlich verschiedenen Kopplungsgrade sehr Es stellt darconnected to the negative pole of the power source. 1 ^: s In the German publication (52. " ¹ UI. Ut can expediently" a. in the emitter lines and / was also described a rotary oscillator with a magnet or the base line series resistors to switch the distribution of the magnets in relation on the coil and the guidelines of the construction of a tiltable system suitable for the inventor, consisting of two objects, but so very different that it is obvious without complementary transistors coupled by Weivan . that neither the functions whereby the collector of one can be via an RC element nor, consequently, the mode of operation can be the same. is connected to the base of the other The arrangement already described in US Pat. No. 2 77g 449 to 620. 617 differs from that of the invention ch the very rips is still another embodiment of the oscillator in the German patent, which describes only one 1 166 705, whose special feature therefore has a magnet, and because of the completely different one can only consist of the coil together amplifier circuit, in which the second Transistor with three resistors to a bridge circuit 15 is an external resistance of the first. is united. on one diagonal of which the input It will be explained in detail in the course of the detailed Bedes transistor amplifier and on its other diagonal notation that the output is gonale. In addition, the arrangement that is exposed in the details according to the invention of the single coil or magnet arrangement of this predefined and clear arrangement is not comparable with that of the invention, plus the torsional oscillator with the actual application, because it has three fixed dimensions - Electrodynamic system parts as well as the Vergnete and another magnet cross-section-coil-stronger arrangement has justified special teehwicklungshöhen ratio. Both for this reason as niche advantages support each other, also because of the type of coupling of the transistors.
It represents the substantially different degrees of coupling

verschieden ausgesteuert werden. F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf die Spule Die erfindungsgemäße Schaltung unterscheidet sich des elektrodynamischen Systems mit der Magnetalso von den vielen bisher vorgeschlagenen und be- 3» anordnung, die in einigen verschiedenen Lagen einkannten — allerdings zum Teil auch in unvoll- gezeichnet ist. und zwei sich beim Überschwingen kommener Art. d. h. ohne eindeutige technische ergebenden Funktionen für die elektrodynamische Lehre beschriebenen — und scheinbar ähnlichen Systemkonstante »Induktion mal Leiterlängenmaßgebend dadurch, daß ihr Kippverhalten vor allem einheit«, wobei beide Faktoren als Vektoren berückwegen der Gleichspannungskopplung zwischen erster 35 sichtigt sind.be controlled differently. F i g. 1 is a schematic plan view of the spool The circuit according to the invention therefore differs from the electrodynamic system to the magnet of the many previously proposed and 3 »arrangements that were in a few different positions - however, it is partly also incomplete. and two each other when overshooting coming art. d. H. without clear technical resulting functions for the electrodynamic Doctrine described - and apparently similar system constant »induction times conductor length decisive in that their tilting behavior is above all unified, with both factors coming back as vectors the DC voltage coupling between the first 35 are visible.

und zweiter Stufe über einen Spannungsteiler und F i g. 2 a eine Vorderansicht des Drehschw mgers.and second stage via a voltage divider and F i g. 2 a is a front view of the rotary swivel.

der mittels eines komplexen Spannungsteilers rück- wobei in diesem Zusammenhang unwesentliche Teilethe back by means of a complex voltage divider, whereby in this context insignificant parts

wirkungsarmen Ausgangsschaltung eindeutig auf die fortgelassen sind.ineffective output circuit clearly on which are omitted.

beim Überschwingen von Magneten und Spule(n) Fig. 2b eine Draufsicht, teilweise im Schnitt entauftretenden ersten negativen Impulse anspricht und 40 lang der in Fig. 2a mit A-A bezeichneten strichnur so lange einen Antriebsstrom fließen läßt, bis ein punktierten Linien.at the overshoot of the magnet and coil (s) Fig. 2b is responsive is a plan view, partially entauftretenden in section first negative pulses and 40 long in Fig. 2a with AA strichnur designated as long allowed to flow a drive current to a dotted lines.

positiver Impuls eine Mindestspannung überschreitet. Fig. 2c eine Seitenansicht, ebenfalls teilweise impositive pulse exceeds a minimum voltage. Fig. 2c is a side view, also partially in

bei der die Spannung zwischen Basis und Emitter Schnitt entlang der in F i g. 2 b mit B-B bezeichnetenin which the voltage between the base and emitter section along the line shown in FIG. 2 b labeled BB

am Steuertransistor so klein wird, daß er und damit strichpunktierten Linien.at the control transistor is so small that it and thus dash-dotted lines.

auch der Antriebstransistor gesperrt wird. Dadurch 45 Fig. 2d eine Abwandlung de« Drehschwingers derthe drive transistor is also blocked. As a result, FIG. 2d shows a modification of the torsional vibrator

ist gewährleistet, daß eine elektrodynamische An- F i g. 2 a bis 2 c.it is guaranteed that an electrodynamic start. 2 a to 2 c.

triebskraft nur in der Schwingungsrichtung, also F i g. 3 das Schaltbild der zugehörigen Versthrkcr-driving force only in the direction of oscillation, i.e. F i g. 3 the circuit diagram of the associated amplification

phasenrichtig auftritt. anordnung mit der eingeschalteten Spulenanordnung.occurs in the correct phase. arrangement with the coil arrangement switched on.

Bei der einen Überschwingungs-Halbperiode. bei Fig. 4 den zeitlichen Verlauf der Spannung amIn the one overshoot half-cycle. in Fig. 4 the time course of the voltage on

welcher die Systemkonstanten-Funktion zwei nega- 5< > Kollektor des Antriebstransistors gegen den Minus-which the system constant function is two nega- 5 < > Collector of the drive transistor against the minus

tive Impulse enthält, würde an sich durch den zwei- pol der Stromquelle, in einer Darstellung, bei derContains tive impulses, would in itself by the two-pole of the current source, in a representation in which

ten ein weiterer Kippvorgang mit hemmender, d. h. das Verhältnis der induzierten Spannungsanteile zuten another tipping process with inhibiting, d. H. the ratio of the induced voltage components to

entgegengesetzt der Schwingungsrichtung wirkender dem Spannungsabfall am ohmschen Widerstand beicontrary to the direction of oscillation, the voltage drop across the ohmic resistor is more effective

elektrodynamischer Antriebskraft ausgelöst werden. stromleitendem Antriebstransistor aus Gründen derelectrodynamic driving force are triggered. conductive drive transistor for reasons of

Dies wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung aber 55 deutlichen Darstellung verändert ist.In the circuit according to the invention, however, this is changed in a clear representation.

dadurch verhindert, daß der Kippvorgang eine Um- In Fig. 1 ist die scheibenförmige Spule 1 schema-this prevents the tilting process from reversing. In Fig. 1, the disk-shaped coil 1 is schematic

ladune des Kondensators im Verbindungsweg zvvi- tisch dargestellt zusammen mit der kreisförmigenThe charge of the capacitor in the connection path is shown together with the circular

schenAusgang und Eingang des zweistufigen Ver- Schwenkbahn 2. auf der die Achse der Spule 1 prak-output and input of the two-stage swivel path 2. on which the axis of the coil 1 is practically

stärkers verursacht und somit eine solche Verlage- tisch senkrecht steht, d. h. nur wenig innerhalb derstronger causes and thus such a table is vertical, d. H. just a little within the

rung der Basis des Steuertransistors der ersten Stufe. 60 Schwenkbahn 2. und die Magnete 3 und 4 mit eben-tion of the base of the control transistor of the first stage. 60 swivel track 2. and magnets 3 and 4 with even

daß dieser für den zweiten Impuls ausreichend ge- falls mindestens annähernd auf der Schwenkbahnthat this is sufficient for the second pulse, if at least approximately on the pivoting path

sperrt wird. Die Zeitkonstante dieses /?C-Gliedes ist senkrecht stehenden, parallelen, aber entgegengesetztis blocked. The time constant of this /? C element is perpendicular, parallel, but opposite

nicht besonders kritisch, weil es genügt, wenn sie gerichtetenlnduktionsachsenüberdieSpulenoberflächenot particularly critical because it suffices if they have directed axes of induction over the coil surface

kleiner als die halbe Periodendauer bemessen ist. so weg hin und her um eine nicht gezeichnete Achseis less than half the period. so back and forth around an axis not shown

daß dann bis zum ersten negativen Impuls des nach- 65 geschwenkt werden. Die entgegengesetzt gerichtetenthat is then swiveled backwards until the first negative impulse. The opposing ones

sten Durchlaufs die Verlagerung beendet ist, und Induktionsachsen sind durch das in üblicher Weisefirst pass the displacement is completed, and induction axes are through that in the usual way

wenn letztere nach dem Rückkippen deutlich be- vom Pfeil übernommene Kreuz 5 der Federung undwhen the latter after tilting back is clearly shown by the arrow cross 5 of the suspension and

merkbar ist. den Punkt 6 der Pfeilspitze dargestellt. Eine bei deris noticeable. the point 6 of the arrowhead is shown. One at the

Schwenkung auftretende andere Lage der Magnete ist bei 7 und 8 angedeutet.Pivoting occurring other position of the magnets is indicated at 7 and 8.

Wenn die Magnete längs der gestrichelten Linie für die kreis'iürmige Schwenkbahn 2 über die Spule bewegt werden, wird in der Spule eine Spannung induziert oder tritt bei einem durch die Spulenwick-Iwng fließenden elektrischen Strom eine Kraft auf, die von der magnetischen Induktion im Luftspalt und der Bewegungsgeschwindigkeit bzw. dem Strom nach Größe und Richtung abhängt und der Tangente an die kreisförmige Schwenkbahn 2 an der betreffenden Stelle gleichgerichtet — hin und her — ist. Wenn man entsprechend diesen Bedingungen den elektrodynamischen Systemfaktor bildet, so ergibt sich dafür eine Funktion entsprechend der Kurve 9 in Abhängigkeit von der Lage eines Einzelmagnets oder der Kurve 10 in Abhängigkeit von der Lage des Mittelpunkts 11 für die beiden Magnete 3 und 4 zusammen. Außer dem verhältnismäßig schmalen (d. h. zeitlich kurzen) und positiven Teil sind noch zwei negative Nebenmaxima vorhanden, die zustande kommen, wenn nur einer der Magnete 3 und 4 über einer Spulenhälfte 12 bzw. 13 liegt. Das Maximum des schmalen positiven Stücks ist, wie sich zeigen läßt, am höchsten, wenn der Abstand der Induktionsachsen der Magnete 3 und 4 mindestens annähernd gleich dem Durchmesser der Spule 1 und erfindungsgemäß die Wicklungshöhe der Spule 1 größer als der Durchmesser der Magnete 3 und 4 sind.When the magnets along the dashed line for the circular pivoting path 2 over the coil are moved, a voltage is induced in the coil or occurs in one through the coil winding Iwng Flowing electric current creates a force created by the magnetic induction in the air gap and the speed of movement or the current depends on size and direction and the tangent on the circular pivoting path 2 is rectified at the relevant point - back and forth - is. if if the electrodynamic system factor is formed according to these conditions, this results in a function corresponding to curve 9 as a function of the position of a single magnet or the Curve 10 as a function of the position of the center point 11 for the two magnets 3 and 4 together. In addition to the relatively narrow (i.e. short in time) and positive part, there are two more negative parts There are secondary maxima that come about when only one of the magnets 3 and 4 above one Spool half 12 or 13 is located. The maximum of the narrow positive piece is, as can be shown, highest when the distance between the induction axes of magnets 3 and 4 is at least approximately equal to the diameter of the coil 1 and, according to the invention, the winding height of the coil 1 is greater than that Diameters of magnets 3 and 4 are.

An der Kurve 10 ist auch deutlich zu erkennen, daß die Funktion für den Systemfaktor bei der ausgezogen gezeichneten Lage 14 der Magnete 3 und 4 bzw. ihres Mittelpunkts 11 ihre größte Steilheit aufweist. In diesem Bereich kommt das System also am leichtesten zur Selbsterregung. Diese Einstellung ist nicht besonders kritisch, da ähnliche Verhältnisse auch noch an der benachbarten Stelle 15 herrschen. Die oft mit Recht gefürchtete Notwendigkeit einer besonders sorgfältigen Justierung ist also durch die Erfindung in Wegfall gekommen.It can also be clearly seen from curve 10 that the function for the system factor is drawn out Drawn position 14 of the magnets 3 and 4 or their center 11 has their greatest steepness. It is in this area that the system is most likely to self-excite. This setting is not particularly critical, since similar conditions also still prevail at the neighboring point 15. The need for a particularly careful adjustment, which is often rightly feared, is therefore due to the Invention come to an end.

In Fig. 2a, 2b und 2c sind auf einer abgewinkelten Grundplatte 21 die Distanzsäulen 22,23 montiert, die die Führungsplatte 24 tragen; in der Grundplatte 21 und der Führungsplatte 24 ist die Welle 25 des Drehschwingers 26 gelagert. Auf der Welle 25 sind die beiden weichmagnetischen Scheiben 27, 28 befestigt, die zwecks Gewichtsverminderung und Vermeidung unnötiger Bedämpfung der Spule durch Wirbelströme mit Viertelkreissegment-Ausschnitten 28a, 28b versehen sind; in Fig. 2b ist wegen der Lage der Schnittfläche A-A nur die untere, 28, sichtbar. Die Scheiben tragen auf der Unter- bzw. Oberseite je ein Paar von kleinen Dauermagneten 29 a,In Fig. 2a, 2b and 2c, the spacer columns 22, 23 are mounted on an angled base plate 21, which support the guide plate 24; The shaft 25 of the rotary oscillator 26 is mounted in the base plate 21 and the guide plate 24. On the shaft 25, the two soft magnetic disks 27, 28 are attached, which are provided with quarter-circle segment cutouts 28 a, 28 b in order to reduce weight and avoid unnecessary damping of the coil by eddy currents; In Fig. 2b only the lower, 28, is visible because of the position of the cut surface AA. The disks each have a pair of small permanent magnets 29 a on the bottom or top,

29 b bzw. 30 a, 30 b, deren Induktionsachsen, wie durch die Polbezeichnungen »N«. »5« angedeutet ist, paarweise gleich und von Paar (29) zu Paar (30) entgegengesetzt gerichtet sind, was auch die Pfeile 31, 32 andeuten sollen. Auf der den Magnetpaaren 29.29 b or 30 a, 30 b, their induction axes, as indicated by the pole designations "N". "5" is indicated, are identical in pairs and are directed in opposite directions from pair (29) to pair (30), which is also indicated by the arrows 31, 32. On the magnet pairs 29.

30 entgegengesetzten Seite der Scheiben 27 und 28 sind die Gegengewichte 33, 34 zwecks Beseitigung der Unwucht angebracht.30 opposite side of the disks 27 and 28 the counterweights 33, 34 are attached to remove the imbalance.

Der Weg der magnetischen Kraftlinien ist also von Magnet 29 a zu Magnet 29 b bzw. 30 a zu 30 b, über den die Spule 35 enthaltenden Luftspalt 36 und die betreffenden Teile der Scheiben 27, 28 als Kurzschlußjoehe geschlossen; es bildet sich also ein starker maenetischer Fluß mit entsprechend großer Induktion aus: außerdem wird die Spule 35 im Luftspalt 36 praKtisch nur von solchen Kraftlinien durchdrungen, die senkrecht auf der zur Welle 25 und zu der Ebene der Spule 35 senkrechten Fläche stehen, womit zwischen den Windungen der Spule 35 einerseits und dem Induktionsfeld andererseits nur Kräfte in Richtung der Tangente an die kreisförmige Schwenkbahn 28c um die Welle 25 auftreten.The path of the magnetic lines of force is therefore from magnet 29 a to magnet 29 b or 30 a to 30 b, via the air gap 36 containing the coil 35 and the relevant parts of the disks 27, 28 closed as a short-circuit joint; A strong mechanical flux develops with a correspondingly large induction: in addition, the coil 35 in the air gap 36 is practically only penetrated by lines of force that are perpendicular to the surface perpendicular to the shaft 25 and to the plane of the coil 35, whereby between the Windings of the coil 35 on the one hand and the induction field on the other hand only forces occur in the direction of the tangent to the circular pivoting path 28c around the shaft 25.

Die Spule 35 ist in die Trageplatte 37 aus isolierendem Werkstoff eingebettet, deren Fluß 38 die ίο Anschlußdrähte 39, 40 für die eine und 41, 42 für die andere Spulenhälfte enthält und über das Distanzstück 43, wiederum zweckmäßigerweise aus Isoliermaterial, ebenfalls auf der Grundplatte 21 mittels Verschraubung 44 abgestützt ist. In der Regel ist bei dem Erfindungsgegenstand die zweigeteilte Spule durch eine mit einer einzigen Wicklung ersetzt, wobei dann die Leitungsbrücke 45 entfällt.The coil 35 is embedded in the support plate 37 made of insulating material, the flux 38 of which ίο contains connecting wires 39, 40 for one and 41, 42 for the other coil half and over the spacer 43, again expediently made of insulating material, likewise on the base plate 21 by means of Screw connection 44 is supported. As a rule, the subject of the invention is the two-part coil replaced by one with a single winding, in which case the line bridge 45 is omitted.

In Fig. 2d ist eine abgewandelte Ausführungsform des Drehschwingers dargestellt, bei der wieao derum zwei weichmagnetische Scheiben 71, 72 (ähnlich denen der F i g. 2b) und der Träger 73, beispielsweise aus Kunststoff, auf der Welle 74 befestigt sind. Im Träger 73 sind in gleicher Weise wie in F i g. 2 a bis 2 c zwei Dauermagnete 75, 76 im Abstand etwa gleich dem Durchmesser der Spulen 77, 78 hintereinander angeordnet. Die Spulen 77, 78 sind in die Trägerplatten 79, 80 vorzugsweise aus Kunststoff, aber auf jeden Fall aus isolierendem Werkstoff eingesetzt, die vermittels eines Zwischenstücks 81 und eines Fußes 82 auf der Grundplatte 83 fest montiert sind. Die Magnete schwingen hier also nicht über die Spulen hinweg, sondern zwischen den übereinanderliegenden Spulen 77, 78 mit gemeinsamer Wickelachse hindurch. Im übrigen ist die Ausbildung entsprechend derjenigen der Ausführungsform der Fig. 2a bis 2c.In Fig. 2d a modified embodiment of the rotary oscillator is shown in which wieao in turn two soft magnetic disks 71, 72 (similar to those of FIG. 2b) and the carrier 73, for example made of plastic, on the shaft 74 are attached. In the carrier 73 are in the same way as in FIG. 2 a to 2 c two permanent magnets 75, 76 at a distance approximately equal to the diameter of the coils 77, 78 one behind the other arranged. The coils 77, 78 are preferably made of plastic in the carrier plates 79, 80, but in any case made of insulating material used, which by means of an intermediate piece 81 and a foot 82 are fixedly mounted on the base plate 83. The magnets do not swing over here the coils away, but between the superimposed coils 77, 78 with a common Winding axis through. Otherwise, the training corresponds to that of the embodiment of FIG Figures 2a to 2c.

Innerhalb der abgewinkelten Grundplatte 21 ist das nicht gezeichnete Zeigerwerk untergebracht, wenn der erfindungsgemäße Drehschwinger mit elektrodynamischem Antrieb bei einer elektronischen Uhr Verwendung findet. In diesem Falle überträgt das Klinkenrad 52 jeweils eine der beiden Halbschwingungen des Drehschwingers auf das gestrichelt gezeichnete Steigrad 53 des Zeigerwerks. Mit der beschriebenen Ausfühningsform ist es dabei zweckmäßig, das Steigrad 53 mit solcher Zahnungsrichtung auszustatten, daß das Klinkenrad jeweils während der Halbschwingung mit dem vollen Antriebsimpuls eingreift, wozu auf die nachfolgende Beschreibung der Verstärkeranordnung verwiesen wird.Inside the angled base plate 21, the pointer mechanism, not shown, is housed, if the rotary oscillator according to the invention with electrodynamic drive in an electronic Clock is used. In this case, the ratchet 52 transmits one of the two half oscillations of the rotary oscillator on the dashed-line steering wheel 53 of the pointer mechanism. With the described Ausfühningsform it is expedient, the steering wheel 53 with such a toothing direction equip that the ratchet wheel each during the half oscillation with the full drive pulse intervenes, for which reference is made to the following description of the amplifier arrangement.

Mit dem Schenkel 48 wird, wofür sich eine besondere Darstellung erübrigt, die ganze Einheit mit Drehschwinger 26, Zeigerwerk, Spule 35 und elektronischer Schaltung 51 mit einem Gehäuse aus isolierendem und zum Teil durchsichtigem Werkstoff zu einer Baugruppe vereinigt, die auch die Batterie enthält; das erwähnte Gehäuse ist so ausgebildet, daß es mit einem Uhrengehäuse mehr oder weniger leicht lösbar, beispielsweise durch Einhängen, verbunden werden kann.With the leg 48, for which a special representation is unnecessary, the whole unit is included Rotary oscillator 26, pointer mechanism, coil 35 and electronic circuit 51 with a housing made of insulating and partially transparent material combined into an assembly that also contains the battery; the mentioned housing is designed so that it is more or less easily detachably connected to a watch case, for example by hanging it on can be.

Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß der Drehschwinger praktisch gleich wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben als Unruh Verwendung finden kann, wobei das Rückstellglied durch eine an sich bekannte Spiralfeder gebildet wird. Bei einer Pendeluhr entfällt diese Spiralfeder, da die Schwerkraft des Pendels das Rückstellglied ersetzt; der Drehschwinger enthält da-Just for the sake of completeness, it should be mentioned that the rotary transducer is practically the same as in connection can be used as a balance wheel with the embodiment described, the restoring member is formed by a coil spring known per se. This does not apply to a pendulum clock Coil spring, as the pendulum's gravity replaces the return element; the rotary transducer contains

bei also als Rotor die Pendelstange, mit der die Magnetanordnung in entsprechender Weise baulich vereinigt ist.So when the rotor is the pendulum rod, with which the magnet arrangement structurally in a corresponding manner is united.

An dem Fuß 38, mit eingelöteten Anschlußdrähten 39 bis 42, liegt die nur in Fig. 2a ausführlicher wiedergegebene Leiterplatte 46 mit den Transistoren 47. 48 und den wiedergegebenen Bauelementen 49, 50 sowie weiteren nicht sichtbaren Bauelementen an, die zusammen die elektronische Schaltung 51 der Verslärkeranordnuiig bilden. Statt in dieser herkömm'iclien Technik kann sie selbstverständlich in einer modernen Mikroschaltungstechnik, wie der Dickfilm-, der Dünnfilmtechnik oder der Technik der integrierten Schaltkreise, ganz oder teilweise ausgeführt sein.At the foot 38, with soldered connecting wires 39 to 42, this is only shown in more detail in FIG. 2a reproduced circuit board 46 with the transistors 47, 48 and the reproduced components 49, 50 and other non-visible components that together form the electronic circuit 51 of the Form verslärkeranordnuiig. Instead of this conven'iclien Technology can of course be used in modern microcircuit technology such as the Thick-film, thin-film or integrated circuit technology, implemented in whole or in part be.

Die als Rückstellglied in bekannter Weise dienende Spiralfeder 54 ist an einem Ende an der Welle 25 und am anderen Ende an dem Stift 55 befestigt, wirkt also zwischen Drehschwinger 26 und Grundplatte 21 bzw. Führungsplatte 24.The spiral spring 54, which is used as a return element in a known manner, is at one end on the shaft 25 and attached at the other end to the pin 55, thus acting between the rotary oscillator 26 and the base plate 21 or guide plate 24.

In F i g. 3 ist die Wicklung 104 der Spulenanordnung, die mit den schematisch angedeuteten zwei Magneten 101. 102 zusammenwirkt, welche — wie in Verbindung mit F i g. 2 a bis 2 c bzw. 2 d ausführlich beschrieben — um die Welle 103 schwenkbar gelagert sind, zwischen die mit dem Pluspol 105 verbundene Leitung 106 und den Kollektor 107 des NPN-Antriebs-Transistors (Silicium) 108 eingeschaltet, dessen Emitter 109 an die zum Minuspol 110 führende Leitung 111 angeschlossen ist. Der im Kreis des Kollektors 107 liegende, gesamte, aus dem Widerstand der Wicklung 104 und gegebenenfalls einem zusätzlichen ohmschen Widerstand zusammengesetzte Widerstand 112 ist gestrichelt angedeutet; Wicklung 104 und ohmscher Widerstand 112 sind durch die Diode 113 überbrückt, deren Durchlaßrichtung der Spannung zwischen dem Pluspol 105 und dem Minuspol 110 entgegengesetzt ist.In Fig. 3 is the winding 104 of the coil arrangement with the two indicated schematically Magnets 101, 102 interacts, which - as in connection with FIG. 2 a to 2 c or 2 d in detail described - are pivotably mounted about the shaft 103, between those connected to the positive pole 105 Line 106 and collector 107 of NPN drive transistor (silicon) 108 turned on, the emitter 109 of which is connected to the line 111 leading to the negative pole 110. The one in the circle of the collector 107 lying, entire, from the resistance of the winding 104 and possibly Resistance 112 composed of an additional ohmic resistor is indicated by dashed lines; Winding 104 and ohmic resistor 112 are bridged by the diode 113, whose forward direction the voltage between the positive pole 105 and the negative pole 110 is opposite.

Parallel zu der Kollektor (107)-Emitter (109)-Strecke des Transistors 108 ist der komplexe Spannungsteiler aus Widerstand 114, Kondensator 115 und Widerstand 116 geschaltet, dessen Abgriff 117 über die Leitung 118 mit der Basis 119 des PNP-Steuertransistors 120 verbunden ist. Der Emitter 121 liegt an der Leitung 106, der Kollektor 122 über die hintereinandergeschalteten Widerstände 123, 124 an der Leitung 111. Der Abgriff 125 des aus den Widerständen 123. 124 gebildeten Spannungsteilers ist über die Leitung 126 an die Basis 127 des Antriebstransistors 108 angeschlossen. Zur noch besseren Stabilisierung gegen Betriebsspannungs- und Temperatur-Änderungen ist einer der Widerstände 123,124 zweckmäßig durch einen temperaturabhängigen Widerstand ersetzt, im Falle des Widerstandes 124 durch einen mit negativem Temperaturkoeffizienten.The complex voltage divider is parallel to the collector (107) -emitter (109) path of the transistor 108 connected from resistor 114, capacitor 115 and resistor 116, the tap 117 is connected via the line 118 to the base 119 of the PNP control transistor 120. The emitter 121 is on the line 106, the collector 122 via the series-connected resistors 123, 124 the line 111. The tap 125 of the voltage divider formed from the resistors 123, 124 is connected via line 126 to base 127 of drive transistor 108. For even better Stabilization against changes in operating voltage and temperature is one of the resistors 123,124 expediently replaced by a temperature-dependent resistor, in the case of resistor 124 by one with a negative temperature coefficient.

Die Wirkungsweise des über den komplexen Spannungsteiler~114 bis 116 rückgekoppelten Verstärkers ist an sich ohne weiteres abzulesen; es sei lediglich hervorgehoben, daß ein negativer Impuls an der Basis 119 eine Stromzunahme in der Wicklung 104 und damit eine weitere Spannungsabnahme und umgekehrte, positive Impulse eine Stromabnahme in der" Wicklung 104 und damit entsprechend eine Spannungszunahme am Kollektor 107 und folglich auch an dem Abgriff 117 herbeiführen. Wie man sieht, schaukeln sich beide Vorgänge, wenn sie erst einmal angestoßen sind, bis zur Stromsättigung bzw. bis zur vollen Sperrung auf. Der sich ergebende Kippvorgang wird also durch negative Impulse an dem zum Kollektor 107 gehörenden Ende der Wicklung 104 ausgelöst und durch positive Impulse beendet. The mode of action of the over the complex Voltage divider ~ 114 to 116 of the feedback amplifier can be read without further ado; it be merely emphasized that a negative pulse at base 119 will increase the current in the winding 104 and thus a further decrease in voltage and, conversely, positive pulses a decrease in current in of the "winding 104 and thus a corresponding increase in voltage at the collector 107 and consequently also bring about at the tap 117. As you can see, both processes rock when they first have been triggered once, until the current is saturated or until it is fully blocked. The resulting The tilting process is thus caused by negative pulses at the end of the winding belonging to the collector 107 104 triggered and terminated by positive pulses.

Dieser Schaltvorgang ist am besten in Verbindung mit Fig. 4 zu erläutern, die den Verlauf d;r Spannung am Kollektor 107 der F i g. 3, gemessen gegen Leitung 111, in Abhängigkeit von der Zeit, d. h. von den Winkelausschlägen des Drehschwingers (26 inThis switching process can best be explained in connection with FIG. 4, which shows the course of the voltage at the collector 107 of FIG. 3, measured against line 111, as a function of time; H. from the angular deflections of the torsional oscillator (26 in

ίο Fig. 2), wiedergibt. Dabei ist im linken Teil des Schaubilds eine kleinere, im rechten Teil eine ziemlich große Amplitude angenommen.ίο Fig. 2), reproduces. The left part of the A smaller amplitude is assumed in the diagram and a fairly large amplitude in the right-hand part.

Genau entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Funktion wechseln sich im Rhythmus der halben Schwingungsdauer [TiI) positive 152, 154 und negative 151, 153 Funktionen ab. die sich praktisch der Betriebsspannung 155 überlagern. Wenn man zunächst die bei rein mechanisch angestoßenem Drehschwinger induzierten Funktionen betrachtet, dann erkennt man entweder zunächst einen positiven (156, 157), dann einen etwa doppelt so hohen negativen (158, 159) und schließlich wieder einen positiven (160, 161) von gleicher Höhe wie die ersten (156, 157). Genau entsprechend lösen sich erste negative (162, 163), positive von doppelter Höhe (164, 165) und schließlich wieder negative (166, 167) bei den anderen (positiven) Funktionen 152, 154 ab. Es ist noch he;vorzuheben. daß die Impulse bei kleiner Amplitude (und kleinerer Spannung) einen größeren und bei größeren Amplituden einen kleineren Teil der Schwingungsdauer T ausmachen, also absolut längere oder kürzere Zeit dauern.Exactly in accordance with the function shown in FIG. 1, positive 152, 154 and negative 151, 153 functions alternate in the rhythm of half the period of oscillation [TiI). which practically superimpose the operating voltage 155. If you first look at the functions induced by a purely mechanically triggered torsional oscillator, you can either see a positive (156, 157), then a negative (158, 159) about twice as high and finally a positive (160, 161) of the same value again Height like the first (156, 157). Correspondingly, the first negative (162, 163), positive ones of double height (164, 165) and finally negative ones (166, 167) in the other (positive) functions 152, 154 replace each other. It is still to be emphasized. that the pulses make up a larger part of the oscillation period T with a small amplitude (and a smaller voltage) and a smaller part with larger amplitudes, i.e. they last longer or shorter periods of time.

Wenn nun die Verstärkeranordnung eingeschaltet wird, dann kommt bei Überschreitung eines Schwellenwertes zunächst bei dem ersten negativen Impuls 158 ein erster Kippvorgang 168 zustande, der die Spannung am Kollektor des Antriebstransistors auf den Wert 169 absinken läßt; dieser Kippzustand wird durch den positiven Impuls 160 abcebrochen und in eine Sperrung überführt. Die beim Kippen auftretende Spannungsänderung am Kollektor wird durch das flC-Glied (114 bis 116 in Fig. 3) verzögert, d. h. mit einem Ausgleichsvorgang überlagert, so daß während der Pause bis zum nächsten Überschwingen der Magnete die Spannung entsp chend dem Kurvenzweig 171 verläuft.If the amplifier arrangement is now switched on, it occurs when a threshold value is exceeded initially at the first negative pulse 158 a first tilting process 168 comes about, which the Lets the voltage at the collector of the drive transistor drop to the value 169; this tipping state becomes interrupted by the positive pulse 160 and transferred to a blocking. The one that occurs when tilting The change in voltage at the collector is delayed by the flC element (114 to 116 in Fig. 3), d. H. superimposed with a compensation process, so that during the pause until the next overshoot the magnet, the voltage corresponding to the curve branch 171 runs.

Der nächste Kippvorgang 172 wird bei dem entgegengesetzt verlaufenden Überschwingen (positive Funktion 152) durch den ersten negativen Impuls 162 ausgelöst und durch den folgenden positiven 164 abgebrochen, wobei dieser aber durch die Kondensator-Verlagerung nach positiven Werten 173 verschoben wird, so daß damit der zweite negative Impuls (166) eine nochmalige Zündung nicht mehr bewirken kann. Genau entsprechend verlaufen beide Vorgänge auch bei den Funktionen 153, 154 für größere Amplituden.The next tilting process 172 is triggered by the opposing overshoot (positive Function 152) triggered by the first negative pulse 162 and canceled by the following positive 164, but this shifted towards positive values 173 due to the capacitor shift so that the second negative pulse (166) no longer ignites again can cause. Both processes run exactly accordingly with functions 153, 154 for larger amplitudes.

Durch die Marken 174 bis 177 sind die Nulldurchgänge des Drehschwingers, d. h. genauer der Mittelachse der beiden Magnete, über der Achse der Spule angegeben. Der erste Durchlauf, der zu einem Impuls von doppelter Höhe gehört (151), bei dem also beide Magnete in gleicher Weise beteiligt sind, ergibt einen Antriebsimpuls, der sich über fast die aanze Breite des Durchlaufs erstreckt. Der folgende Durchlauf dagegen liefert einen Antriebsimpuls, dessen Kippvorgang 172 beim Eintreten des ersten der beiden Magnete ausgelöst wird und der infolgedessen — wieThe marks 174 to 177 indicate the zero crossings of the torsional vibrator, i.e. H. more precisely the central axis of the two magnets, indicated above the axis of the coil. The first pass leading to an impulse of double height belongs (151), in which both magnets are involved in the same way, results in one Drive pulse that extends over almost the entire width of the pass. The next pass on the other hand, it provides a drive pulse, the tilting process of which 172 when the first of the two occurs Magnet is triggered and as a result - how

es sein muß, wenn keine Hemmung durch den Antrieb vorkommen soli — dem vorhergehenden entgegengesetzt gerichtet ist und vor allem vor dem Mittendurchgang aufhört, also nur so lange andauert, wie die Kraft des Impulses der Bewegung gleichgerichtet ist. Der längere und infolgedessen auch in der Wirkung stärkere Impuls wird zweckmäßig auch für den Antrieb des Steigrades ausgewertet, indem die Verzahnung so gewählt wird, daß das Klinkenrad dieses während des vorher zuerst beschriebenen Durchlaufs betätigt.it must be, if there is no inhibition by the impulse - opposite to the preceding one is directed and, above all, stops before the middle passage, i.e. only lasts as long as how the force of the impulse is aligned with the movement. The longer one and consequently also in the effect of stronger impulse is expediently also evaluated for the drive of the climbing wheel by the toothing is chosen so that the ratchet wheel this during the previously described first Operated.

In F i g. 4 ist auch zu erkennen, daß nicht nur die Funktion der induzierten Spannungen, sondern auch die zu den Kippvorgängen gehörenden Antriebsimpulse mit größerer Amplitude schmäler, d. h. kürzer, d. h. energieärmer werden, so daß damit automatisch eine natürliche Amplitudenbegrenzung — ohne Dämpfun» — zustande kommt. Damit und in Verbindung mit^der bereits beschriebenen sicheren Vermeidung von hemmenden Antriebsimpulsen ist ίο die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe in vollem Umfang gelöst.In Fig. 4 it can also be seen that not only the function of the induced voltages, but also the drive pulses associated with the tilting processes are narrower with a larger amplitude, d. H. shorter, d. H. become less energetic, so that automatically a natural amplitude limitation - without damping »- comes about. With this and in connection with ^ the already described safe Avoidance of inhibiting drive pulses is ίο the task on which the invention is based in full Scope solved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Torsional oscillator, d. H. rotatably mounted and held in a rest position with a restoring member Mass, with electrodynamic drive and electrodynamic scanning, with a Coil arrangement and a permanent magnet arrangement with at least one pair of magnets oppositely directed induction axes, containing the lines of force across the coil (s) Air gaps and, if necessary, closed via a soft magnetic short-circuit yoke are to vibrate relative to each other, by the one arrangement a part of the rotor and the other forms part of the stator, with the (common) axis of the coil (s) and the within a quadrant at a distance at least approximately equal to the coil diameter lying two induction axes of the magnets are parallel to each other and at least approximately perpendicular to a common circular pivoting path around the rotor axis stand and finally the coil (s) interact with an electronic amplifier arrangement, characterized in that the coil (:) as a single electrical winding at the same time both as a drive coil in the output circuit and as a sensing coil, if necessary Via a complex voltage divider in the input circuit of an amplifier arrangement is (are) connected to a phase transfer factor at least approximately equal to zero and has (have) a winding height that is greater than the diameter of the induction cross-section or the magnet is.

2. Rotary oscillator according to claim 1, characterized in that in the rest position of the rotor the axis of one pair of halves (29 a, 29 b) of the magnet arrangement in the direction of the force vector from induction and direction of flow of the direct current pulses flowing through the associated coil half (13) offset by at least approximately half the winding height from the center of the coil is.

3. Rotary vibrator according to one of claims 1 and 2. characterized in that each pair of half of the magnet arrangement of at least two Einzelmagncten (29a, 29 b and 30 a. 306) of the same induction direction and axis is assembled, each of which at least one above and below the coil arrangement (with the coil 35).

4. Rotary vibrator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coil arrangement from two superimposed, preferably identical coils (77, 78) with a common Axis is composed. between which the pair of magnets (75, 76) with opposite directed induction axes through.

5. Rotary vibrator according to one of claims 1 to 4, characterized by a amplifier arrangement with two half-liter triodes (108, 120) of opposite line types and ohmically coupled stages, wherein the base of the PNP control transistor (120) via at least one capacitor (115)

containing complex voltage divider (114 to 116) with the collector (107) of the NPN drive transistor (108) on the one hand and - possibly by a diode (113) from the direction of the current opposite forward direction bridged and at the other end to the positive pole (1OS, 106) connected to the power source - coil winding (104) on the other hand and still the Collector (122) of the control transistor (120) via a voltage divider, which can preferably be preset (123,124) with the negative pole (110,111) of the current source, the tap (125) of this voltage divider with the base (127) of the drive transistor (108) and finally the emitter (121) of the control transistor (120) with the positive pole (105, 106) and the emitter (109) of the drive transistor (108) with the negative pole (110, 111) of the power source - in each of the two cases, possibly via a resistor - are connected.

6. Rotary oscillator according to claim 5, characterized in that in one of the between the collector (1221 of the control transistor (120), base (127) of the drive transistor (108) and negative Pole (111) of the current source branches of the voltage divider are temperature-dependent Resistance, preferably in the base / negative pole branch, one with a negative temperature coefficient, is included.

7. Rotary oscillator according to one of claims 5 and 6, characterized in that the series the ohmic resistance lying in the coil arrangement at least partially through that of the winding wire is formed.

8. Rotary oscillator according to one of claims I to 7, characterized in that the electronic Circuit (51) of the amplifier arrangement - possibly in connection with the coil arrangement - in microcircuit technology, d. H. in thick film technology, thin film technology or in the Integrated circuit technology.

9. Use of the rotary oscillator according to one of claims 1 to 8 as a gear folder for electronic Watches with a pointer mechanism, a battery as a power source and a housing preferably composed of partially transparent plastic assembly and one Watch case, characterized in that the rotor is at least part of the balance wheel or the Forms gravity or the rotary pendulum, furthermore the stator with a plate of the pointer mechanism and this is structurally combined with the assembly housing and the assembly with the watch housing is releasably connected and finally the restoring member in a known manner by the Balance spring or gravity eggs Pcndelmassc is formed.