CH479907A - Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung für Zeitmessgeräte - Google Patents

Description

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 Kontaktlos gesteuerte elektromechanische    Antriebsvorrichtung      für      Zeitmessgeräte   Gegenstand der Erfindung ist eine kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung für Zeitmessgeräte, mit einer    Abfühl-   und einer Antriebselektrode und einem zwischen diesen beiden Elektroden angeordneten, auf Druck- oder Erschütterung ansprechenden    piezoelektrischen   Kristall, der durch ein von einem    Elektromagneten   beeinflusstes Organ zum Schwingen angeregt wird. 



  Es ist bekannt, als    Dielektrikum      Schwins   oder    X-Y-Biegequarze   zu    verwenden.   Die mechanischen Eigenschaften dieser Quarze sind gegeben durch die Kapazität und die    Induktivität.   Dabei    variiert   die Eigenfrequenz als Funktion der Temperatur. Solche    Schwing-      oder   Biegequarze sind jedoch weitgehend temperaturabhängig. Um die Temperaturabhängigkeit auszuschalten, wird als Schwingkörper ein Material    benutzt,   das weitgehend temperaturunabhängig ist, zum Beispiel    Invar.   



  Im weitern ist eine kontaktlos gesteuerte, elektromechanische Antriebsvorrichtung für    Zeitmessgeräte   bekannt (französische Patentschrift Nr. 1151427), mit einer    Abfühl-   und einer Antriebselektrode. Gegenüber dieser bekannten Antriebsvorrichtung    unterscheidet   sich der vorliegende Erfindungsgegenstand einerseits durch einen Verstärker, der die durch die Schwingungen des Kristalls entstehenden Spannungsimpulse    gleichrichtet,   sowie anderseits durch einen    Hubmagneten,   der die gleichgerichteten Impulse aufnimmt und mittels    eines   Ankers ein Zahnrad antreibt.

   Diese    Ausbildung   gewährleistet in einfacher und sicherer Weise den Antrieb eines Zahnrades mit mindestens annähernd    konstanter   Drehgeschwindigkeit. 



  Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer elektromechanischen Antriebsvorrichtung, welche vorzugsweise eine Kombination von    Invar   und    piezoelektrischem   Kristall aufweist, die praktisch temperaturunabhängig ist. Die eingangs umschriebene Antriebsvorrichtung ist ge- kennzeichnet durch einen Verstärker, der die durch die Schwingungen entstehenden Spannungsimpulse gleichrichtet, sowie einen Hubmagneten, der die gleichgerichteten Impulse aufnimmt und mittels eines Ankers ein Zahnrad antreibt. 



  Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. 



  Die Figur stellt schematisch eine elektromechanische Antriebsvorrichtung dar. 



  Auf dem einen Arm eines    C-förmigen   Kerns 1 ist eine Spule 2 angeordnet, die den Elektromagneten der Antriebsvorrichtung bildet. Der andere Arm des Kerns    trägt   einen Permanentmagneten 3, der mit dem    piezo-      elektrischen   Kristall 4, welcher    eine   Rückkopplungsspannung erzeugt, und dem Schwingkörper 5 zusammenwirkt. Der    piezoelektrische   Kristall 4 spricht auf Druck oder Erschütterung an. Das durch Druck oder Erschütterung erzielte, als    Piezoeffekt   bezeichnete Phänomen, ist an sich bekannt und soll deshalb hier nicht näher umschrieben werden. Hingegen ist die    Zusammensetzung   des verwendeten    Piezoxid   von Bedeutung.

   Während bisher zur Herstellung    piezoelektrischer   Kristalle    Barium-      titanat,      Blei-Barium-Titanat   oder    Blei-Kalzium-Barium-      Titanat   verwendet wurde, ist das in der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung zur Verwendung gelangende Element auf der Basis von    Blei-Zirkonat-Titanat   hergestellt.

   Diese Elemente weisen gegenüber    Barium-Tita-      nat-Elementen   gewisse Vorteile auf, nämlich a) die    Curie-Temperatur      liegt   erheblich höher; b) der Koppelfaktor k ist um einen Faktor 2 bis 3 grösser; c) die    Dielektrizitätskonstante   ist grösser und d) die Empfindlichkeit ist gegenüber    Bariumtitanat   um das 2- bis    4fache   grösser. 



  Diese neuen    piezoelektrischen   Materialien sind in ihrer Zusammensetzung und    Herstellungstechnik   so auf- 

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    einander   abgestimmt, dass man mit wenig Materialarten möglichst viele Anwendungsgebiete erfassen kann. Die    Verwendung   dieses    piezoelektrischen   Kristalls in einer Antriebsvorrichtung für    Zeitmessgeräte   bietet somit    be-      sondre   Vorteile. 



  Der Ausgang eines rückgekoppelten Verstärkers 6 ist mit der Spule 2, also dem Elektromagneten, verbunden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass    eine   unmittelbare Kopplung zwischen dem Elektromagneten 2 und dem    Verstärkereingang   nicht möglich ist. Die Erzeugung der Schwingungen muss somit über den    piezoelektrischen   Kristall zum Eingang des Verstärkers 6 erfolgen. 



  Im weiteren ist mit dem    Eingang   des    Verstärkers   6 ein weiterer Verstärker 7 gekoppelt. Bei Eigenresonanz des    Schwingkörpers   5 entsteht im Verstärker 6 eine    Sinusspannung,   welche im Verstärker 7 zu Rechteckspannungen umgeformt und gleichgerichtet    wird.   Diese Spannung wird einem Hilfsmagneten 8 zugeführt, der auf ein nicht dargestelltes Zahnrad einwirkt. Der Schwingkörper 5 selber braucht somit keine mechanische Arbeit zu leisten; er kann folglich    mit   sehr geringer Energie frei schwingen. Dadurch wird eine grössere Genauigkeit in der    Frequenzkonstanz   der    Schwingungen   des Schwingkörpers erzielt.

   Damit diese Frequenz erreicht wird. ist der Permanentmagnet 3 vorgesehen, welcher der Antriebsvorrichtung eine    Vorspannung   erteilt. 



  Die    Übsriragung   auf das erste Rad des Räderwerkes geschieht üblicherweise mittels einer Klinke oder einer mechanischen    Schrittschaltvorrichtung.   Diese übertragungsart ist jedoch störanfällig. Die mechanische    'Übertragung   wird daher durch eine    elektrische      übertra-      gungsvorrichtung   ersetzt, die einen    Schrittschaltmotor   aufweist,    d r   durch die einzelnen, umgewandelten Impulse gesteuert und synchronisiert wird. Beim vorliegen- den    Erfindungsgegenstand   wird die    Übertragung   durch einen    Hubmapeten,   der die Impulse aufnimmt und mittels eines Ankers ein Zahnrad antreibt, gewährleistet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung für Zeitmessgeräte, mit einer Abfühl- und einer Antriebselektrode und einem zwischen diesen Elektroden angeordneten, auf Druck- oder Erschütterung ansprechenden piezoelektrischen Kristall, der durch ein von einem Elektromagneten beeinflusstes Organ zum Schwingen angeregt wird, gekennzeichnet durch einen Verstärker, der die durch die Schwingungen entstehenden Spannungsimpulse gleichrichtet, sowie einen Hubmagneten, der die gleichgerichteten Impulse aufnimmt und mittels eines Ankers ein Zahnrad antreibt. " UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Kristall ein auf der Basis von Blei-Zirkonat-Titanat hergestelltes Element ist. 2. Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Elektromagneten beeinflusste Organ ein Schwingkörper ist. 3. Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung nach dem Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkörper eine Klinge ist. 4. Kontaktlos gesteuerte elektromechanische Antriebsvorrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet einen Teil eines Schrittschaltmotors bildet.

   Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke Französische Patentschriften Nrn. 1151427, 1372 060