DE1523893B2 - Elektronische uhr mit einem auf elektromechanischem wege erregten zweiarmigen symmetrischen vibrator und mit magnetischem antrieb des zahnradgetriebes der zeitanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

seiner Symmetrieebene zueinander symmetrischen Schwinger sind kompliziert in der Herstellung.
U-förmigen Armen (84 d, 84 e) versehen ist, die Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

über einen senkrecht zur Symmetrieebene des eine elektronische Uhr der eingangs genannten Art

Vibrators verlaufenden Verbindungssteg (84 d), 20 zu schaffen, bei der der Vibrator trotz der durch die

der in der Mitte mit Öffnungen (75 a, 16 a) für Lagekompensation bedingten großen Schwingflächen _-

Befestigungsmittel (75,76) zur Halterung des auf Grund der speziellen Raumform bei gleich'"

Vibrators versehen ist, miteinander verbunden großer Oberfläche wie ein ebener Schwinger einen

sind, daß die U-förmigen Arme (84 d, 84 e) par- " wesentlich geringeren Platzbedarf aufweist und der

allel zur Symmetrieebene des Vibrators so ange- 25 einfach herzustellen ist. , "—■·<.
ordnet sind, daß der Vibrator im wesentlichen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

den Querschnitt eines nach einer Längsseite löst, daß der symmetrische Vibrator in seinen

offenen Rechtecks aufweist, und daß der äußeren Abmessungen Quaderform aufweist und mit

Vibrator, ausgehend von einem ebenen Blech zwei bezüglich seiner Symmetrieebene zueinander

(84), in einem Stück hergestellt ist. 30 symmetrischen U-förmigen Armen versehen ist, die

2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, da- über einen senkrecht zur Symmetrieebene des durch gekennzeichnet, daß der Vibrator mit Be- Vibrators verlaufenden Verbindungsteg, der in seiner festigungsmitteln in Form von Schrauben (75,76) Mitte mit Öffnungen für Befestigungsmittel zur über ein Trägerstück (174) an einer Rahmen- Halterung des Vibrators versehen ist, miteinander platte (30) befestigt ist und an mehreren 35 verbunden sind, daß die U-förmigen Arme parallel Stellen (207) mit dem Trägerstück (174) punkt- zur Symmetrieebene des Vibrators so angeordnet verschweißt ist. sind, daß der Vibrator den Querschnitt eines nach

einer Längsseite offenen Rechtecks aufweist, und

daß der Vibrator, ausgehend von einem ebenen

40 Blech, in einem Stück hergestellt ist.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr mit Irf weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der einer Batterie als Energiequelle, mit einer Transistor- Vibrator mit Befestigungsmitteln in Form von schaltung, mit einem durch diese auf elektro- Schrauben über ein Trägerstück an einer Gehäusemechanischem Wege erregten, aus elastischem platte befestigt und an mehreren Stellen mit dem metallischem Material gefertigten zweiarmigen sym- 45 Trägerstück punktverschweißt,
metrischen Vibrator, dessen Schwingbewegungen Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für senkrecht zu seiner Symmetrieebene erfolgen, mit eine elektronische Urrrder eingangs genannten Art mit dem Vibrator verbundenen magnetischen durch dreidimensionale Gestaltung ein Vibrator für * Elementen sowie einem mit diesen zusammenwirken- den magnetischen Antrieb des Zahnradgetriebes mit den magnetischen Rad, welches über ein Zahnrad- 50 geringem Platzbedarf geschaffen wird; die Batterie getriebe eine Zeitanzeigevorrichtung antreibt. und die elektronische Schaltung können dann zu

Solche elektronischen Uhren weisen häufig einen beiden Seiten des Vibrators und in gleicher Höhe

Vibrator in Form einer Stimmgabel als Zeitnormal wie dieser liegen. Die elektronische Uhr besitzt die

auf. Die Frequenz solcher Vibratoren ist in erheb- von W-förmigen Vibratoren her bekannte große

Hchem Maße lageabhängig, wodurch die Gang- 55 Ganggenauigkeit, auch wenn sie einer störenden,

genauigkeit beeinträchtigt wird. Diese Abhängigkeit von außen einwirkenden physikalischen Kraft aus-

der Frequenz von der Lage der Uhr ist eine Folge gesetzt ist. Außerdem werden schädliche Ein-

des unterschiedlichen Einwirkens von äußeren Wirkungen des magnetischen Antriebs infolge Erd-

Kräften, wie Schwerkraft oder Erdmagnetismus, auf magnetismus auf die Vibrator-Eigenschaften ver-

den Schwingungsvorgang der beiden Vibratorarme 60 ringert.
je nach Lage der Uhr. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in

Andere bekannte Vibratoren in Form von Stimm- den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele

gabeln weisen zwei Symmetrieachsen in ihrer näher erläutert. Es zeigt

Schwingungsebene zur Vermeidung der Beeinflussung F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vibratordes Frequenzganges infolge der Lageänderung der 65 anordnung mit einem magnetischen Rad, den Spulen-Uhr auf. Zwei Schwingungsmassen können z. B. so anordnungen des magnetischen Antriebs und mit angeordnet werden, daß sich die Schwingungsmassen einem schematischen Blockschaltbild der elektronigeradlinig bewegen. Dies kann in bekannter Weise sehen Transistorschaltung,

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F i g. 2 eine Draufsicht auf das Ausgangsblech, Teilen 84 α bis 84 g nach F i g. 2 wird mit einem

aus dem der mechanische Vibrator der Vibrator- Magneten 119 oder 120 dadurch verbunden, daß sie

anordnung geformt ist, an die seitlichen Vorsprünge 84 /, 84 g der Vibrator-

Fi g. 3 einen Querschnitt des Vibrators, arme 84 d bzw. 84 e von außen angesetzt werden.

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt, aus dem 5 Zugleich wird ein winkliges Zwischenstück 87

die Befestigung des Vibrators an der Gehäuseplatte (F i g. 9) fest an den seitlichen Vorsprüngen 84 / bzw.

zu entnehmen ist, 84 g und an dem Joch 106 a oder 106 angebracht,

Fig. 5 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht eines leicht womit die gewünschte feste Verbindung zwischen

abgeänderten Vibrators, dem Zwischenstück 87 und dem Joch 106 a oder 106

F i g. 6 einen Querschnitt des Vibrators nach io hergestellt wird. Dies kann durch Schweißen oder

F i g. 5, Löten an einer Stelle 89 in F i g. 9 erfolgen. Nach

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht eines noch Fig. 1 ist an der dem Magneten 119 gegenüberweiter abgeänderten Vibrators, liegenden Seite ein U-förmiges Gegengewicht 141 an-

F i g. 8 einen F i g. 6 ähnlichen Querschnitt der gebracht, das beispielsweise durch Schweißen befertiggestellten Form des abgeänderten Vibrators 15 festigt sein kann. In gleicher Weise ist der Magnet nach F i g. 7 und 120 am entsprechenden Ende mit einem Gegen-

Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht gewicht^ 141 a' versehen. Die Anordnung, die Ab-

eines Teils der in F i g. 1 dargestellten Vibrator- messungen und die Gewichte der massiven Joche

anordnung. 106 und 106 a sowie die Gegengewichte 141 und

Eine Vibratoranordnung 100 (F i g. 1) ist über ein ao 141a sind so gewählt, daß sie dynamisch gut

Trägerstück 174 mit einer Gehäuseplatte 30 mittels miteinander abgeglichen sind. Dadurch können,

zweier Schrauben 75 und 76 verbunden, die durch entgegengerichtete Schwingungsphasen _ der zwei

das Trägerstück 174 hindurchführen. Die Schrauben - Vibratorarme 84 d und 84 e mit den "entsprechenden

75 und 76 sind von Hülsen 77 bzw. 78 umgeben, die Magneten 119 und 120, den Jochen 106 und 106 a

aus der Platte 30 hervorstehen. Dies zeigt im einzel- 25 sowie den Gegengewichten-141 und*141 a_ erreicht

nen F i g. 4. . werden. Die Schwingungsrichtungen der* beiden

Die Vibratoranordnung 100 umfaßt unter anderem Vibratorarme der Vibratoranordnung 100 sind durch gemäß Fig. 2 ein Blechelement 84, das die Figur kleine Pfeile in Fig. 1 angedeutet,
eines langgezogenen und leicht abgewandelten W Die Joche 106 a und 106 bestehen jeweils aus mit einem Verbindungssteg 84 a aufweist, in dem 30 einem Paar sich gegenüberliegenden gebogenen sich zwei Öffnungen 75 α und 76 α zur Aufnahme der Segmenten 201 und 202, die durch eine Basis 204 verSchrauben 75 bzw. 76 mit entsprechendem Spiel be- bunden sind und einen Kegel 203 umschließen. Die finden. Ein Teil 84 c schließt sich über einen ein- Joche 106 α und 106 sind aus ferromagnetischem gezogenen Hals 84 b an den Verbindungssteg 84 α Material hergestellt, ebenso der Kegel 203.
an, wobei Ausnehmungen 117 und 118 den Hals 35 Die Relativstellung des magnetischen Jochs 106 a 84 b begrenzen. An das Teil 84 c schließen sich an gegenüber einer entsprechenden Spulenanordnung 73 den beiden Enden, aus einem Stück bestehend, in der neutralen Vibratorstellung ist nicht dargestellt. Vibratorarme 84 d und 84 e an. Jeder Vibratorarm Die Details des magnetischen Jochs 106 α und der ist langgestreckt U-förmig ausgebildet, wobei der damit zusammenwirkenden Spulenanordnung 73 sind freie Schenkel verlängert ist und einen seitlichen 40 nur für einen Vibratorarm verdeutlicht. Für den Steg 84 / bzw. 84 g mit den Löchern 200 zum An- anderen Arm gilt entsprechendes,
bringen der Magneten 119,120 aufweist. Das Blech- Ein magnetisches Rad 32, gelagert im Lager 31, element 84, d. h. der ganze Vibrator, ist durch läuft mit dem äußeren Rand durch einen Schlitz desStanzen aus· einem dauerelastischen Material her- Magneten 119.

gestellt, wie es üblicherweise verwendet wird. Es 45 Die Spulenanordnung 55 oder 73 besteht aus einer

handelt sich hierbei im allgemeinen um Nickel- Steuerspule und einer Antriebsspule, die im einzelnen

Chrom-Eisen-Legierungen mit nahezu konstantem in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Temperaturkoeffizienten. Das gestanzte Blech 84 Diese Spulenanordnungen 55 und 73 sind über

wird an jeder Seitenhälfte zweimal gebogen, und Drähte 205 und 206 an vier Anschlüse 50 bis 53

zwar um parallele Achsen a-a' und b-b' oder c-c' 50 einer Transistorschaltung 107 angeschlossen, die in

bzw. d-d', so daß sich eine Profil-Stirnansicht ergibt, F i g. 1 nur schematisch dargestellt ist. Eine Batterie

wie sie in F i g. 3 dargestellt ist. Der fertige Vibrator 108 liefert die für die Schaltung 107 benötigte

weist beispielsweise folgende Dimensionen auf: Energie und wird über einen Schalter 210 betätigt.

In der Praxis wird der Verbindungssteg 84 α des

h (Höhe) X w (Breite) X L (Länge) ₅₅ Blechs 84 an verschiedenen Stellen 207 am Träger-

2,5 X 5,0 X 9,95 mm. stück 174 punktgeschweißt (F i g. 4). Ein exzentrischer Nocken 49 ist so angeordnet, daß er einen

Die Dicke des Blechs kann beispielsweise 0,22 mm Verschiebedruck in der einen oder anderen Richtung

betragen. auf eine ihn umgebende bogenförmige Ausnehmung

In den F i g. 5 und 6 ist eine leicht abgewandelte 60 208 nach Bedarf ausüben kann, wenn er mit einem Form des Vibrators aus einem gestanzten Blech 85 in den Schraubenkopf 49 α einsetzbaren Schraubendargestellt, bei dem der Steg 84 α der Ausführungs- zieher gedreht wird. Dadurch ist eine Feineinstellung form gemäß den F i g. 1 und 2 zwischen den oberen der Lage der Vibratoranordnung 100 um die Enden der Vibratorarme angeordnet ist. Schraube 76 erreichbar, so daß sich eine optimale

Ein weiteres abgewandeltes Blechelement 86 zeigen 65 Kopplung zwischen Magnet und Magnetrad erzielen

die Fig. 7 und 8, wobei der Steg84α der Fig. 1 läßt,

und 2 weggelassen ist. Jeder der beiden Vibratorarme ist so ausgelegt,

Der Vibrator mit den aus einem Stück gefertigten daß der Massenmittelpunkt der beiden durch das

Magnetjoch und das Gegengewicht gebildeten äußeren Massen infolge der günstigen U-Form praktisch in der Mitte des Anschlags der Vibratorarme 84 d oder 84 e liegt. Die erforderliche Grundfrequenz wird durch die zwei gegeneinanderarbeitenden Vibrationssysteme genau aufrechterhalten. Durch die U-Form des Vibratorarms kann die Arbeitsfrequenz des gesamten Vibrators niedriger als 100 Hz gehalten werden, wodurch sich eine günstige magnetische Antriebsbedingung für das Rad 32 ergibt.

Wenn sich eine kleine Differenz zwischen den tatsächlichen Arbeitsfrequenzen beider Vibrationssysteme einstellt, ist es lediglich erforderlich, eine der Magnetschrauben 156 für die Spule 73 bzw. 55 vor- oder zurückzustellen. Wenn eine oder beide der Schrauben vorgedreht werden, ist die Vibration des magnetischen Jochs oder der Joche gehemmt, und die Vibrationsfrequenz kann fein abgestuft verringert werden.

Die elektronische Uhr arbeitet folgendermaßen:

Durch Einwärtsdrücken der nicht dargestellten Knopfwelle wird der Schalter 210 (F i g. 1) geschlossen. Der Strom fließt von der Batterie 108 zur Transistorschaltung 107. Die beiden Vibrationsarme 84 α und 84 e der Vibratoranordnung 100, von denen jeder einen Magneten trägt, das Magnetjoch und die Gegengewichtsmasse werden durch die elektromagnetische Kopplung der Joche 106 und 106 a in ίο bezug auf die entsprechenden Spulen 55 bzw. 73 in Schwingungen im entgegengesetzten Sinne um die Schwingungsachsen Y bzw. Z (Fig. 1) mit beispielsweise 100 Hz versetzt.

Auf diese Weise wird das magnetische Rad 32 durch den Vibrator angetrieben und ein Zahnradgetriebe für die Zeitanzeige gedreht.

Alle notwendigen Einstellungen des Vibrators für die Schaltphase und Arbeitsfrequenz lassen sich ohne Stillsetzen der Uhr vornehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 ρ . .. , ζ. B. durch einen symmetrischen Vibrator erreicht raieniansprucne. werden, der aus zwei U-förmigen Armen besteht, die

1. Elektronische Uhr mit einer Batterie als über einen senkrecht zur Symmetrieebene des Energiequelle, mit einer Transistorschaltung, mit Vibrators verlaufenden Verbindungssteg, der in einem durch diese auf elektromechanischen! 5 seiner Mitte mit Befestigungsmitteln zur Halterung Wege erregten, aus elastischem metallischem des Vibrators versehen ist, miteinander verbunden Material gefertigten zweiarmigen symmetrischen sind. Die U-förmigen Arme liegen in einer Ebene, so Vibrator, dessen Schwingbewegungen senkrecht daß der Vibrator in etwa die Form eines W aufzu seiner Symmetrieebene erfolgen, mit mit dem weist. Solche Stimmgabeln sind in ihrer Herstellung Vibrator verbundenen magnetischen Elementen io unpraktisch, da die Zinken infolge wesentlich höherer sowie einem mit . diesen zusammenwirkenden Steifigkeit viel zu dünn ausfallen würden. Darüber magnetischen Rad, welches über ein Zahnrad- hinaus ist der Platzbedarf verhältnismäßig groß. Des

■ getriebe eine Zeitanzeigevorrichtung antreibt, weiteren sind Schwinger bekannt, bei denen die

dadurch gekennzeichnet, daß der sym- Schwingachse und der Schwerpunkt zusammenfallen,

metrische Vibrator in den äußeren Abmessungen 15 so daß der Einfluß von außen wirkender Kräfte auf

Quaderform aufweist und mit zwei bezüglich die Schwingfrequenz ausgeschaltet wird. Solche