DE1060327B

DE1060327B - Clock drive with an electronic vibration generator

Info

Publication number: DE1060327B
Application number: DEG19696A
Authority: DE
Inventors: Reade Williams
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1955-05-25
Filing date: 1956-05-24
Publication date: 1959-06-25

Description

Uhrenantrieb mit einem elektronischen Schwingungserzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen Uhrenantrieb mit einem vorzugsweise transistorbestückten, elektronischen Schwingungserzeuger und einem ausschließlich von diesem unter Fortfall eines schwingenden mechanischen Frequenzgebers gespeisten Synchronmotor. Dieser Uhrenantrieb ist insbesondere zum Betrieb einer Uhr bestimmt, bei der ein niederfrequentes Synchronisierungssignal dem elektrischen oder magnetischen Streufeld des Lichtnetzes entnommen wird.Clock drive with an electronic vibration generator The invention refers to a clock drive with a preferably transistor-equipped, electronic vibration generator and one exclusively from this under elimination A synchronous motor fed by an oscillating mechanical frequency generator. This Clock drive is particularly intended for the operation of a clock with a low frequency Synchronization signal to the electrical or magnetic stray field of the lighting network is removed.

Zum Antrieb elektrischer Uhren dienen normalerweise Synchronmotoren entweder des Hysteresistyps oder des Permanentmagnettyps. Um zu erreichen, daß solche Motoren immer in derselben Richtung anlaufen, verwendet man Zusatzspulen zur Verzerrung des Statorfeldes. Obwohl diese Anordnung in den üblichen elektrischen Uhren gut arbeitet, speziell bei Hysteresismotoren, ist sie für Uhren wenig geeignet, die keine direkte Verbindung mit dem Lichtnetz besitzen, sondern aus Batterien gespeist werden müssen, da die Zusatzspulen einen erheblichen Leistungsbedarf besitzen.Synchronous motors are normally used to drive electrical clocks either the hysteresis type or the permanent magnet type. To achieve that Motors always start in the same direction, additional coils are used for distortion of the stator field. Although this arrangement works well in the usual electric clocks works, especially with hysteresis motors, it is not very suitable for watches that do not have a direct connection to the lighting network, but are powered by batteries must be, since the additional coils have a significant power requirement.

Es ist bereits bekannt, die einer Netzgleichspannung als Welligkeit überlagerte Wechselspannung auszusieben, zu verstärken und zum Antrieb oder zur Synchronisierung einer gewöhnlichen, mit Wechselspannung arbeitenden Synchronuhr zu verwenden. Dabei sind z. B. auch Schaltungen entwickelt, bei denen die überlagerte Wechselspannung zur Synchronisierung eines annähernd auf 60 Hz abgestimmten elektronischen Röhrenkreises als Hilfsschwingungskreis dient, in einer Abwandlung auch mit einer Gegentakt-Verstärkerschaltung. Diese Anordnungen eignen sich nicht ohne weiteres für einen Batteriebetrieb, insbesondere da keine Vorsorge getroffen ist, daß bei Fortfall des synchronisierenden überlagerten Wechselstromes eine annähernd frequenzkonstante Speisung des Synchronmotors weiterbesteht; ferner sind keine ausreichenden Sicherungen für Selbstanlauf nach Stillstand stets in der richtigen Drehrichtung vorhanden.It is already known that a DC mains voltage is called ripple to filter out superimposed alternating voltage, to amplify and to drive or to Synchronization of an ordinary synchronous clock working with alternating voltage to use. Here are z. B. also developed circuits in which the superimposed AC voltage to synchronize an electronic that is tuned to approximately 60 Hz Tubular circle serves as an auxiliary oscillation circuit, in a modification also with a Push-pull amplifier circuit. These arrangements are not readily suitable for battery operation, especially since no provision is made that with Elimination of the synchronizing superimposed alternating current an approximately constant frequency The synchronous motor continues to be fed; furthermore there are insufficient safeguards Always available in the correct direction of rotation for automatic start-up after standstill.

Es sind auch bereits batteriegespeiste Uhrwerksmotoren mit permanentem Läufer bekannt, die sich über Transistorschaltungen ihre Frequenz selbst schaffen, die jedoch nicht selbstanlaufend sind und zur Festlegung der Drehrichtung besonderer Maßnahmen bedürfen. Es sind auch batteriegetriebene, transistorbestückte Schwingungserzeuger bekannt, deren Frequenz jedoch durch einen schwingenden mechanischen Frequenzgeber bestimmt wird und die ihrerseits wieder die Frequenz zum Antrieb eines Synchronmotors liefern.There are already battery-powered clockwork motors with permanent Known runners who create their own frequency via transistor circuits, which, however, are not self-starting and are special for determining the direction of rotation Need action. There are also battery-powered, transistor-equipped vibration generators known, the frequency of which, however, is provided by an oscillating mechanical frequency generator is determined and in turn the frequency for driving a synchronous motor deliver.

Weiterhin ist bekannt, zum Antrieb eines elektromagnetisch betätigten Schaltwerkes, das zum Antrieb einer Uhr dienen kann, einen auf niedriger Frequenz arbeitenden Röhrengenerator in Schwebungsschaltung zu verwenden. Frequenzbestimmend sind hier ausschließlich die Werte des elektrischen Schwingkreises, deren Konstanz besonders bei niedrigen Frequenzen bekanntlich nicht groß ist, vor allem wenn zur Erzielung ausreichender Leistung die Spulen der Schwingkreise mit Eisenkernen versehen sind.It is also known to drive an electromagnetically operated Switching mechanism that can be used to drive a clock, one on a low frequency to use a working tube generator in beat circuit. Determining the frequency are only the values of the electrical oscillating circuit, their constancy is known to be not great, especially at low frequencies, especially when the Provide the coils of the oscillating circuits with iron cores to achieve sufficient power are.

Durch die Erfindung soll ein Uhrenantrieb mit einem elektronischen Schwingungserzeuger und einem von diesem gespeisten Synchronmotor angegeben werden, der einen besonders guten Wirkungsgrad und einen kleinen Leistungsbedarf aufweist und der sich besonders gut für Uhren ohne direkten Netzanschluß eignet, die durch das Streufeld des Lichtnetzes synchronisiert werden. Der Uhrwerksmotor soll beim Ausfall des Synchronisierungssignals weiterlaufen und gewährleisten, daß die Uhr auch während dieser Zeiten, in der kein Synchronisierungssignal vorhanden ist, annähernd richtig geht. Nach einem Stillstand soll der Motor von selbst und in der richtigen Richtung anlaufen. Der Uhrenantrieb mit einem elektronischen Schwingungserzeuger und einem ausschließlich von diesem unter Fortfall eines schwingenden mechanischen Frequenzgebers gespeisten Synchronmotor mit einem mit Feldspulen bewickelten Ständer und permanentmagnetischem Läufer, wobei dem Eingangskreis des Schwingungserzeugers ein. Synchronisierungssignal zugeführt wird, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, däß der elektronische Schwingungserzeuger aus einem Eingangskreis in Form einer Phasenumkehrstufe und einem Ausgangskreis in Form einer Verstärkerstufe, gegebenenfalls in Gegentaktschaltung, besteht, daß der Ausgangskreis durch einen ersten Rückkopplungszweig mit dem Eingangskreis verbunden ist, der so bemessen ist, daß sehr langsame Schwingungen entstehen, die den Feldspulen zugeführt werden, daß ferner im Motor eine Rückkopplungswicklung vorgesehen ist, die magnetisch mit dem Läufer gekoppelt ist und ein Signal liefert, dessen Frequenz von der Drehzahl des Motors abhängt und über einen zweiten Rückkopplungszweig derartig gepolt dem Eingangskreis zugeführt wird, daß sich beide rückgekoppelten Signale nur bei der gewünschten Drehrichtung des Läufers verstärken, und daß der Phasengang des zweiten Rückkopplungszweiges in Abhängigkeit von der Frequenz so bemessen ist, daß sich die Motordrehzahl in der Nähe des Sollwertes stabilisiert.The invention is intended to provide a clock drive with an electronic Vibration generator and a synchronous motor fed by it are specified, which has a particularly good efficiency and a low power requirement and which is particularly suitable for clocks without a direct mains connection that run through the stray field of the lighting network can be synchronized. The clockwork motor should be at Failure of the synchronization signal will continue to run and ensure that the clock even during these times when there is no synchronization signal, approximately goes right. After a standstill, the engine should work by itself and in the right direction Start direction. The clock drive with an electronic vibration generator and one exclusively from this with the omission of an oscillating mechanical Synchronous motor fed by a frequency generator with a stator wound with field coils and permanent magnet rotor, the input circuit of the vibrator a. Synchronization signal is supplied, is characterized according to the invention, the electronic Vibration generator from an input circuit in the form of a phase inversion stage and an output circuit in the form of an amplifier stage, possibly in push-pull circuit, there is that the output circuit by a first feedback branch is connected to the input circuit, which is dimensioned in such a way that that very slow vibrations arise that are fed to the field coils, that Furthermore, a feedback winding is provided in the motor, which magnetically with the The rotor is coupled and provides a signal whose frequency depends on the speed of the Motor depends and poled in such a way via a second feedback branch the input circuit is supplied that both feedback signals are only in the desired direction of rotation amplify the rotor, and that the phase response of the second feedback path is dimensioned as a function of the frequency so that the engine speed is in stabilized near the setpoint.

Die Arbeitsweise des elektronischen Schwingungserzeugers, der vorzugsweise mit Transistoren bestückt ist, und des Motors wird durch die verschiedenen Eingangssignale aus den Rückkopplungszweigen und einer ein Synchronisierungssignal liefernden Antenne bestimmt. Beim Einschalten des Oszillators entstehen dadurch, daß das Eingangssignal direkt vom Ausgang des Verstärkers, vorzugsweise Gegentaktverstärkers, zurückgekoppelt wird, sehr niederfrequente Schwingungen, d. h. Schwingungen von der Größenordnung 1 oder 2 Hz. Dadurch werden den Feldspulen des Motors kurze Stromimpulse zugeführt, die sich gut eignen, den Motor anlaufen zu lassen. Der Anlauf in der gewünschten Richtung wird durch einen zweiten Rückkopplungszweig und eine diesen speisende Rückkopplungsspule gewährleistet. Sollte der Anker anfangen. sich in der falschen Richtung zu drehen, so wird in der Ankerrückkopplungsspule ein Strom induziert, der dem Strom vom Ausgang des Verstärkers entgegenwirkt, so daß die niederfrequenten Schwingungen abgeschwächt werden, bis der Anker zum Stillstand kommt. Andererseits erzeugt eine anfängliche Bewegung in der gewünschten Richtung Rückkopplungsströme, die sie verstärken, wodurch die niederfrequenten Schwingungen ebenfalls verstärkt werden. Wenn die Geschwindigkeit des Motors zunimmt, steigt der Strom aus der Ankerrückkopplungsspule ebenfalls, und der Rückkopplungsstrom vom Ausgang des Gegentaktverstärkers nimmt aus einem Grunde ab. der weiter unten noch erklärt werden wird. Auf diese Weise wird die Frequenz des Schwingungserzeugers in Abwesenheit eines Synchronisierungssignals abhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors, welche ihrerseits wieder von der Oszillatorfrequenz abhängt. Bei entsprechender Bemessung des Phasenganges des Stromes, der in der Rückkopplungswicklung vom Anker induziert wird, in Abhängigkeit von der Frequenzcharakteristik des Oszillators, kann die Oszillatorfrequenz bei der gewünschten Arbeitsfrequenz, beispielsweise 50 oder 60 Hz, stabilisiert werden. Die Oszillatorfrequenz kann dann durch Zuführung eines 50- oder 60-Hz-Synchronisierungssignals kleiner Amplitude auf diesen synchronisiert werden. Der Motor läuft auch dann weiter, wenn das Sychronisierungssignal beispielsweise durch einen zeitweiligen Netzausfall verschwindet, so daß beim erneuten Erscheinen der Netzspannung der Oszillator wieder in Tritt fällt und praktisch keine Zeitabweichung aufritt.The operation of the electronic vibrator, which is preferably is populated with transistors, and the motor is controlled by the various input signals from the feedback branches and an antenna delivering a synchronization signal certainly. When the oscillator is switched on, the input signal fed back directly from the output of the amplifier, preferably a push-pull amplifier very low frequency vibrations, d. H. Vibrations of the order of magnitude 1 or 2 Hz. This causes short current pulses to be fed to the field coils of the motor, which are well suited to starting the engine. The approach in the desired Direction is determined by a second feedback branch and a feedback coil feeding it guaranteed. Should the anchor begin. turning in the wrong direction thus a current is induced in the armature feedback coil, which corresponds to the current from the output of the amplifier counteracts, so that the low-frequency vibrations weakened until the anchor comes to a standstill. On the other hand, creates an initial Movement in the desired direction, causing feedback currents that amplify them the low-frequency vibrations are also amplified. When the speed of the motor increases, the current from the armature feedback coil also increases, and the feedback current from the output of the push-pull amplifier takes out one Basically off. which will be explained below. This way the frequency becomes of the vibrator in the absence of a synchronization signal on the speed of rotation of the motor, which in turn depends on the oscillator frequency depends. With an appropriate dimensioning of the phase response of the current in the feedback winding is induced by the armature, depending on the frequency characteristics of the oscillator, the oscillator frequency can be at the desired operating frequency, for example 50 or 60 Hz. The oscillator frequency can then be fed a 50 or 60 Hz synchronization signal of small amplitude is synchronized to this will. The motor continues to run even if the synchronization signal, for example disappears due to a temporary power failure, so that when it appears again the mains voltage of the oscillator falls back into step and practically no time deviation perform.

Schließlich sei noch erwähnt, daß inzwischen, aber erst nach der Anmeldung der vorliegenden Erfindung bekanntgeworden, ein älterer Vorschlag gemacht worden ist, bei einem rein elektronischen, also ebenfalls ohne mechanischen Frequenzgeber arbeitenden Antrieb einer Synchronuhr durch eine mit einer Verzögerungsleitung langer Laufzeit, die die Frequenz bestimmt, versehenen Oszillatorschaltung eine Synchronisation durch die Verzögerungsschaltung selbst zu erzielen, indem der aus der Verzögerungsschaltung austretende Impuls über die Sekundärwicklung des Transformators auf die Basis des Transistors zurückgekoppelt ist; dabei soll der Transformator gleichzeitig als Wicklung des Synchronmotors dienen. Freilich soll hier ein Selbstanschwingen des Schwingkreises erstrebt werden, aber weder ist auf eine exakte Fremdsynchronisierungsmöglichkeit noch auf die Sicherung des Selbstanlaufes des Motors in der richtigen Drehrichtung irgendwelche Rücksicht genommen, so daß hier auch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gegeben ist.Finally, it should be mentioned that in the meantime, but only after registration the present invention has become known, an earlier proposal has been made is, with a purely electronic, i.e. also without a mechanical frequency generator working drive of a synchronous clock by a long one with a delay line Running time, which determines the frequency, provided the oscillator circuit with a synchronization by the delay circuit itself to be achieved by the out of the delay circuit outgoing impulse through the secondary winding of the transformer to the base of the Transistor is fed back; the transformer should act as a winding at the same time of the synchronous motor. Of course, there should be a self-oscillation of the oscillating circuit here be strived for, but neither is an exact third-party synchronization option still on securing the self-start of the motor in the correct direction of rotation any consideration taken, so that here also the underlying of the invention Task is not given.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert werden.The invention will now be explained in detail with reference to the drawings will.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Oszillators und des Motors entsprechend der Erfindung; Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 schematisch dargestellten Motors.Figure 1 is a schematic diagram of the oscillator and motor according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of the FIG. 1 engine shown schematically.

In Fig. 1 bedeuten 11, 12 und 13 drei P-N-P-Flächentransistoren, deren jeder eine Basis, einen Kollektor und einen Emitter besitzt, die jeweils mit den Bezugszeichen 21, 31, 41; 22, 32, 42 und 23, 33. 43 bezeichnet sind. Die Speisung erfolgt durch eine nicht gezeigte Batterie, deren positiver Pol 14 an Masse liegt und deren negativer Pol mit 15 bezeichnet ist. Der Transistor 11 dient zur Phasenumkehr, er besitzt zu diesem Zweck einen Widerstand 16 zwischen Emitter 41 und Masse und einen Widerstand 17 zwischen Kollektor 31 und dem negativen Anschluß 15 der Batterie. Zur Vorspannung des Transistors 11 sind zwei Widerstände 18 und 19 vorgesehen, die in Serie zwischen den negativen Pol 15 und Masse geschaltet sind und deren gemeinsamer Punkt an die Basis 21 angeschlossen ist. Das zwischen den Eingangsanschlüssen 25 und 26 angelegte Synchronisierungssignal wird der Basis 21 des Transistors 11 einerseits und der Masse andererseits zugeführt.In Fig. 1, 11, 12 and 13 are three P-N-P junction transistors, their each has a base, a collector and an emitter, each with the Reference numerals 21, 31, 41; 22, 32, 42 and 23, 33, 43 are designated. The feeding takes place by a battery, not shown, the positive pole 14 of which is connected to ground and whose negative pole is denoted by 15. The transistor 11 is used for phase reversal, for this purpose it has a resistor 16 between emitter 41 and ground and a resistor 17 between collector 31 and the negative terminal 15 of the battery. To bias the transistor 11, two resistors 18 and 19 are provided which are connected in series between the negative pole 15 and ground and their common Point is connected to the base 21. The one between the input ports 25 and 26 applied synchronization signal becomes the base 21 of the transistor 11 on the one hand and fed to the mass on the other hand.

An dem Ausgang der Phasenumkehrstufe sind mittels der Kopplungskondensatoren 28 und 29 die Eingänge des Transistors 12 und des Transistors 13 angeschlossen, die als Gegentakt-b-Verstärker geschaltet sind. Im einzelnen sind die Kapazitäten 28 und 29 zwischen den Kollektor 31 des Transistors 11 und die Basis 22 des Transistors 12 bzw. zwischen den Emitter 41 des Transistors 11 und die Basis 23 des Transistors 13 geschaltet. Zwei Dioden 35 und 36 sind vom den jeweiligen Basen 22 und 23 der Transistoren 12 und 13 an die Verbindung der Emitter 42 und 43 angeschlossen, die an Masse liegt. Es hat sich ebenso als wünschenswert erwiesen, zwischen die Basen und die Kollektoren der Transistoren 12 und 13 die Kapazitäten 38 und 39 einzuschalten aus einem Grund, der später erläutert werden wird. Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt, besitzt der Motor 40, der vom dem erfindungsgemäßen Oszillator gespeist wird, ein Paar gleicher Feldspulen 45 und 46. Zusätzlich sind ein Paar in Serie geschaltete Rückkopplungs- oder Kommutatorspulen 47, 47' angebracht. Die Feldspule 45 wird vom Transistor 12 durch die Verbindung ihres einen Anschlusses mit dem Kollektor 32 und die Verbindung des anderen Anschlusses über einen Widerstand 61 mit dem negativen Pol 15 gespeist. Die Feldspule 46 wird andererseits vom Transistor 13 gespeist. wobei ein Anschluß der Spule 46 mit dem Kollektor 33 verbunden ist und der andere Spulenanschluß über einen Widerstand 62 am negativen Pol 15 liegt.At the output of the phase inversion stage are by means of the coupling capacitors 28 and 29 the inputs of transistor 12 and transistor 13 connected, which are connected as push-pull b-amplifiers. In detail are the capacities 28 and 29 between the collector 31 of the transistor 11 and the base 22 of the transistor 12 or between the emitter 41 of the transistor 11 and the base 23 of the transistor 13 switched. Two diodes 35 and 36 are from the respective bases 22 and 23 of the Transistors 12 and 13 connected to the junction of emitters 42 and 43, the is due to mass. It has also been found desirable between the bases and the collectors of transistors 12 and 13 turn on capacitances 38 and 39 for a reason that will be explained later. As shown schematically in Fig. 1, has the motor 40, which is fed by the oscillator according to the invention, a Pair of identical field coils 45 and 46. In addition, a pair are connected in series Feedback or commutator coils 47, 47 'attached. The field coil 45 is from Transistor 12 by connecting its one terminal to collector 32 and the connection of the other terminal via a resistor 61 to the negative one Pole 15 fed. On the other hand, the field coil 46 is fed by the transistor 13. whereby one terminal of the coil 46 is connected to the collector 33 and the other coil terminal is connected to the negative pole 15 via a resistor 62.

Um den erfindungsgemäßen Oszillator zu vervollkommnen, sind ein Paar von Rückkopplungsstromzweigen vorgesehen, deren einer über der Phasenumkehrstufe und den Verstärkerstufen liegt, während der andere über die gesamte Einrichtung einschließlich des Motors reicht. Der ersterwähnte Rückkopplungszweig besteht aus einem Strombegrenzungswiderstand 56 und einem Kopplungskondensator 57, die in Serie geschaltet zwischen der Basis 21 des Transistors 11 und der Verbindung des Widerstandes 61 mit dem einen Anschluß der Spule 45 liegen. Der zweiterwähnte Stromkreis enthält einen Strombegrenzungswiderstand 65 und einen Kopplungskondensator 66 in Serie zwischen der Basis 21 des Transistors 11 und einem Anschluß der Rückkopplungsspule 47'. Der andere Anschluß der Spule 47' ist mit einen Anschluß der Spule 47 verbunden, deren anderer Anschluß wiederum am Emitter 41 des Transistors 11 liegt. Um zu erreichen, daß der Oszillator anschwingt, wenn er erstmalig eingeschaltet wird, ist vorzugsweise noch ein anderer Rückkopplungszweig in Form eines Kondensators 81 und eines Widerstandes 82, die in Serie zwischen der Basis 22 des Transistors 12 und der Verbindung des Widerstandes 62 mit dem einen Anschluß der Feldspule 46 liegen, vorgesehen.In order to perfect the oscillator according to the invention, there are a couple provided by feedback current branches, one of which is above the phase reversal stage and the amplifier stages, while the other is over the entire device including the engine is enough. The first-mentioned feedback branch consists of a current limiting resistor 56 and a coupling capacitor 57 connected in series connected between the base 21 of the transistor 11 and the connection of the resistor 61 with one terminal of the coil 45 lie. The second mentioned circuit contains a current limiting resistor 65 and a coupling capacitor 66 in series between the base 21 of the transistor 11 and one terminal of the feedback coil 47 '. Of the other terminal of the coil 47 'is connected to one terminal of the coil 47, whose the other connection is in turn connected to the emitter 41 of the transistor 11. To achieve, that the oscillator starts to oscillate when it is switched on for the first time is preferred yet another feedback branch in the form of a capacitor 81 and a resistor 82 connected in series between the base 22 of transistor 12 and the junction of the Resistor 62 with one terminal of the field coil 46 are provided.

Die Fig. 2 zeigt den Motor 40 in seinen Einzelheiten. Der Motor 40 enthält einen kleinen zylindrischen Permanentmagnetanker 50, der fest auf der Welle 51 befestigt ist. Die Welle 51 trägt ihrerseits ein Ritzel 52, das in ein Zahnrad 53 eingreift und damit einen Teil der Übersetzung zwischen dem Motor und dem Uhrwerk (nicht gezeigt) bildet. Da der Motor 50 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit läuft (bei einer Erregung von 60 Hz mit etwa 3600 Umdr./Min. und bei 50 Hz mit 3000 Umdr./Min.) ist es selbstverständlich notwendig, weitere Untersetzungszahnräder zu verwenden, die jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden und der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden. Eine Polanordnung 48, um die die Feldspulen 45 und 46 gewickelt sind, liefert das erregende Feld für den Anker 50. Im rechten Winkel zum Pol 48 ist ein weiterer Pol 49 vorgesehen, der zur magnetischen Kopplung der Rückkopplungswicklung 47 und 47' an den Anker 50 dient, jedoch keine wesentliche Kopplung zu den Feldspulen 45 und 46 besitzt. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Rückkopplungsspulen 47, 47' mehr oder weniger scheibenförmig und um gegenüberliegende Schenkel der Polanordnung 49 gewickelt.Fig. 2 shows the engine 40 in its details. The engine 40 contains a small cylindrical permanent magnet armature 50 that is firmly attached to the shaft 51 is attached. The shaft 51 in turn carries a pinion 52 which is in a gear 53 engages and thus part of the translation between the motor and the clockwork (not shown) forms. Because the motor 50 is running at a relatively high speed runs (with an excitation of 60 Hz with about 3600 rev./min. and with 50 Hz with 3000 Rev./min.) It is of course necessary to add further reduction gears which, however, do not form part of the present invention and for the sake of clarity have been omitted for the sake of A pole arrangement 48 around which the field coils 45 and 46 are wound, provides the exciting field for the armature 50. At right angles to the Pole 48, another pole 49 is provided, which is used for magnetic coupling of the feedback winding 47 and 47 'on the armature 50 is used, but no substantial coupling to the field coils 45 and 46 owns. As can be seen from the figure, the feedback coils 47, 47 'more or less disk-shaped and around opposite legs of the pole arrangement 49 wrapped.

Im Betrieb, wenn erstmalig die Batteriespannung an den Oszillator angelegt wird, bilden sich in den Feldspulen des Motors ziemlich langsame Schwingungen aus, die relativ große Stromimpulse in den Feldspulen erzeugen, deren Frequenz in der Nachbarschaft von 1 bis 2 Hz liegt. Dies rührt von einem Zusammenwirken der Rückkopplungsstromzweige über die Kopplungskondensatoren 57 und 81 zur Phasenumkehrstufe und den Verstärkerstufen her, sie erzeugen Relaxationsschwingungen wie z. B. in einem mit Röhren aufgebauten Multivibrator. Dadurch wird ein entsprechend starkes niederfrequentes Magnetfeld im Luftspalt des Ankers entstehen, das den Anker in Bewegung setzt. Der Anlauf in nur einer der gewünschten Richtung wird durch die Phasenbeziehung zwischen den durch die Spule 45 erzeugten Rückkopplungsströmen und den Strömen von den Rückkopplungs- oder Kommutätorspulen 47 und 47' erreicht. Im Fall, daß der Anker 50 sich in der falschen Richtung zu drehen beginnt, d. h. in der Richtung, die ein Rückwärtsgehen der Uhr zur Folge haben würde, würde der Strom, der von den Rückkopplungsspulen rückgekoppelt wird, den Strom, der von den Feldspulen rückgekoppelt wird, aufheben und damit die Schwingungen schwächen, bis der Motor zum Stillstand kommt. Andererseits, wenn sich der Anker in der richtigen Richtung zu bewegen beginnt, werden die Schwingungen verstärkt, da sich die beiden Rückkopplungsströme verstärken.In operation, when the battery voltage is applied to the oscillator for the first time is applied, rather slow oscillations form in the field coils of the motor which generate relatively large current pulses in the field coils, the frequency of which is in in the neighborhood of 1 to 2 Hz. This is due to the interaction of the Feedback branches via the coupling capacitors 57 and 81 to the phase reversing stage and the amplifier stages, they generate relaxation vibrations such. Am a multivibrator built with tubes. This makes a correspondingly strong low-frequency magnetic field arise in the air gap of the armature, which the armature in Movement sets. The approach in only one of the desired directions is made possible by the Phase relationship between the feedback currents generated by coil 45 and the currents from the feedback or commutator coils 47 and 47 '. in the In the event that the armature 50 begins to rotate in the wrong direction, i.e. H. in the direction that would cause the clock to go backwards, the current would that is fed back by the feedback coils, the current that is fed back by the field coils is fed back, cancel and thus weaken the vibrations until the engine comes to a standstill. On the other hand, if the anchor is in the right direction begins to move, the vibrations are amplified as the two feedback currents become stronger strengthen.

Der Wert des Strombegrenzungswiderstandes 65 im Rückkopplungszweig sollte im Verhältnis zum Wert des Widerstandes 56 klein gemacht werden, so daß der Oszillator verhältnismäßig unempfindlich wird bezüglich Rückkopplungsströmen durch den letzteren im Gegensatz zu den Rückkopplungsströmen durch den ersteren, da dieser Strom mit wachsender Geschwindigkeit des Ankers wächst. Diese Bedingung wird noch unterstützt durch die Spannungsteilerwirkung des Widerstandes 61 in Serie mit der Spule 45. Auf diese Weise wird bewirkt, daß bei steigender Oszillatorfrequenz mehr und mehr der Ausgangsspannung des Transistors 12 über der Feldspule 45 auftritt und immer weniger über dem Widerstand 61. Daraus folgt, daß die Kommutatorspulen 47, 47' in erster Linie die Frequenz der Schwingungen steuern, solange der Anker beschleunigt wird, und bewirken, daß die Frequenz steigt und der Anker beschleunigt wird, bis Gleichgewichtsbedingungen eintreten.The value of the current limiting resistor 65 in the feedback branch should be made small in relation to the value of resistor 56 so that the The oscillator is relatively insensitive to feedback currents the latter as opposed to the feedback currents through the former, since the latter Current grows with increasing speed of the armature. This condition will still be supported by the voltage dividing action of resistor 61 in series with the Coil 45. In this way it is caused that with increasing oscillator frequency more and more of the output voltage of transistor 12 occurs across field coil 45 and less and less across resistor 61. It follows that the commutator coils 47, 47 'primarily control the frequency of the vibrations as long as the armature is accelerated and cause the frequency to increase and the armature to accelerate until equilibrium conditions occur.

Das Gleichgewicht tritt ein, wenn die resultierende Phasenverschiebung durch den Oszillator und die Phasenverschiebung des in der Kommutatorspule induzierten Stromes Null wird. Um eine Übereinstimmung der Gleichgewichtsgeschwindigkeit des Motors, die einer Oszillatorfrequenz entspricht, die in der Nähe der Frequenz des Synchronisierungssignals, d. h. 50 oder 60 Hz liegt, zu erreichen, kann die Polanordnung 49 geringfügig gedreht werden, womit sich die Phase des Rückkopplungsstromes aus den Rückkopplungsspulen ändert. Eine weitere Beeinflussung der Gleichgewichtsbedingungen kann durch Wahl der Kondensatoren 38 und 39 geschehen. Die Kondensatoren 38 und 39 bilden einen Teil der Rückkopplungszweige in der Gegentaktverstärkerstufe und erlauben, daß die Phasenverschiebungscharakteristik des Verstärkers mit Änderung der Kapazitätswerte geändert werden kann. Durch geeignete Wahl der Größe der Kondensatoren 38 und 39 und/oder Justierung der Lage der Polanordnung 39 kann die unsynchronisierte Schwingungsfrequenz des Oszillators und die Drehfrequenz des als Belastung des Oszillators geschalteten Motors sehr genau auf die Netzfrequenz von einem relativ kleinen Synchronisierungssignal, welches an die Anschlüsse 25 und 26 angelegt wird, in Takt mit der Netzfrequenz gehalten werden. Es können selbstverständlich auch andere Maßnahmen zum Abgleich der Eigenfrequenz des Oszillators verwendet werden, so z. B. die Einschaltung eines abgleichbaren Phasenschiebers in den Rückkopplungszweig vom Motor.The equilibrium occurs when the resulting phase shift by the oscillator and the phase shift of the induced in the commutator coil Current becomes zero. In order to match the equilibrium speed of the Motor that corresponds to an oscillator frequency close to the frequency of the Synchronization signal, d. H. The pole arrangement can be used to achieve 50 or 60 Hz 49 are rotated slightly, so that the phase of the feedback current is from the feedback coils changes. Another influence on the equilibrium conditions can be done by choosing the capacitors 38 and 39. The capacitors 38 and 39 form part of the feedback branches in the push-pull amplifier stage and allow the phase shift characteristics of the amplifier to change with the capacitance values can be changed. By suitable choice of the size of the capacitors 38 and 39 and / or adjustment of the position of the pole arrangement 39 can be the unsynchronized Oscillation frequency of the oscillator and the rotational frequency of the load on the oscillator switched motor very precisely to the mains frequency from a relatively small synchronization signal, which is applied to the connections 25 and 26, in step with the mains frequency being held. Of course, other measures can also be used for the adjustment the natural frequency of the oscillator can be used, e.g. B. the activation of a adjustable phase shifter in the feedback path from the motor.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Clock drive with an electronic vibration generator and one exclusively from this one with the omission of an oscillating, mechanical one Synchronous motor fed by a frequency generator with a stator wound with field coils and permanent magnet rotor, the input circuit of the vibrator a Synchronization signal is supplied, characterized in that that the electronic vibration generator from an input circuit in the form of a Phase reversal stage and an output circuit in the form of an amplifier stage, if necessary in push-pull circuit, there is that the output circuit through a first feedback branch is connected to the input circuit, which is dimensioned so that very slow oscillations arise that are fed to the field coils, that also a feedback winding in the motor is provided, which is magnetically coupled to the rotor and supplies a signal, whose frequency depends on the speed of the motor and via a second feedback path poled in such a way that both feedback signals amplify only in the desired direction of rotation of the rotor, and that the phase response of the second feedback branch is dimensioned as a function of the frequency, that the engine speed stabilizes in the vicinity of the setpoint.

2. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the pole structure of the feedback winding is designed so that the coupling between the feedback winding and the field windings of the motor is as low as possible.

3. Vibration generator according to claim 1 or 2, characterized in that the synchronization signal comes from the AC network and is obtained wirelessly. Documents considered: Austrian Patent No. 133 325; French Patent Nos. 1090 564, 1092 411; U.S. Patent No. 2,047,912.