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Kontaktlos gesteuertes Schwingsystem Die Erfindung bezieht sich auf ein kontaktlos gesteuertes Schwingsystem, insbesondere für Uhren, mit einem niederfrequenzschwingenden, mechanischen Schwingorgan, das mit Hilfe eines Mitnahmeelemen- tes einen piezoelektrischen Kristall periodisch, jedoch nur während eines Teils der Schwingperiode verbiegt und das in einem ersten Steuerelement einen elektrischen Steuerimpuls erzeugt, der nach Verstärkung einem das mechanische Schwingorgan antreibenden zweiten elektrischen Element zugeführt wird, nach Patentanspruch des Hauptpatentes Nr. 336769.
Bei der Konstruktion nach diesem Patent ist mit der Welle des Schwingorgans ein Nocken fest verbunden, der einen mit dem piezoelektrischen Kristall starr verbundenen Bieger je Halbschwingung ein kurzes Stück mitnimmt. Dabei wird bei jeder Mitnahme der piezoelektrische Kristall abgebogen und erzeugt einen Steuerimpuls. 'Diese Art der Formveränderung des piezoelektrischen Kristalles ist insofern nachteilig, als durch die reibende körperliche Verbindung zwischen Nocken und Bieger diese Teile abgenützt werden und so nach einer bestimmten Zeit ersetzt werden müssen.
Ausserdem ergibt sich beim Auftreffen des Nockens auf den Bieger ein gewisser Schlag, der das freie, ungehinderte Schwingen des Schwingorgans behindert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Mitnahme des piezoelektrischen Kristalles durch das Schwingorgan mindestens mittelbar in der Weise zu bewirken, dass keine zusätzlichen abnützbaren Teile hierzu verwendet werden, und diese Aufgabe wird bei kontaktlos gesteuerten Schwingsystemen der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass ein vom Mitnahmeelement mittelbar beeinflusstes Anschlagelement auf den piezoelektrischen Kristall wirkt, welches Anschlagelement gleichzeitig zur Begrenzung der Schwingungsamplitude des Schwingorgans oder eines von ihm angetriebenen Teils dient und so aus- gebildet ist,
d'ass beim Anschlag eines bewegten Teils gegen dieses Element die zur Verbiegung des piezo- elektrischen Kristalles erforderliche Kraft auf diesen übertragen wird. Derartige Anschlagelemente sind bei den üblichen Schwingsystemen und insbesondere den Antriebseinrichtungen von Uhren bereits vorhanden, und bei Ausnützung des auf eines oder mehrere Anschlagelemente auftreffenden Schlages zur Bewegung eines oder mehrerer piezoelektrischer Kristalle wird zu den üblicherweise bei derartigen Systemen vorhandenen Teilen kein zusätzliches Mitnahmeelement für den piezoelektrischen Kristall mehr benötigt,
und vor allen Dingen wird die Abnützung eines solchen Mitnahmeelementes ganz vermieden. Die Abnützung der Anschlagstifte kann praktisch vernachlässigt werden, da hier lediglich ein Schlag und keine Reibung stattfindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
In der Zeichnung bedeutet 10 eine Unruhwelle, die mit ihren Zapfen 11 und 12 in schematisch angedeuteten Lagern 13 und 14 gelagert ist. Auf der Unruhwelle ist ein Schwingorgan 15 starr befestigt, das eine mittlere Scheibe 16 und zwei daran angeordnete Querstücke 17 aufweist. Bei 18 ist ein kreisförmiges Bogenstück erkennbar, das zur Verbesserung der Schwingung dient. Die Teile 16 und 17 sind aus Weicheisen und bilden den Anker eines Magnetsystems, das ein Jochstück 19 von U-förmiger Gestalt aufweist. In dem in der Zeichnung dargestellten Ruhezustand befinden sich die Querstücke 17 zwischen den Polen 20 des Joches 19. Bei 21 ist eine Magnetspule erkennbar, die auf dem Mittelstück des Joches 19 angeordnet ist.
Auf die Anschlüsse dieser Magnetwicklung wird weiter unten näher eingegangen.
Mit 22 ist eine Spiralfeder bezeichnet, die mit ihrem einen Ende an der Unruhwelle und mit ihrem
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andern Ende an einem verstellbaren Rücker 23 befestigt ist. Auf der Unruhwelle 10 ist ferner ein Nocken 40 angebracht, der mit einem auf einer Ankerwelle 4 befestigten Anker 42 zusammenwirkt. Die Lagerung der Ankerwelle ist bei 43 und 44 schematisch angedeutet.
Mit 52 und 53 sind zwei Ankeranschlagstifte bezeichnet, die mit ihrem in der Zeichnung linken Ende in einem festen Teil 54 befestigt sind und die den Ausschlag des Armes 55 des Ankers 42 begrenzen.
Mit dem Anschlagstift 52 ist ein Arm 56 an seinem einen Ende fest verbunden, dessen anderes Ende an einer Schiene 57 starr angeordnet ist. Die Schiene ist mit dem einen Ende eines piezoelektrischen Kri- stalles 26 verbunden, der mit seinem in der Zeichnung untern Ende auf einem elektrisch leitenden Träger 27 befestigt ist. An dem untern Ende des piezo- elektrischen Kristalles ist ferner eine Kontaktfahne 28 angeordnet.
Mit 29 ist ein Verstärker bezeichnet, der zwei Transistoren 30 und 31 und zwei Widerstände 32 und 33 aufweist. Mit 34 ist eine Batterie oder ein Akkumulator bezeichnet, und es führen zwei Leitungen 35 und 36 von der vorerwähnten Magnetspule 21 zum Verstärker 29 und zu einer Batterieklemme 37, die ausserdem durch eine Leitung 38 mit dem Widerstand 32 verbunden ist. Von der Kontaktfahne 28 führt eine Leitung 39 zum Transistor 31, und der Träger 27 ist zusammen mit einem Pol der Batterie und zwei zum Widerstand 33 und zum Transistor 31 führenden Leitungen mit Masse verbunden.
Die Wirkungsweise des Schwingsystems gemäss der Figur ist nun wie folgt: Wird die Unruhwelle durch äussere Mittel entgegen der Wirkung der Spiralfeder 22 in Schwingung versetzt, so nimmt der Nocken 40 den Anker 42 bei der Schwingung jeweils so weit mit, bis der Arm 55 des Ankers gegen einen der beiden Anschlagstifte 52 und 53 anschlägt.
Bei einem Anschlag gegen den Anschlagstift 52 wird dieser aus der Ruhelage elastisch mitgenommen und diese Bewegung über den Verbindungsarm 56 auf den piezoelektrischen Kristall 26 übertragen, der um einen vorbestimmten Winkel verbogen wird. Hierdurch entsteht im piezoelektrischen Kristall 26 ein elektrischer Impuls, der dem Verstärker 29 zugeleitet und dort verstärkt wird. Der verstärkte Impuls wird der Magnetspule 21 zugeführt, die das Joch 19 magnetisiert, so dass der Anker 16, 17 des Schwingorgans in seine Mittellage zurückgezogen wird. Da dieser Impuls verhältnismässig kurzzeitig ist, wird durch ihn .ein Schwingen des Schwingorgans in der entgegengesetzten Richtung nicht mehr behindert.
Beim Zurückschwingen und beim Anschlag des Ankers gegen den Anschlagstift 53 erfolgt kein weiterer Impuls, doch könnte gegebenenfalls die Anordnung so getroffen sein, dass auch dieser Anschlagstift auf den piezoelektrischen Kristall einwirkt, oder es könnte mit dem Anschlagstift 53 ein weiterer piezo- elektrischer Kristall verbunden sein. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es ausreichend ist, wenn ein Impuls während einer vollen Schwingung erzeugt wird und damit nur einmal während einer vollen Schwingung das Schwingorgan einen Antrieb erhält.
Anstatt der Anschlagstifte des Ankers können irgendwelche beliebigen Anschlagelemente vorgesehen sein, die entweder die Schwingung der Unruhwelle unmittelbar oder die Bewegung irgendeines andern, von der Unruhwelle angetriebenen Teils begrenzen.
Das vorbeschriebene Schwingsystem kann beispielsweise eine von dem angetriebenen Gerät völlig getrennte Baueinheit bilden, und es können mit einer solchen Antriebseinrichtung ein oder mehrere Geräte beliebiger Art angetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, das Schwingsystem in das Gerät selbst einzubauen, was bei ortsbeweglichen Uhren häufig der Fall sein dürfte.