DE1266234B - Frequenznormal mit geradlinig schwingenden Massen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G04b

Deutsche Kl.: 83 a-30

Nummer: 1266 234

Aktenzeichen: U11883IX b/83 a

Anmeldetag: 13. Juli 1965

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Frequenznormal mit einem Schwingungssystem, das mindestens einen durch einen Schwingungsantrieb zu Schwingungen antreibbaren, mechanischen Schwinger aufweist, dessen frequenzbestimmende Glieder zwei geradlinig gegeneinander schwingende, durch mindestens eine Hauptfeder verbundene Massen aufweist und dessen Schwingungsknoten mit einer ruhenden Basis verbunden ist.

Solche Frequenznormale können in zeithaltenden Geräten, wie z. B. Armbanduhren, verwendet werden. Bei solchen Frequenznormalen reicht es nicht aus, daß sie bei einer mehr oder weniger zufälligen Frequenz genau schwingen, sondern sie müssen vielmehr bei einer bestimmten Frequenz genau schwingen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, am fertigen Schwingungssystem einen Frequenzabgleich durchzuführen. Dies ist bei mechanischen und insbesondere solchen Systemen notwendig, bei denen die Antriebsenergie aus einem elektrischen System kommt, das selbst eine bestimmte Eigenfrequenz hat. Bei den bis jetzt vorgeschlagenen Frequenznormalen konnte der Frequenzabgleich nicht oder nur sehr unrationell durchgeführt werden. Die Erfindung will einen solchen Frequenzabgleich erleichtern.

Dies wird bei Frequenznormalen dadurch erreicht, daß mindestens ein Paar von gegenläufig schwingenden Punkten des Federmassesystems durch mindestens eine Zusatzfeder zur Änderung der Frequenz verbunden sind.

Zweckmäßig ist, wenn die Zusatzfeder verstellbar ist. Man kann dann durch Verstellen nur einer Zusatzfeder oder weniger Zusatzfedern die Frequenz abgleichen. Günstig ist, wenn die Zusatzfeder in ihrer Lage relativ zur Hauptfeder veränderbar, beispielsweise biegbar ist. Dies stellt eine besonders rationelle Form des Frequenzabgleiches dar.

Wenn die Zusatzfeder temperaturempfindlich ist, kann man das gesamte Schwingungssystem auch temperaturkompensieren.

Ist die Zusatzfeder eine Blattfeder, so benötigt sie wenig Platz, hat gute Schwingungseigenschaften, läßt sich billig herstellen, montieren und verbiegen.

Das Anbringen und Verbiegen der Zusatzfeder stört die Symmetrie des Frequenznormals nicht, wenn die Federkonstante der Hauptfeder groß gegenüber der Federkonstante der Zusatzfeder, vorzugsweise ein Vielfaches derselben, ist.

Förderlich ist, wenn die Zusatzfeder lediglich an sich bewegenden Punkten des Federmassesystems angeordnet ist. Dadurch werden zum einen die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche des Frequenznormal mit geradlinig schwingenden
Massen

Anmelder:

The United States Time Corporation,

Middlebury, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Höger,

Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc.

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. D. Grießbach,

Patentanwälte, 7000 Stuttgart 1, Uhlandstr. 16

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Klaus Sparing, 7530 Pforzheim;

Wilhelm Tilse, 7534 Birkenfeld

Systems nicht verlagert, und man benötigt außerdem, ohne die Symmetrie des Systems zu stören, nur eine einzige Feder im Gegensatz zu derjenigen Lösung, bei der die Zusatzfeder zwischen jede der beiden Massen und der Basis geschaltet ist.

Den Frequenzabgleich kann man noch wesentlich vereinfachen, wenn mindestens eine Grobabgleich- und mindestens eine Feinabgleich-Feder vorgesehen ist. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungssystems,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Schwingungssystem nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeiles A des Schwingungssystems nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1,

F i g. 5 die Seitenansicht und Draufsicht einer Zusatzfeder.

Das Schwingungssystem nach den F i g. 1 bis 4 hat eine auf einem Boden 410 in nicht näher dargestellter Weise befestigte Basis 411, an deren vorderer und hinterer Stirnseite 412 bzw. 414 je ein Schwinger bzw. 417 mittels Schrauben 418 befestigt ist. Die sich in ihrer Form gleichenden Schwinger 416, 417 weisen je ein Fußstück 420 bzw. 421 auf, an dem einstückig mit diesem je zwei U-förmige Teilschwinger 422, 423 bzw. 424, 425 angeordnet sind. Die Teilschwinger 423 und 425 wie auch die Teilschwinger 422 und 424 sind durch je ein Verbindungsstück

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428 und 429 miteinander zu je einem Teilschwingungssystem schwingungsmäßig starr verbunden. Diese Verbindungsstücke sind mittels Schrauben 430 an den äußeren freien Endstücken der betreffenden Teilschwinger so befestigt, daß diese freien Endstücke 434 praktisch starr mit den ebenen Stirnflächen 435 der Verbindungsstücke verbunden sind. Durch die hierdurch gegebene Randbedingung für die Schwingung jedes der Teilschwingungssysteme schwingt der Schwerpunkt des betreffenden Teilschwingungssystems geradlinig, wenn der äußere Arm 438 des betreffenden Teilschwingers etwa gleich lang wie der innere Arm 439 ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Massen der Verbindungsstücke einschließlich den auf diesen angeordneten Teilen wesentlich größer als die Massen der Teilschwinger, einschließlich etwaiger auf den eigentlichen federnden Teilen des Teilschwingers angeordneten Zusatzmassen sind, schwingen die Verbindungsstücke praktisch geradlinig. An dem Verbindungsstück 429 ist mittels der L-förmigen Spulenhalter 440 und 441, die an dem Verbindungsstück 429 angeschraubt sind, die Erregerspule 442 befestigt. Auf der von dem Verbindungsstück 429 abgewandten Seite der Spule 442 ist ein Ausgleichsgewicht 444 festgeklebt, dessen Masse so bestimmt ist, daß der Schwerpunkt dieses aus den Teilen 422, 424, 429, 440, 441, 442 und 444 bestehenden Teilschwingungssystems in die durch die Symmetrielinie E-E der beiden Schwinger 416 und 417 aufgerissenen Mittelebenen fällt. Das Verbindungsstück 429 ist hierbei in einer solchen Lage an den Außenann 438 der beiden Teilschwinger 422 und 423 befestigt, daß der vorerwähnte Schwerpunkt dieses Teilschwingungssystems geradlinig schwingt. An dem Verbindungsstück 428 ist mittels der L-förmigen Träger 452 und 453 über zylindrische Kunststoffzwischenstücke 472 und 473 ein Permanentmagnet 454 befestigt, der teilweise in die Spule 442 hineinragt und mit dieser Spule so zusammenwirkt, daß die Verbindungsstücke 428 und 429 zu gegenläufigen Schwingungen gleichen Energieinhalts erregbar sind. Die Spule 442 wird hierbei durch einen üblichen und daher nicht näher dargestellten Steuer- und Erregerstromkreis im Takt der Eigenschwingungen des dargestellten Schwingungssystems sich selbststeuernd so erregt, daß eine Schwingung vorbestimmter Amplitude aufrechterhalten wird.

An den Trägern 452 und 453 sind Ausgleichsgewichte 460 und 461 befestigt, durch die der Schwerpunkt des aus den Teilen 423, 425, 428, 452, 453, 454, 472 und 473 bestehenden Teilschwingungssystems ebenfalls in die Mittelebene des dargestellten Schwingungssystems gelegt wird. Auch hier ist das Verbindungsstück 428 so an den Teilschwingern 423 und 425 befestigt, daß dieser erwähnte Schwerpunkt eine geradlinige Bewegung ausführt. In diesem Ausführungsbeispiel liegen die Schwerpunkte der beiden Teilschwingungssysteme also in derselben Ebene und schwingen auf einer gemeinsamen Geraden. Hierdurch wird eine optimale Ganggenauigkeit des betreffenden Schwingungssystems erreicht.

Auf der zur Basis 411 hin gelegenen Hälfte der beiden inneren Arme 439 sind auf ihrer der Spule 442 abgekehrten Fläche die Schenkelenden 463 einer etwa U-förmigen Zusatzfeder 464 durch Punktschweißungen 462 befestigt. Der Ort der Befestigung ist so gewählt, daß dort auf keinen Fall ein Schwingungsknoten vorhanden ist. Durch die U-förmige Ausbildung der Zusatzfeder 464 können die beiden inneren Arme 439 gegenläufig schwingen.

Um einen Feinabgleich der Schwingungsfrequenz mit der Zusatzfeder 464 zu erreichen, wird diese aus der Ebene der inneren Arme 439 herausgebogen, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. Das Biegen der Feder erfolgt vorzugsweise an der dünnsten Stelle 465 der Zusatzfeder 464. Je nachdem, wie weit sie bleibend verformt wird, ändert sich auch ihre Federkonstante, damit die Federkonstante des gesamten Systems und dessen Frequenz.

Diese Zusatzfeder 464 kann mehrfach und in verschiedener Gestalt vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn eine Zusatzfeder den Frequenzgrobabgleich und eine zweite Zusatzfeder den Frequenzfeinabgleich übernimmt.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Frequenznormal mit einem Schwingungssystem, das mindestens einen durch einen Schwingungsantrieb zu Schwingungen antreibbaren mechanischen Schwinger aufweist, dessen frequenzbestimmende Glieder zwei geradlinig gegeneinander schwingende, durch mindestens eine Hauptfeder verbundene Massen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar von gegenläufig schwingenden Punkten des Federmassesystems (416, 417) durch mindestens eine Zusatzfeder (464) zur Änderung der Frequenz verbunden sind.

2. Frequenznormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (464) verstellbar ist.

3. Frequenznormal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (464) in ihrer Lage relativ zur Hauptfeder (422,

423, 424, 425) veränderbar, beispielsweise verbiegbar, ist.

4. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante der Hauptfeder (422,423,

424, 425) groß gegenüber der Federkonstante der Zusatzfeder (464), vorzugsweise ein Vielfaches derselben, ist.

5. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (464) lediglich an sich bewegenden Punkten des Federmassesystems (416, 417) angeordnet ist.

6. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfeder (422, 423, 424, 425) zwei gegenläufig schwingende Arme (439) hat, an denen die Zusatzfeder (464) befestigt ist.

7. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (464) eine Blattfeder ist

8. Frequenznormal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (464) eine U-förmige Gestalt hat und die Enden der Schenkel (463) an dem Federmassesystem (416, 417) befestigt sind.

9. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (416 bzw. 417) mehrere Hauptfedern (422, 423, 424, 425) hat und daß an mindestens einer Hauptfeder (439) mindestens eine Zusatzfeder (464) angebracht ist.

10. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Grobabgleich- und mindestens eine Feinabgleich-Zusatzfeder vorgesehen ist.

11. Frequenznormal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die lieh ist.

Zusatzfeder (464) temperaturempfind-

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1195 349; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1935 050.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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