DE1023417B - Elektrische Uhr - Google Patents

Description

In der Hauptpatentanmeldung ist eine elektrische Uhr mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische Antriebssysteme in Schwingungen unterhaltenen Schwinggabel als zeitbestimmendes und zugleich die Uhr treibendes Schwingglied beschrieben. Hierbei findet einerseits ein kontaktloser elektrischer Stimmgabelsender, d. h. ein eine Stimmgabel als Frequenzgenerator enthaltender elektronischer Schwingkreis, Verwendung, der vorzugsweise mit einer Transistorschaltung ausgerüstet ist und auf die Stimmgabel, diese antreibend, zurückwirkt. Andererseits wird eine mechanisch an die Stimmgabel angeschlossene, die Schwingung der Stimmgabel in eine Drehbewegung umsetzende Übertragungsvorrichtung zum Antrieb des Zeigerwerkes verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform trägt die Stimmgabel an jedem Gabelzinken einen permanenten Topfmagneten, welcher im Feld einer ortsfesten Spule, die zu den elektrischen Schaltelementen des Stimmgabelsenders gehört, schwingen kann.

Damit diese elektrische Uhr zufriedenstellend läuft, ist es nötig, daß die Stimmgabel eine wohldefinierte und konstante Frequenz besitzt. Um den Betrag der ihr zuzuführenden Energie möglichst niedrig zu halten, ist es weiter wichtig, daß die Dämpfungen der Stimmgabel möglichst gering sind. Diese beiden Bedingungen mit einer gewöhnlichen Stimmgabel zu erfüllen ist jedoch aus verschiedenen Gründen, von denen im folgenden die Rede ist, sehr schwer, wenn nicht geradezu unmöglich.

Die vorliegende Verbesserung der elektrischen Uhr nach der Hauptpatentanmeldung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß jeder permanente Topf magnet so an einer Gabelzinke angeordnet ist, daß die Projektion der Schwingungsbahn seines Schwerpunktes auf die Gabelachse möglichst klein wird, zweckmäßigerweise ein Minimum ist. Es sind zwar bereits Stimmgabelsender mit kontaktlosen Rückkopplungsschaltungen bekannt, bei denen ebenfalls die Magneten nicht in der in Fig. 1 gezeigten üblichen Weise ausschließlich einseitig exzentrisch an den Stimmgabelzinken angeordnet sind, sondern sich beidseitig der hier ziemlich breit ausgeführten Zinken erstrecken, so daß der Schwerpunkt wenigstens innerhalb der Zinken liegt; jedoch ist bei dieser bekannten Anordnung der Gedanke, eine Symmetrie anzustreben, nicht konsequent zu Ende gedacht, und man hat daher bei dieser bekannten Anordnung durch die restliche Unsymmetrie entstehende Längsschwingungen als unvermeidbar und daher Spiralfederaufhängungen für unbedingt erforderlich angesehen.

Im folgenden werden an Hand einer Zeichnung einige Ausführungsbeispiele dieser Verbesserung beispielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigt

Elektrische Uhr

Zusatz zur Patentanmeldung B 31384 VIIId/83b

Anmelder:

BuIova Watch Company, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Lesser, Patentanwalt,
München 27, Possartstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Dezember 1954

Fig. 1 eine Stimmgabel üblicher Bauart,

Fig. 2 a eine Stimmgabel, die sich für den vorstehenden Zweck verwenden läßt,

Fig. 2b einen Teil derselben Stimmgabel, von der Seite gesehen,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Stimmgabelbefestigung und

Fig. 4 eine andere Ausgestaltung der Stimmgabel, die sich ebenfalls für die elektrische Uhr verwenden läßt.

In den verschiedenen gezeichneten Beispielen sind die einander entsprechenden Bestandteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Die Fig. 1 zeigt eine Stimmgabel üblicher Bauart mit einer Basis 1 und zwei parallelen Gabelzinken 2. Die Basis 1 ist mit einem zur Befestigung der Stimmgabel dienenden Stift 1/ verbunden. An den voneinander abgewandten Seitenflächen der freien Enden der Stimmgabelzinken 2 sind die Permanentmagneten 3 befestigt. Die in dieser Figur dargestellte Stimmgabel genügt den vorgenannten Anforderungen nicht: Da die beiden Gabelzinken an ihren Enden je einen verhältnismäßig schweren Permanentmagneten tragen, dessen Schwerpunkt nicht in der Gabelachse liegt, ergeben sich bereits bei Schwingungen sehr kleiner Amplitude Kraftkomponenten, die in der Richtung der Stimmgabelachse X-X liegen, da die Schwerpunkte sich in einer durch die Pfeile^ bezeichneten Richtung bewegen. Diese in der Richtung der Achse X-X liegende

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Kraftkomponente wirkt auf die Basis 1 und den Stift 1' ein und ergibt Schwingungen der Uhrwerkplatte.

Diese Schwingungen der Werkplatte bewirken ihrerseits eine große Dämpfung der Stimmgabel, was wiederum einen unzulässig großen Energieaufwand zum Unterhalt der Schwingungen nötig macht.

Die in der Fig. 2a dargestellte Stimmgabel weist diese Nachteile nicht auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Basis 1 durch ein rechteckiges Stück4 gebildet, das durch einen dreieckigen Ansatz 5 vergrößert ist, dessen auf der Stimmgabelachse X-X liegende Spitze gegen die freien Enden der Gabelzinken gerichtet ist. Die Gabelzinken stehen ebenfalls zueinander parallel. Sie tragen an ihren Stirnflächen die Permanentmagneten 3, die so befestigt sind, daß ihre Schwerpunkte in der Verlängerung der entsprechenden Gabelzinken liegen. Selbstverständlich sind die Länge und die in der Schwingungsebene gemessene Breite der Gabelzinken 2 so zu wählen, daß die Schwingungen eine möglichst kleine Amplitude haben, wodurch die Frequenzkonstanz verbessert und die Amplituden der Schwerpunktschwingungen in der Richtung der Z-X-Achse vernachlässigbar klein werden.

An der durch den dreieckigen Ansatz 5 vergrößerten Basis 4 sind drei Stifte 6 befestigt, die voneinander den gleichen Abstand aufweisen und zur Längsachse X-X der Stimmgabel symmetrisch liegen. Diese Stifte sind so mit einer Tragplatte 9 (Fig. 2 b) verbunden, daß zwischen der Stimmgabelbasis 4 und der Tragplatte 9 ein Zwischenraum bleibt. Diese Platte besitzt zwischen diesen drei Stiften eine Gewindebohrung, damit sie mit Hilfe einer Schraube 10 an die Werkplatte festgeschraubt werden kann.

Dank dieser Anordnung kann die in den Fig. 2 a und 2 b gezeichnete Stimmgabel in einer wohlbestimmten Ebene, die einen gewissen Abstand von der Werkplatte hat, schwingen. Ferner ergibt sich aus der Dimensionierung der Gabelzinken 2 und der speziellen Anordnung der Permanentmagneten an den Gabelzinken, daß die Stimmgabelschwingungen eine konstante Frequenz haben und daß ihr Energiebedarf fast vernachlässigbar ist.

Man kann die Befestigung der Stimmgabel an der Werkplatte dadurch vereinfachen, daß man die Tragplatte 9 und mindestens einen der Stifte 6 wegläßt. Die Fig. 3 zeigt eine solche Befestigungsvorrichtung. Hier besitzt die rechteckige Basis 4 zwei Stifte 6 und eine Schraube 10. Alle drei liegen in der Längsachse der Stimmgabel. Die Stifte 6, die in entsprechende Löcher der Werkplatte zu stecken sind, verhindern jede Verdrehung der Stimmgabel in der Schwingungsebene.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stimmgabel, die im Stimmgabelsender der Uhr verwendet werden kann. Der Umriß dieser Stimmgabel ist ungefähr dreieckig. Die beiden Gabelzinken 8 sind von der Basis 4 weg gegeneinander geneigt und besitzen abgekröpfte, zueinander parallel liegende Enden 8'. Die Basis 4 besitzt eine Bohrung 7 zur Befestigung mittels einer nicht dargestellten Schraube. An den voneinander abgewandten Seitenflächen der abgekröpften Enden 8' der Gabelzinken sind die beiden Permanentmagneten 3 befestigt. Die Neigung zwischen den Gabelzinken 8 und der Basis 4 sowie der Abstand zwischen den beiden Gabelzinkenenden 8' ist so gewählt, daß die beiden durch den Schwerpunkt jedes Magneten führenden, zur Symmetrieachse X-X der Stimmgabel parallelen Geraden Y die Basis 4 zwischen den beiden Befestigungsstellen der Zinken an ihr schneiden.

Die in der Fig. 4 dargestellte Stimmgabel kann mit einer durch die Bohrung 7 zu steckenden Schraube direkt an der Werkplatte befestigt werden. Nach Wunsch kann selbstverständlich auch für diese Stimmgabel eine der beiden vorstehend beschriebenen Befestigungsarten gewählt werden. Auch bei dieser Ausgestaltung der Stimmgabel haben die Schwingungen dieser Stimmgabel eine wohlbestimmte und konstante Frequenz, und zur Aufrechterhaltung der Schwingungen wird nur eine minimale Energie benötigt.

Es ist hier zu bemerken, daß die Befestigung nach der Fig. 2 a mit drei .Stiften eine elastische Befestigung ist, die die Stimmgabel als ganzes in der Schwingungsebene der Gabelzinken schwingen läßt, wobei diese Schwingungen z. B. die Folge eines Schlages sein können. Diese Befestigung ist auch dann sehr zweckmäßig, wenn die beiden Gabelzinken mit den an ihnen befestigten Magneten nicht dieselbe Eigenfrequenz aufweisen.

Im Gegensatz dazu macht die Befestigung nach der Fig. 3, bei welcher die Stimmgabelbasis mit in der Stimmgabelachse liegenden Stiften und Befestigungsschrauben unelastisch an der Werkplatte befestigt ist, jede Verdrehung der Stimmgabelbasis unmöglich. Es ist daher hier wichtig, daß die Eigenfrequenzen der beiden so belasteten Gabelzinken gleich sind.

Man kann jede der beiden gezeichneten Stimmgabeln mit der einen oder anderen Befestigungsvorrichtung versehen, je nachdem, ob man die Stimmgabel gegen Unsymmetrien oder Gabelzinken oder gegen Stöße möglichst unempfindlich machen will.

Claims (6)

Patentansprücher

1. Elektrische Uhr mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische ~ Antriebssysteme in Schwingung unterhaltenen Schwinggabel als zeitbestimmendes und zugleich die Uhr antreibendes Schwingglied unter Verwendung einerseits eines kontaktlosen, elektronischen Stimmgabelsenders, d. h. eines eine Stimmgabel als Frequenzgenerator enthaltenden elektronischen Schwingkreises, vorzugsweise mit einer Transistorschaltung, der auf die Stimmgabel, diese antreibend, zurückwirkt, andererseits einer mechanisch an die Stimmgabel angeschlossenen, die Schwingung der Stimmgabel in eine Drehbewegung umsetzenden Übertragungsvorrichtung zum Antrieb des Zeigerwerkes, wobei jeder Gabelzinken einen permanenten Topfmagneten, welcher im Feld einer ortsfesten Spule schwingen kann, aufweist, nach Patentanmeldung B 31384 VIIId/83b, dadurch gekennzeichnet, daß jeder permanente Topfmagnet (3) so an einer Gabelzinke (2) angeordnet ist, daß die Projektion der Schwingungsbahn seines Schwerpunktes (G) auf die Gabelachse (X-X) möglichst klein wird, zweckmäßigerweise ein Minimum ist.

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelzinken zueinander parallel sind, daß sie an den Enden einer zur Befestigung an der Werkplatte der Uhr dienenden rechteckigen Basis angeordnet sind und daß an der Stirnfläche jedes Gabelzinkens ein Permanentmagnet so angeordnet ist, daß sein Schwerpunkt in der Längsachse des jeweiligen Gabelzinkens liegt.

3. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimmgabelzinken von der Basis weg

gegeneinander geneigt sind und daß sie abgekröpfte, zueinander parallele Enden aufweisen.

4. Uhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der parallelen Enden der Gabelzinken und die Neigung dieser Gabelzinken zur Basis so gewählt sind, daß die beiden durch den Schwerpunkt jedes Magneten führenden, zur Symmetrieachse der Stimmgabel parallelen Geraden die Basis zwischen der Befestigungsstelle des betreffenden Zinkens an ihr und ihrer Mitte schneiden.

5. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der Stimmgabel durch einen angenähert dreieckigen Ansatz vergrößert ist, dessen Spitze gegen die freien

Enden der Gabelzinken gerichtet ist, und daß die so vergrößerte Basis mit drei in den Ecken dieser so vergrößerten Basis angeordneten Stiften versehen ist, durch die sie elastisch an einer mit der Werkplatte verschraubten Befestigungsplatte gelagert ist.

6. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimmgabelbasis mindestens einen Stift und eine Schraube aufweist, die beide in der Gabellängsachse angeordnet sind und zur unelastischen Befestigung der Gabel an der Werkplatte dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung K 12487 VIII a/21 a¹.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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