CH668771A5 - Pyrazolderivate, verfahren zu ihrer herstellung und fungizide fuer landwirtschaft und gartenbau, welche solche verbindungen enthalten. - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsmotor für Zeitmessgerät, mit einem klinkengetriebenen Schaltrad.

Bei Schwingmotoren elektrischer Uhren, bei denen ein Schwinger Teil eines elektromechanischcn Oszillators ist, der den Gangordner einer Uhr bildet und dessen Resonanzschwingungen durch elektrischen Antrieb unterhalten werden, ist im allgemeinen ein Schwinger vorhanden, der periodisch sich wiederholende, im wesentlichen translatorische Bewegungen des Schwingers zulässt.

Bekanntlich zeichnet sich ein Resonator im Schwingungszustand bestimmter Resonanzfrequenz durch verhältnismässig grosse innere Energie und durch geringen Energieumsatz nach aussen aus. Die Erfindung erstreckt sich auch auf Schwingungsmotoren, deren Schwinger nicht im Zustand einer Resonanzfrequenz betrieben werden.

Bei den meisten Schwingungsmotoren der genannten Art ist am Schwinger eine Antriebsklinke befestigt und in Schwingungsrichtung ausgerichtet. Diese Antriebsklinke greift in die Zähne eines Schaltrades, dessen Drehlager gegenüber dem Schwinger unbeweglich angeordnet ist. In die Zähne des Schaltrades greift ausserdem eine Halteklinke, deren befestigtes Ende ebenfalls unbeweglich gegenüber dem Schwinger ist.

Die Betriebsfrequenz von Schwingungsmotoren det genannten Art liegt üblicherweise bei etwa 200 bis 700 Schwingungen pro Sekunde. Die Durchmesser von Schulträdern bekannter Konstruktion liegen bei etwa 1 bis 3 mm. Bereits diese Zahlen lassen erkennen, dass die Teile von Schwingungsmotoren, die die periodischen, translatorischen Bewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen umwandeln, dem Konstrukteur grosse technologische Probleme bieten. So muss beispielsweise der Wirkungsgrad der Umwandlung von Bewegungen sehr hoch sein, und zwar aus zwei Gründen.

Der erste Grund besteht darin, dass der Energieverbrauch eines Schwingungsmotors beispielsweise für Kleinuhren einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, der vom Energieinhalt einer Batterie bestimmter Grösse und von Forderungen des Marktes abhängt. Der zweite Grund liegt in der Tatsache, dass Verlustenergie zur Zerstörung eines Schwingungsmotors führt, wenn die Verlustleistung einen bestimmten Wert überschreitet. Um hohen Wirkungsgrad zu erzielen, bedarf es genauester Einstellung der Klinken gegenüber dem Schaltrad und besonders widerstandsfähiger Materialien. Die Einstellung der Klinken und die Lagerung des Schaltrades unterliegen bei bekannten Schwingungsmotoren leider im Laufe des Betriebs unerwünschten Veränderungen, da die Befestigungspunkte von Schwinger, Schaltrad und Halteklinke auf einer Grundplatte kn allgemeinen verhältnismässig weit auseinanderliegen und alle Teile sowohl thermischen als auch mechanischen Einflüssen unterliegen.

Soweit Schwingungsmotoren der genannten Art als Synchronmotoren oder sogar als Gangordner für Uhren dienen, wird erwartet, dass eine bestimmte Frequenz periodischer Bewegungen oder periodischer Stromstösse elektrischer Energie in Drehung bestimmter Drehzahl umgewandelt wird. Diese Erwartung bedingt, dass die Amplituden der Bewegungen des Schwingers in gewissen Grenzen konstant gehalten werden müssen, und dass die Stellungen der Klinken und des Schaltrades zueinander in engen Grenzen unverändert bleiben. Bei den bekannten Schwingungsmotoren sind die genannten Bedingungen nur sehr schwer zu erfüllen.

Ein weiteres Problem bei Schwingungsmotoren der genannten Art lässt sich aus dem Umstand erklären, dass beispielsweise in der Anwendung für Armbanduhren der gesamte Energieumsatz in der Grössenordnung von nur wenigen Mikrowatt liegen soll. Die in einem Schwingungsmotor dabei auftretenden Nutzkräfte sind dementsprechend gering. Deshalb können schon sehr kleine Störkräfte zu Betriebs-

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Störungen führen. Man ist deshalb dazu übergegangen, das Schaltrad derartiger Schwingungsmotoren mit den dazugehörigen Teilen in einer Flüssigkeit geringer Viskosität, z. B. von 1 CSt, beispielsweise Öl, zu lagern und damit einen grossen Teil der vorerwähnten Schwierigkeiten zu beheben.

Im Schweizer Patent Nr. 516 189 ist der grundsätzliche Aufbau eines derartien Schwingungsmotors eingehend erläutert.

Es geht aus zahlreichen Versuchen hervor, dass einer der heiklen Punkte eines derartigen Schwingungsmotors darin liegt, die Hin- und Herbewegung des Schaltrades in engen, den Betrieb ermöglichenden Grenzen festzulegen. Dies erfolgt mit Hilfe der sogenannten Anschläge, deren Anordnung und Einstellmöglichkeit anlässlich der Montage grösste Bedeutung zukommt.

In der Erkenntnis dieser Tatsache zeichnet sich der erfin-dungsgemässe Schwingungsmotor aus durch mindestens einen gradlinig geführten, die translatorische Komponente der Schaltradbewegung in einer Richtung begrenzenden Anschlag, wobei die Führung des Ausschlages derart ausgebildet ist, dass sie eine Bewegung des Anschlages in Richtung der Hin-und Herkomponente der Schaltradbewegung ermöglicht.

In diesem Zusammenhang spielt auch die Masse der Flüssigkeit, in welcher wie vorerwähnt, das Schaltrad mit den dazugehörenden Teilen eingebettet ist, eine wesentliche Rolle; denn je grösser diese Masse bzw. deren Volumen, um so grösser werden die durch Temperaturänderungen bedingte Volumänderungen. Da die Ausdehnungskoeffizienten des umgebenden Gehäuses um ein Vielfaches kleiner sind, als diejenigen der Flüssigkeiten, ergeben sich entsprechende Probleme. Es kann daher in diesem Sinne die Gehäusekammer zur Aufnahme des Schaltrades und der Klinke eine der Schaltradkontur entsprechende, vorzugsweise zylindrische. Form aufweisen, in wclchc Kammer der Anschlag, z. B. in radialer Richtung, vorsteht.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen Ausschnitt aus einem Schwingungselement, mit Schaltrad, Lagerung und seitlichen Anschlägen, im Schnitt,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Ausschnitt nach Fig. 1, mit abgehobener Deckplatte.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausschnitt 1 aus einem Schwingungsmotor einer elektrischen Uhr dargestellt, in welchem Ausschnitt ein Schaltrad 3 ersichtlich ist. Sich bezüglich dieses Schaltrades 3 ungefähr diametral gegenüberliegende, parallel zueinander angeordnete Klinken 5 und 8 sind an ihren freien Enden je mit einem vorzugsweise scheibenförmigen Klinkenstein 6 bzw. 9 versehen, welche zu gegebener Zeit in entsprechende Zahnausschnitte des Schaltrades 3 eingreifen, wie dies in der vorerwähnten Schweizer Patentschrift im einzelnen erläutert ist. Um das Schaltrad 3 in seinen translatorischen Bewegungen seitlich zu begrenzen, sind in Bohrungen oder Ausnehmungen 13 zylindrische oder quaderförmige, sich diametral gegenüberliegende Anschlagsteine 1 I und 12 vorgesehen, welche funktionsmässig Teile einer Käfigwand darstellen, in welchem das Schaltrad 3 gefangen ist. Es ist ferner eine Bodenplatte 14 und eine Deckplatte 16 vorhanden, die das Gehäuse abdecken. Das Gehäuse 2 legt mit der Boden- und der Deckplatte 14 bzw. 16 zusammen eine in sich geschlossene Kammer 17 fest, deren Form, wie aus Fig. 2 ersichtlich, der Kontur des Schaltrades 3 angepasst ist. In tangential an den zylinderförmigen Teil 19 der Kammer 17 einmündenden Kanälen befinden sich die Klinken 5, 8. Die Deckplatte 16, welche normalerweise von dem sich frei bewegenden Schaltrad 3 nicht berührt wird, ist mit einem Stossplättchen 18 ausgerüstet, das vorzugsweise, wie die Bodenplatte 14 und die Deckplatte 16, aus Halbedelstein, z. B.

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Rubin, besteht und, da als dünnes Plättchen geschliffen, durchsichtig ist.

Das Schaltrad 3 ist mit drei Auflagen 20 ausgerüstet, welche beispielsweise am Rad 3 angekittet bzw. angeklebt oder aufzementiert sind. Auch diese Auflagen 20, welche die Form von Kugelkalotten bzw. Flalbkugeln aufweisen oder, kegelförmig mit abgerundeter Spitze, pyramidenstumpfför-mig oder zylinderförmig mit bezüglich der Schaltradfläche schräger Abschlussfläche ausgeführt sind, werden aus Halb-edelstein, insbesondere Rubin, gegebenenfalls Hartmetall, z. B. Wolfram-Carbid oder dergleichen hergestellt. Es sind drei derartige Auflagen 20 vorgesehen, womit eine eindeutige und saubere Lagerung des Schaltrades 3 auf der Bodenplatte 14 gesichert ist. In Fig. 1 sind ferner die beiden Pfeilrichtungen 22 und 23 angegeben, die zeigen, in welcher Richtung der Schwingungserzeuger diesen Teil, das Gehäuse 2 des Schwingungsmotors, hin und her bewegt. Entsprechende Pfeilrichtungen 25 und 26 zeigen jeweils die Bewegungsrichtung des Schaltrades 3 bezüglich des Gehäuses 2 an, eine Bewegung, welche durch die Trägheit des Schaltrades 3 bedingt und durch die Klinken 5 und 8 mit den Steinen 6 und 9 bzw. die Anschlagsteine 11 und 12 so gesteuert wird, dass das Schaltrad 3 eine in einer Richtung gehende Drehbewegung ausführt.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist die Kammer 17 minimale, den Abmessungen des Schaltrades 3 und der Klinken 5 und 8 Rechnung tragende Dimensionen auf. Zwecks Sicherung gleichbleibender geringer Bewegungswiderstände ist die nach aussen hermetisch abgeschlossene Kammer 17 mit einer Flüssigkeit vollständig gefüllt.

Um die Auswirkungen der infolge Temperaturänderungen auftretenden Volumänderungen der Flüssigkeit, welche um eine Zehnerpotenz grösser sind, als diejenigen der festen Teile, auf ein Mindestmass zu reduzieren, ist die Kammer 17 möglichst klein gehalten.

Wie im vorerwähnten Patent eingehend beschrieben,

führt der, z. B. mit einer Stimmgabel verbundene, Teil 1 eine translatorische Bewegung in Richtung der Pfeile 22 und 23 aus. Infolge seiner Trägheit bleibt bei der Bewegung in Richtung des Pfeiles 22 das Schaltrad 3 zurück, so dass es sich, vom Gehäuse 2 aus beurteilt, in Richtung des Pfeiles 26 so lange bewegt, bis es mit dem entsprechenden Zahn oder Zähnen an der Innenkontur des Anschlagsteines 12 ausläuft und zurückprallt. Die beim Auflaufen mehr oder weniger vernichtete Bewegungsenergie des Schaltrades 3 wird diesem wieder von aussen in Form neuer Energie zugeführt, da in der Zwischenzeit das Gehäuse 2 sich in Richtung des Pfeiles 23 zu bewegen begonnen hat. so dass infolge seiner Trägheit bezüglich diesem Gehäuse das Schaltrad 3 in Richtung des Pfeiles 25 bewegt wird, und zwar so lange, bis es am Anschlag 11 in seiner Bewegung gebremst wird. Dieses Spiel des Hin- und Herschiebens des Schaltrades 3 im Gehäuse 2 wiederholt sich in derjenigen Frequenz, in welcher der Schwingungsmotor bzw. die Schwinggabel, schwingt. Während dieser Hin- und Herbewegung des Schaltrades 3 greifen die Klinkensteine 6 und 9 der Klinken 5 und 8 in entsprechende Zähne des Schaltrades 3 ein, wobei bei der einen Bewegung des Schaltrades 3 dieses um die eine drehachsenparallele Kante des einen Klinkensteines als Fixpunkt und bei der anderen Bewegung um die entsprechende Kante des anderen Klinkensteines als Fixpunkt geschwenkt wird, so dass dieses Schaltrad 3 eine Drehbewegung ausführt, d. h. die Hin- und Herbewegung des Schwingungsmotors in eine Drehbewegung umwandelt. Dass diese Drehbewegung möglichst verlustlos erfolgen muss, liegt auf der Hand. Es wird in diesem Sinne

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die Auflagefläche zwischen Schaltrad und Bodenplatte möglichst klein, nahezu punktförmig, ausgebildet, was bei den Gewichten, um die es sich hier handelt, ohne weiteres möglich ist, da die entstehenden Flächenpressungen trotz dieser fast punktförmigen Auflage äusserst gering bleiben.

Das Schaltrad 3 muss, sofern es den Aufbau gemäss Fig. 1 aufweist, aus einem hochkoerzitiven Permanentmagnetmaterial, z. B. PtCo, hergestellt sein, welches die entsprechende magnetische Übertragung der Drehbewegung des Schaltrades 3 auf ein ausserhalb des Gehäuses angeordnetes Getriebe erlaubt, das beispielsweise bei einer Uhr drehbeweglich, jedoch sonst fest im Werkgehäuse angeordnet ist.

Bei der beschriebenen Konstruktion ist eine sichere und einfache Montage der Anschläge, welche der Begrenzung der translatorischen Bewegung des Schaltrades während des Betriebes dienen, sichergestellt. Es ergibt sich damit im Zusammenhang mit den Minimalabmessungen der Kammer 17, in welcher das Schaltrad 3 sowie die Klinken 5 und 8 mit den, vorzugsweise scheibenförmigen, Klinkensteinen 6 und 9 angeordnet sind, ein minimal mögliches Flüssigkeitsvolumen in der Kammer 17, und, dadurch bedingt, bei Temperaturänderungen, ein sehr geringer Einfluss des Ausdehnungseffektes dieser Flüssigkeit auf die Kammer 17; denn je nach der Temperatur, bei welcher die Kammer 17 vollständig mit Flüssigkeit angefüllt wird, entsteht bei steigender Temperatur ein Innendruck in der Kammer, welcher bei genügender Grösse das Gehäuse 2 zum Platzen bringt, oder die Flüssigkeit zieht sich bei sinkender Temperatur derart zusammen, dass eine Blase entsteht, welche, sofern sie eine gewisse Grösse erreicht, den Grund bilden kann, dass die Flüssigkeitsmasse in der Kammer 17 wenigstens teilweise mit dem Schaltrad mitschwingt, was zumindest erhöhte Reibungsverluste, d. h. erhöhten Stromverbrauch für den Betrieb des Zeitnehmers, mit sich bringt oder sogar das korrekte Arbeiten des Schwingungsmotors in Frage stellen kann. Aus diesem Grunde ist der Frage der Gehäusekonstruktion bzw. der Kammerform grösste Bedeutung beizumessen.