DE1030263B - Stimmgabelsender, insbesondere fuer elektrische Uhren - Google Patents

Stimmgabelsender, insbesondere fuer elektrische Uhren

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DE1030263B DEB34820A DEB0034820A DE1030263B DE 1030263 B DE1030263 B DE 1030263B DE B34820 A DEB34820 A DE B34820A DE B0034820 A DEB0034820 A DE B0034820A DE 1030263 B DE1030263 B DE 1030263B
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung geht von einem älteren Vorschlag des Erfinders aus, der sich auf eine elektrische Uhr mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch elektromagnetische Antriebssysteme in Schwingungen unterhaltene Stimmgabel als zeitbestimmendes und zugleich die Uhr treibendes Schwingglied bezieht. Hierbei findet einerseits ein kontaktloser elektrischer Stimmgabelsender, d. h. ein eine Stimmgabel al-s' Frequenzgenerator enthaltender elektronischer Schwingkreis, vorzugsweise mit einer Transistorschaltung, Verwendung, der auf die Stimmgabel, diese antreibend, zurückwirkt. Andererseits benutzt man eine mechanisch an die Stimmgabel angeschlossene, die Schwingung der Stimmgabel in eine Drehbewegung umsetzende Übertragungsvorrichtung zum Antrieb des Zeigerwerkes. Es sind zwar bereits Ausführungsformen bekanntgeworden, bei denen jede Gabelzinke mit einem Permanentmagnet versehen ist und bei denen die Spulen nicht wie nach einem eigenen älteren Vorschlag des Erfinders ortsfest, sondern auf den jeweils den Magneten gegenüberstehenden Gabelzinken angeordnet sind, wobei jedoch zwei Magnete und zwei schwingende Spulen vorgesehen sind. Jedoch hat man bisher noch nicht Gebrauch von einer Stimmgabel gemacht, die lediglich auf einem Gabelzinken einen Magnet aufweist, wodurch die Fabrikation erheblich vereinfacht wird, weil ja die Magnete und zugehörigen Spulen mit besonderer Präzision zu fertigen sind. Die vorliegende Erfindung zeigt eine Möglichkeit hierzu auf und betrifft eine weitere Ausgestaltung von Stimmgabelsendern, insbesondere für Uhren, die sich besonders für Motorfahrzeuge eignet. Erfindungsgemäß trägt nur eine Zinke der Stimmgabel einen Permanentmagnet, der im Feld zweier ortsfester Spulen, die zu den elektrischen Schaltelementen des Stimmgabelsenders gehören, schwingen kann, und die andere Spule ein Ausgleichsgewicht, wobei die Gabelzinken, die Masse des Permanentmagnets und die Masse des Ausgleichsgewichtes so dimensioniert sind, daß beide Zinken wenigstens angenähert dieselbe Eigenfrequenz besitzen. Da das Ausgleichsgewicht leicht ersetzbar bzw. veränderlich ist, nach einer bevorzugten Ausführung auch nach der Montage noch in seiner Massenverteilung veränderlich ist, wird durch die Erfindung auch eine vereinfachte Justierung des Schwingers, bei einer Uhr also vereinfachte Gangregulierung erzielt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Uhr mit einem Stimmgabelsender der vorstehenden Anweisung, die gekennzeichnet ist durch die Verwendung einerseits eines kontaktlosen, elektronischen Stimmgabelsenders, vorzugsweise mit einer Transistorschaltung, bei welcher der in einer Spule induzierte Strom auf die Stimmgabel, sie antreibend, Stimmgab eis ender,
insbesondere für elektrische Uhren
Anmelder:
Bulova Watch Company, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Lesser, Patentanwalt,
München 27, Possartstr. 6
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 16. Februar 1955
zurückwirkt, andererseits einer mechanisch an die Stimmgabel angeschlossenen Übertragungsvorrichtung zum Antrieb des Zeigerwerkes entsprechend Patentanmeldung B 31384 VIIId/83b.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel mit einer Variante eines solchen Stimmgabelsenders für eine elektrische Uhr dar, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Grundriß von der Rückseite,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B-C-D-E-F der Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht von links der Fig. 1 und
Fig. 4 eine Variante der in der Fig. 1 dargestellten Uhr.
Das Uhrwerk der in der Zeichnung dargestellten Uhr besitzt eine Werkplatte 1, die aus einer Platte von überall konstanter Dicke gebildet wird. Eine Stimmgabel 2 ist an ihrer Basis, an welcher die beiden Gabelzinken 3 und 4 miteinander verbunden sind, an einem Träger 5 angeschweißt, der seinerseits durch zwei Schrauben 5 a an der Werkplatte 1 befestigt ist. Der Träger 5 ist (wie man am besten aus der Fig. 3 ersehen kann) so hoch, daß die beiden Gabelzinken 3 und 4 nicht auf der Werkplatte 1 aufliegen, sondern frei schwingen können. Am freien Ende der Gabelzinke 3 ist ein permanenter Topfmagnet 6 befestigt, dessen zylindrischer Innenkern 6 a durch den Boden 6 b mit dem Mantel 6 c verbunden ist.
Die andere Gabelzinke 4 der Stimmgabel 2 trägt an ihrem freien Ende ein Ausgleichsgewicht 7. Es sind nun die beiden Gabelzinken 3 und 4, die Masse
809 510/124
des Permanentmagnets 6 und des Ausgleichsge wichtes 7 so zu dimensionieren, daß die beiden so beschwerten Zinken wenigstens angenähert dieselbe Eigenfrequenz besitzen, damit die Stimmgabel nicht eine unnötig große Dämpfung aufweist.
Das Ausgleichsgewicht 7 besitzt eine Gewindebohrung 7a, in der eine in der Richtung der Gabelzinke verstellbare Madenschraube 8 zur Änderung der Frequenz steckt. Durch die Verschiebung dieser Madenschraube 8 wird zwar nur die Eigenfrequenz /4 der Gabelzinke 4 geändert. Da jedoch bei einer Eigenfrequenz der Gabelzinke 3 von /3 die Frequenz f0 der ganzen Stimmgabel Va (/3 + /4) beträgt, wird dadurch auch f0 geändert. Falls f3 und fi um ein weniges voneinander abweichen, so ist die Dämpfung der ganzen Stimmgabel etwas größer, als wenn /3 gleich fi ist, was jedoch bei kleinem (/3 — /4) vernachlässigbar ist, falls eine genügend leistungsfähige Energiequelle zur Verfügung steht.
In den ringförmigen Hohlraum 9 des Topfmagnets 6 ragt ein rohrförmiger Träger 10, der durch einen auf der Werkplatte 1 mit Schrauben 14 befestigten Träger 13 gehalten wird. Auf diesen Träger 10 sind zwei Spulen 11 und 12 aufgewickelt. Sie bilden mit dem Magnet 6 die elektrodynamischen Wandler des Stimmgabelsenders, dessen Schaltschema in der Patentanmeldung B 31384 VIIId/83b beschrieben ist.
Der Träger 13 trägt einen Bügel 33, der zur Befestigung des Kondensators 34, des Widerstandes 35 und des Transistors 19 dient, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Der Träger 13 weist ferner zwei isolierte Anschlußklemmen 15 und 16 auf, mit denen die Leitungen 22 und 23 verbunden sind, welche den Stimmgabelsender mit einer Spannungsquelle verbinden. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient als Energiequelle die Fahrzeugbatterie 17. Im allgemeinen ist die Spannung einer Fahrzeugbatterie zu groß, so daß die Batterie nicht direkt an die elektrische Schaltung angeschlossen werden kann. Die beiden Leitungen 22 und 23 führen daher zu einem durch den Widerstand 18 und den Abgriff 18 a gebildeten Spannungsteiler. Hier ist dieser Spannungsteiler außerhalb des Uhrgehäuses angeordnet, aber er könnte selbstverständlich auch ins Uhrgehäuse verlegt und auf der Werkplatte 1 befestigt werden.
Wenn diese elektrische Schaltung an die Energiequelle angeschlossen ist, schwingt der Stimmgabelsender. Mit einer solchen Anordnung läßt sich bekanntlich eine Frequenzkonstanz bis zu 2 · 10—7 erreichen, während für eine Uhr eine Frequenzkonstanz von 10—5 hinreichend ist. Die Schwingungsbewegung der Stimmgabel muß in eine Drehbewegung umgewandelt werden, um das Uhrwerk anzutreiben, und diese Umformung kann durch den in der Fig. 1 dargestellten Klinkenantrieb erhalten werden.
An der Gabelzinke 4 ist eine Klinke 20 befestigt, die durch eine elastische Lamelle gebildet wird. An ihrem freien Ende befindet sich ein Stück 20 a aus sehr hartem Material, z, B. aus Glas oder gehärtetem Stahl; besonders gut eignet sich jedoch ein Halb- So edelstein oder ein Edelstein, wie z. B. ein Rubin oder Saphir. Dieses Stück 20 α greift in die Zähne eines Klinkenrades 21 ein, so daß bei jeder Schwingung der Gabelzinke 4 die Klinke 20 dem Klinkenrad 21 einen Impuls übermittelt, der es um einen gewissen Winkel in einer Richtung dreht. Eine federnde Scheibe 33 (Fig. 2) drückt auf das Klinkenrad 21 und übt so eine Bremswirkung aus, damit es sich erstens bei der Rückwärtsbewegung der Klinke nicht im entgegengesetzten Sinne dreht und damit es sich zweitens bei jeder Impulsübertragung nur um einen Zahnschritt dreht. Um dieses Resultat zu erreichen, müssen die verschiedenen, zum Klinkenantrieb gehörenden Teile, d. h. die Klinke 20 und das Klinkenrad 21, wohlbestimmten, in einem älteren Vorschlag im einzelnen beschriebenen Bedingungen genügen, die von der Amplitude und der Frequenz der Stimmgabelschwingungen abhängen.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß sich das Klinkenrad 21 wegen der von der Zinke 4 der schwingenden Stimmgabel erhaltenen Impulse mit einer praktisch konstanten Geschwindigkeit in einer Richtung dreht. Die Übertragung der Drehbewegung dieses Klinkenrades 21 auf die Uhrzeiger wird durch einen Satz von Zahnrädern erhalten, der in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Der Trieb 21a des Klinkenrades 21 steht im Eingriff mit dem Rad 22 des folgenden Triebrades, dessen Trieb 22 a mit dem Rad 23 kämmt, dessen Trieb 23 α seinerseits mit dem Rad 24 kämmt. Sein Trieb 24 α ist im Eingriff mit dem Rad 25, das mit satter Reibung auf der Achse 25 & sitzt, die sich bis zum nicht gezeichneten Zifferblatt erstreckt.
Die Stimmgabelfrequenz und die Anzahl der Zahne. des Klinkenrades 21 sowie die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zwischen den einzelnen Trieben und Rädern sind so zu wählen, daß sich die Achse 25 b in einer Stunde einmal dreht. Auf dieser Achse ist dann der Minutenzeiger aufzustecken.
Die Geschwindigkeit des Minutenrades 25 wird auf bekannte Art und Weise im Verhältnis 1 : 12 untersetzt. Ein auf der Welle 25 b sitzender Trieb 25 α kämmt mit einem Rad 26, dessen Trieb 26 α mit dem am Rohr 28 befestigten Rad 27 im Eingriff ist. Dieses macht somit in 12 Stunden eine Umdrehung und ist das Stundenrad.
Schwingt die Stimmgabel beispielsweise mit 175 Hz, so können die verschiedenen Triebe und Räder folgende Zähnezahlen aufweisen:
Rad oder Trieb Zähnezahl
Klinkenrad 21 360
Trieb 21 α 6
Rad 22 30
Trieb 22 a 6
Rad 23 36
Trieb 23 α 6
Rad 24 42
Trieb 24 a 6
Minutenrad 25 50
Trieb 25 α 10
Rad 26 30
Trieb 26 a 8
Stundenrad 27 32
Wenn die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse und die genannte Frequenz des Schwingers in Rechnung stellt, sieht man, daß das Minutenrad in der Stunde eine und das Stundenrad in 12 Stunden eine Umdrehung macht.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Uhr von einer außerhalb des Uhrgehäuses liegenden Spannungsquelle, nämlich von der Batterie des Fahrzeuges, gespeist. Dieselbe Uhr kann jedoch mit einer unabhängigen, im Gehäuse angeordneten Energiequelle versehen werden. Die Fig. 4 zeigt diese Variante des Ausführungsbeispiels. Man sieht, daß hier in einer Vertiefung der Werkplatte 1 eine Miniaturbatterie 33, z. B. mit einer Klemmenspannung von 1,35 V, angeordnet ist und durch einen Metallbügel 30 gehalten wird, der durch eine Schraube
auf einem Träger 29 der Werkplatte verankert ist. Sein freies Ende hält mit leichtem Druck die Batterie 32. Der Deckel der Batterie 32 bildet ihren positiven Anschlußpol, während der auf der Werkplatte 1 aufliegende Boden den negativen Anschlußpol bildet. Der Bügel 30 ist vom Träger 29 und von der Schraube durch eine Ringscheibe und ein nicht dargestelltes Isolierrohr elektrisch getrennt.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Stimmgabelsender, insbesondere für eine elektrische Uhr, mit einer selbsterregten, in ihrer Eigenfrequenz durch Ausnutzung von magnetischen Kräften in Schwingung unterhaltenen Stimmgabel, mit mindestens einem Permanentmagnet an mindestens einer Stimmgabelzinke, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Zinke (3) der Stimmgabel (2) einen Permanentmagnet (6) trägt, der im Feld zweier ortsfester Spulen (11, 12), die zu den elektrischen Schaltelementen des Stimmgabelsenders gehören, schwingen kann, und daß die andere Gabelzinke (4) ein Ausgleichsgewicht
(7) trägt, wobei die Gabelzinken (3, 4), die Masse des Permanentmagnets (6) und die Masse des Ausgleichsgewichtes (7) so dimensioniert sind, daß beide Zinken (3, 4), wenigstens angenähert, dieselbe Eigenfrequenz besitzen, wobei vorzugsweise das Ausgleichsgewicht auch nach seiner Montage in seiner Massenverteilung veränderlich ausgebildet ist.
2. Elektrische Uhr mit einem Stimmgabelsender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einerseits eines kontaktlosen, elektronischen Stimmgabelsenders, vorzugsweise mit einer Transistorschaltung, bei welcher der in einer Spule induzierte Strom auf die Stimmgabel, sie antreibend, zurückwirkt, andererseits einer mechanisch an die Stimmgabel angeschlossenen Übertragungsvorrichtung zum Antrieb des Zeigerwerkes entsprechend Patentanmeldung B 31384 VIIId/83b.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung K 12487 VIII a/21 a1.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
® 809 510/124 5.58
DEB34820A 1953-06-19 1955-03-10 Stimmgabelsender, insbesondere fuer elektrische Uhren Pending DE1030263B (de)

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