Stimmgabelantrieb für <B>Uhren</B> Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Uhren, be stehend aus einer durch eine elektromagnetische An triebseinrichtung in Verbindung mit einem elektroni schen Verstärker erregten und in Schwingungen gehal- te4en Stimmgabel und einer magnetischen Fortscbalt- einriohtung.
Mittels Stimmgabeln angetriebene Fortschalteein- richturigen für Uhren sind für den Frequenzbereich oberhalb 300 Hz bekannt.
Wird jedoch eine Stimm gabel mit niedriger Frequenz verwendet, verschlechtert sich aufgrund der in den Spulen angeordneten Dauer magnete das Isochronismusverhalten der Stimmgabel, d. h. mit sich ändernder Schwingungsamplitude erge- ben sich nicht vertretbare Frequenzänderungen, weil die Zufuhr von Schwingungsenergie -abnimmt. Bei Stimmgabelfrequenzen zwischen 30 und 200 Hz tre ten dann bei Uhrwerken untragbare Zeitfehler auf.
Zur Kompensation solcher Isochronismusfehler wurde schon eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein auf einem schwingfähigen System quer zur Schwing richtung sitzender Stabmagnet durch Annähern eines aus ferromagnetischem Material bestehenden und ent sprechend geformten Polwinkels derart beeinflusst wird, dass durch die auf das schwingfähige System rück wirkenden, magnetischen Kräfte eine Kompensation von Isochronismusfehlern bewirkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese untragbaren Zeitfehler zu verhüten und einen Stimm- gabelantrieb für Uhren zu schaffen, der bei einem gu ten Wirkungsgrad einen äusserst kleinen Isochronismus- fehler und eine einfache Ausbildung seiner Bauteile aufweist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht,
dass die magnetische Fortschalteinrichtung der einen Stimmgabelzinke und eine Einrichtung zur Isochronis- muskompensation der anderen Stimmgabelzinke zusam men die Antriebseinheit bilden. Dabei kann an jedem zinkenende der Stimmgabel je ein Dauermagnet isoliert befestigt sein,
die in ihrer magnetischen Wirkung gleichwertig sind und von de nen der eine als Antriebsmagnet der FortschalteirnTich- tung und der andere der Kompensationseinheit zuge ordnet ist. Zur Befestigung der Dauermagnete können ferner an den Zinkenenden der Stimmgabel Schwing- körper aus magnetisch nicht beeinflussbarem Werkstoff angeordnet sein, in denen die Dauermagnete sitzen.
Um eine annähernd gleichmässige Beeinflussung der Stimmgabelzinken durch die magnetische Fortschaltung einerseits und die magnetische Fehlerkompensation an derseits zu erreichen, stimmen die Dauermagnete vor teilhafterweise in Form und Abmessungen überein und sind symmetrisch zur Mittelachse der Stimmgabel an geordnet.
Die Kompensationseinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Polschuh mit einer Aussparung, die gegen- Über den zugeordneten Dauermagneten auf der Stimm gabel einstellbar und feststellbar ist. Auftretende Iso- chronismusfehle-r können damit in einfacher Weise aus geglichen werden.
Es ist weiterhin möglich, die Kernspulen als Steuer- und Arbeitsspule auszubilden, welche aus je einer frei tragenden Wicklung bestehen, die einen inneren An satz bildet, an dem einseitig der eingesetzte Magnet kern anliegt, wobei die Wicklung den Magnetkern bei- derseits um den gleichen Betrag überragt. Diese über den Kern hinausstehenden Spulenenden bewirken eine günstigere Übertragung der zur Entdämpfung der Stimmgabel zuzuführenden Energie.
Die Magnetkerne der Arbeits- und Steuerspule sind vorzugsweise Dauermagnete, die entgegengesetzt - gepolt sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan- des wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Stimmgabel mit magnetischer Fort schalt- und Isochronismuskompensationseinrichtung in schaubildlicher Darstellung, Fig. 2 die Anordnung der Kernspulen im Schnitt und Fig. 3 den verstellbaren Polschuh der Kompensa tionseinrichtung in schaubildlicher Darstellung.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel eines Stimmgabelantriebes sind mit 11 und 12 die Zinken einer Stimmgabel, mit 13 und 14 die zur Entdämpfung der Stimmgabel zwischen den Zin ken angeordneten Steuer- und Arbeitsspulen, mit 15 die mit der Zinke 11 zusammenwirkende Fortschaltein- richtung und mit 16 die mit der Zinke 12 der Stimm gabel zusammenwirkende Kompensationseinrichtung bezeichnet.
Die Arbeitsspule 13 und die Steuerspule 14 sind freitragend gewickelt und liegen im Stromkreis einer nicht dargestellten elektronischen Verstärkerschaltung. Die aus Dauermagneten bestehenden Magnetkernen 27 und 28 liegen zentrisch in den Spulen und mit einer Stirnseite an einem Wicklungsansatz der Spulen an, wo bei die Spulen 13 und 14 ihren Magnetkern beider seits um den gleichen Betrag überragen.
Die ruit der Zinke 11 der Stimmgabel zusammen wirkende Fortschalteinrichtung 15 besteht aus einem ,auf einer Achse befestigten Speichenrad 25 aus hoch- permeablem Werkstoff, gegenüber dem parallel zur Achse ein stabförmiger Dauermagnet 17 in einem ma gnetisch nicht beeinflussbaren Schwingkörper 18 be festigt ist,
der seinerseits mit der Zinke 11 fest verbun den ist. Das Speichenrad 25 und der Dauermagnet 17 bilden die magnetische Fortschaltung. Aus Gründen wirtschaftlicher Fertigung ist der Dauermagnet 17 in einem Schlitz des Schwingkörpers 18 eingeklemmt.
Die mit der Zinke 12 der Stimmgabel zusammen wirkende Einrichtung zur Isochronismuskompensation besteht aus einem Polschuh 19 mit einer Aussparung 26, der gegenüber einem stabförmigen Dauermagneten 20 einstellbar und feststellbar ist. Auch der Dauer magnet 20 ist in einem magnetisch nicht beeinfluss- barem Schwingkörper 21 befestigt, der seinerseits am Ende der Zinke 12 der Stimmgabel befestigt ist.
Der Polschuh 19 ist an einer feststehenden Platte 22 (Fig. 3) des Antriebes angeordnet. Dabei dient eine Schraube 23 zum Feststellen des Polschuhes, nach dem er seitlich und in Längsrichtung symmetrisch zum Dauermagneten 20 ausgerichtet worden ist. Eine Stell schraube 24 dient ferner zum Einstellen des Luftspal tes zwischen dem Polschuh 19 und dem Dauermagne ten 20. Durch Verstellen des Luftspaltes kann die Kompensationswirkung verändert werden.
Der Luftspalt des Polwinkels 19 zum Dauermagne ten 20 wird so eingestellt, dass bei verschiedenen Bat teriespannungen (z. B. zwischen 1,6 und 1,1 Volt) die Stimmgabel.immer mit gleicher Frequenz schwingt. Da nach erfolgt die Endabstimmung der Stimmgabel auf ihre Sollfrequenz durch Wegnahme oder Zugabe von Massen am Ende der Stimmgabelzinken.
Wird die Stimmgabel durch die beiden Kernspulen in Verbindung mit einer elektronischen Verstärkerschal- tung zu Resonanzschwingungen angeregt, so wird auf Grund der magnetischen Einwirkung des Dauermagne ten 17 auf das Speichenrad 25 dieses entsprechend der Frequenz der Stimmgabel und der Zähnezahl des Spei chenrades gedreht.
Tuning fork drive for clocks The invention relates to a drive for clocks, consisting of a tuning fork excited and kept vibrating by an electromagnetic drive device in conjunction with an electronic amplifier, and a magnetic continuation device.
Switching devices for clocks driven by tuning forks are known for the frequency range above 300 Hz.
However, if a tuning fork with a low frequency is used, the isochronism behavior of the tuning fork worsens due to the permanent magnets arranged in the coils, i.e. H. as the oscillation amplitude changes, there are unacceptable changes in frequency because the supply of oscillation energy decreases. At tuning fork frequencies between 30 and 200 Hz, unacceptable timing errors occur in clockworks.
To compensate for such isochronism errors, a device has already been proposed in which a bar magnet sitting on a vibratory system transversely to the vibration direction is influenced by approximating a correspondingly shaped pole angle made of ferromagnetic material in such a way that the magnetic reacting on the vibratory system Forces a compensation of isochronism errors is effected.
The invention is based on the object of preventing these intolerable time errors and of creating a tuning fork drive for clocks which, with good efficiency, has an extremely small isochronism error and a simple design of its components. According to the invention, this is achieved by
that the magnetic indexing device of one tuning fork prong and a device for isochronism compensation of the other tuning fork prong together form the drive unit. A permanent magnet can be isolated at each prong end of the tuning fork,
which are equivalent in their magnetic effect and of which one is assigned as the drive magnet to the advancing direction and the other is assigned to the compensation unit. In order to fasten the permanent magnets, oscillating bodies made of magnetically non-influenceable material, in which the permanent magnets sit, can also be arranged on the prong ends of the tuning fork.
In order to achieve an approximately even influence of the tuning fork tines through the magnetic progression on the one hand and the magnetic error compensation on the other hand, the permanent magnets agree before geous enough in shape and dimensions and are arranged symmetrically to the central axis of the tuning fork.
The compensation device preferably consists of a pole piece with a recess which is adjustable and lockable with respect to the associated permanent magnet on the tuning fork. Isochronism errors that occur can thus be compensated for in a simple manner.
It is also possible to design the core coils as control and work coils, each consisting of a self-supporting winding that forms an inner shoulder on which the inserted magnet core rests on one side, the winding of the magnet core on both sides around the same Amount exceeds. These coil ends protruding beyond the core effect a more favorable transmission of the energy to be supplied to the tuning fork for undamping.
The magnetic cores of the work and control coil are preferably permanent magnets with opposite polarity.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a tuning fork with magnetic progression and isochronism compensation device in a perspective view, FIG. 2 shows the arrangement of the core coils in section and FIG. 3 shows the adjustable pole piece of the compensation device in a perspective view.
In the exemplary embodiment of a tuning fork drive shown in the drawing, the prongs of a tuning fork are indicated at 11 and 12, the control and work coils arranged between the prongs for undamping the tuning fork at 13 and 14, and the indexing controls that interact with the prong 11 at 15. Direction and denoted by 16 with the tine 12 of the tuning fork cooperating compensation device.
The work coil 13 and the control coil 14 are wound in a self-supporting manner and are in the circuit of an electronic amplifier circuit, not shown. The consisting of permanent magnets magnetic cores 27 and 28 are centered in the coils and with one end face on a winding approach of the coils, where the coils 13 and 14 protrude their magnetic core on both sides by the same amount.
The ruit of the prong 11 of the tuning fork cooperating indexing device 15 consists of a spoked wheel 25 fixed on an axis made of highly permeable material, opposite to which a rod-shaped permanent magnet 17 is fastened parallel to the axis in an oscillating body 18 which cannot be influenced magnetically,
which in turn is firmly connected to the prong 11. The spoke wheel 25 and the permanent magnet 17 form the magnetic incremental switching. For reasons of economical production, the permanent magnet 17 is clamped in a slot in the oscillating body 18.
The device for isochronism compensation, which interacts with the prong 12 of the tuning fork, consists of a pole piece 19 with a recess 26 which can be set and locked in relation to a rod-shaped permanent magnet 20. The permanent magnet 20 is also fastened in an oscillating body 21 which cannot be influenced magnetically and which in turn is fastened to the end of the prong 12 of the tuning fork.
The pole piece 19 is arranged on a stationary plate 22 (Fig. 3) of the drive. A screw 23 is used to fix the pole shoe, after which it has been aligned laterally and in the longitudinal direction symmetrically to the permanent magnet 20. An adjusting screw 24 is also used to set the Luftspal th between the pole piece 19 and the Dauermagne th 20. By adjusting the air gap, the compensation effect can be changed.
The air gap between the pole angle 19 and the permanent magnet 20 is set so that the tuning fork always oscillates at the same frequency at different battery voltages (e.g. between 1.6 and 1.1 volts). After that, the tuning fork is finally tuned to its target frequency by removing or adding masses at the end of the tuning fork tines.
If the tuning fork is excited to resonance vibrations by the two core coils in connection with an electronic amplifier circuit, then due to the magnetic action of the permanent magnet 17 on the spoked wheel 25, it is rotated according to the frequency of the tuning fork and the number of teeth on the spoked wheel.