DE1523908B2 - Vorrichtung zur mechanischen umwandlung der hin- und herbewegung eines mechanischen oszillators in eine drehbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur mechanischen Umwandlung der hin- und hergehenden Bewegung eines zwei parallele, mit derselben Frequenz gegensinnig schwingende Arme aufweisenden mechanischen Oszillators, vorzugsweise eines Oszillators für Kleinuhren, in die Drehbewegung eines Schaltrades.

Bisher bekannte Vorrichtungen zur Umwandlung einer oszillierenden Bewegung in eine Drehbewegung arbeiten lediglich mit einer Antriebsklinke, die bei der Vorschubbewegung das Schaltrad um mindestens eine seiner Zahnteilung entsprechende Strecke weiterbewegt. Es sind hierbei weitere Mittel vorgesehen, die eine Rückbewegung des Schaltrades während der Rückstellbewegung der Antriebsklinke verhindern. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird daher immer nur eine der beiden Halbschwingungen des mechanischen Oszillators zum Antrieb des Schaltrades ausgenutzt. : ._: .

Bei einer bekannten, als Gangregler dienenden, niederfrequenten mechanischen Schwingungsanordnung hat man auch bereits zwei Antriebsklinken zur schrittweisen Fortschaltung eines Schaltrades vorgesehen, wobei diese beiden Klinken gelenkig an den Enden des Balkens eines am einen Ende T-förmig ausgebildeten, schwenkbar gelagerten Ankers angebracht sind, der gegen die Wirkung einer Feder durch ein Relais anziehbar ist. Die beiden Antriebsklinken sind durch eine Feder miteinander verbunden und greifen beide derart an unterschiedlichen Umfangsstellen des Schaltrades in dessen Verzahnung ein, daß ihre Bewegungen an den Eingriffsstellen während der Betätigung des Ankers eine tangential zum Umfang des Schaltrades gerichtete Komponente aufweisen, wobei der das Schaltrad mitnehmenden Vorschubbewegung der einen Antriebsklinke jeweils eine Rückbewegung der anderen Antriebsklinke unter Herausgleiten dieser Klinke aus der Verzahnung und anschließendem erneuten Eingriff in die Verzahnung entspricht. Hierbei werden also beide Halbschwingungen des Ankers zum Antrieb des Schaltrades ausgenutzt, und zusätzliche Mittel zur Bremsung des Schaltrades während der Rückbewegung der Klinken sind unnötig. Bei dieser bekannten Schwingungsanordnung arbeitet das dem T-förmigen Ende des Ankers gegenüberliegende, gabelförmig ausgebildete Ende mit

ίο einem auf einer Unruh angebrachten Stift derart zusammen, daß bei der Verschwenkung des Ankers die Unruh Antriebsimpulse erhält. Die Unruh ihrerseits steuert kontaktlos die Erregung des den Anker betätigenden Relais.

Dem gegenüber geht jedoch die vorliegende Erfindung von einem mechanischen Oszillator anderen Typs aus, wie er eingangs erwähnt wurde. Ein solcher, mit zwei parallel nebeneinander angeordneten und mit der gleichen Frequenz gegensinnig zueinander schwingenden Oszillatorarmen arbeitender Oszillator ist beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift.. 1034 551 beschrieben. Hierbei handelt es sich· nnf einen Stimmgabeloszillator. . ·

Bei einem derartigen Oszillator stellt sich das Problem, beide, auf elektromagnetischem Wege in Schwingungen zersetzte Oszillatorarme aof optimale Weise zum Antrieb des Schaltrades auszunutzen und dabei möglichst gleichmäßig zu belasten.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß mit dem mechanischen Oszillator in an sich bekannter Weise zwei an unterschiedlichen Umfangsstellen des Schaltrades in dessen Verzahnung eingreifende Antriebsklinken verbunden sind, deren Bewegungen an den Eingriffsstellen eine tangential zum Umfang des Schaltrades gerichtete Komponente besitzen, wobei der das Schaltrad mitnehmenden Vorschubbewegung der einen Antriebsklinke jeweils eine Rückbewegung der anderen Antriebsklinke unter Herausgleiten dieser Klinke aus der Verzahnung und anschließendem erneuten Eingriff in die Verzahnung entspricht, jedoch derart abgewandelt, daß beide Oszillator-Arme je eine Antriebsklinke tragen.

Die Erfindung macht zwar von einer an sich bekannten Vorrichtung mit zwei Klinken Gebrauch, jedoch wurde eine solche Vorrichtung bisher lediglich bei einem einzigen schwingenden Arm unter gelenki-· ger Anbringung der Klinken und unter Verwendung einer besonderen, beide Klinken miteinander verbindenden Feder angewendet, so daß diese bekannte Vorrichtung, bei welcher ja beide Klinken synchron hin- und herbewegt werden, nicht ohne weiteres eine Anregung vermittelt, in welcher Weise ein "solcher Doppelklinkenantrieb auf einen Oszillator mit gegensinnig schwingenden Armen anzuwenden wäre.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, und zwar wird als Ausführungsbeispiel ein Torsionsoszillator betrachtet, dessen Schwingungen auf elektrischem Wege aufrechterhalten werden. Ein derartiger elektromechanischer Torsionsoszillator wird in der deutschen Patentschrift 1 256 588 der gleichen Anmelderin näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen elektromechanischen Torsionsoszillator,

F i g. 2 und 3 Schnitte längs der Linien II-II bzw. III-IIInachFig. 1 und

Fig.4 eine schematische Darstellung des Schaltrades und der beiden mit diesem Schaltrad zusammenarbeitenden Antriebsklinken.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich insbesondere auf eine Zeitmeßvorrichtung.

Nach F i g. 1 enthält der Zeitmesser eine Grundplatte 1, die auf der Platine der Uhr befestigt ist und an welcher zwei Torsionsfedern 2 von kreuzförmigem Querschnitt befestigt sind. An den oberen Enden dieser Federn ist je ein Schwingarm 3 angeordnet. Die Eigenschaften dieser Torsionsfedern sowie ihre Montage sind bereits bekannt und in der schweizerischen Patentschrift 367 443 beschrieben worden.

Die beiden Arme 3 liegen nebeneinander und schwingen parallel zur Fläche des Uhrwerks um die Achsen ihrer Torsionsfedern. Sie erstrecken sich über den größten Teil der Uhrwerksfläche von einem Ende bis zum anderen, damit ihr Trägheitsmoment in bezug auf ihre Schwingungsachsen möglichst groß ist.

An jedem der Enden der beiden Schwingungsarme . ist je ein Magnetstab 4 bzw. 14 angeordnet, dessen beide Pole vor den jeweils aus zwei Ankerteilen (7 und 8 bzw. 10 und 7) gebildeten Luftspalten 5 bzw. 6 vorbeischwingen.

Die Ankerteile bestehen aus Weicheisen. Während die äußeren Ankerteile 7 eine U-Form haben, deren durch die beiden U-Schenkel gebildeten Ebene in der Schwingungsebene des Systems liegt, bilden die beiden mittleren Ankerteile 8,9 bzw. 10 die Form eines H, dessen breiter Quersteg 9 parallel zur Schwingungsebene des Systems liegt. Quersteg 9 der Ankerteile auf der einen Seite des Systems bildet gleichzeitig den Kern einer Steuerspule 11, während der entsprechende Quersteg 9 der Ankerteile auf der anderen Seite des Systems den Kern einer symmetrisch zur Steuerspule liegenden Arbeitsspule 12 bildet.

Das äußere Magnetfeld jedes der Dauermagneten 4 bzw. 14 schließt sich über zwei Eisenpfade, nämlich einerseits über das Ankerteil 7 und andererseits über die Ankerteile 8, 9 bzw. 10, 9. Bei der Schwingung der Dauermagneten wird auf diese Weise in jedem der beiden mit einem Dauermagneten zusammenarbeitenden Ankerteile eine periodische Änderung des Magnetflusses erzeugt; die in diesen beiden Ankerteilen entgegengesetztes Vorzeichen hat, wobei jedoch der magnetische Widerstand des Gesamtkreises konstant bleibt. Dadurch werden Störungen der durch die mechanischen Elemente bestimmten Schwingungsperiode vermieden.

Die Flußänderung des Kerns 9 auf der Steuerseite induziert in die Steuerspule 11, die im Basis-Emitter-Kreis eines nicht dargestellten Transistors liegt, einen Stromstoß, der den Transistor in den leitenden Zustand versetzt. Der nun durch den Transistor fließende Kollektorstrom erregt die im Ausgangskreis dieses Transistors liegende Arbeitsspule 12, welche ihrerseits auf die Magnete 14 auf der Arbeitsseite der beiden Schwingarme 3 wirkt, wodurch die Schwingarme 3 periodisch mechanische Impulse erhalten.

Da die beiden Arme 3 zwar mit der gleichen Frequenz, aber in jedem Zeitpunkt in entgegengesetzter Richtung schwingen, addieren sich jeweils die Flußänderungen in den mit den beiden Magneten 4 bzw. 14 zusammenarbeitenden Kernen 9 der Steuer- bzw. Arbeitsspule; außerdem wird durch diese Schwingungsform erreicht, daß sich das System im dynamischen Gleichgewicht befindet. Die Schwingungsfrequenz des Systems kann durch Schrauben eingestellt werden, die an den Enden der Schwingungsarme angeordnet sind. Auf F i g. 4 ist die auf F i g. 1 angedeutete Einrichtung zur Umwandlung der Schwingungsbewegung der Arme 3 in eine Drehbewegung für den Antrieb eines Uhrenrades vergrößert dargestellt. Diese Einrichtung umfaßt zwei elastische AntriebsklinkenJLS (man vgl. auch Fig. 1), deren Enden mit den Zähnen eines Schaltrades 16 zusammenarbeiten, welches das Antriebsrad des Uhrenräderwerks darstellt. Die Bewegungen der beiden Antriebsklinken 15 sind in jedem Augenblick einander entgegengesetzt gerichtet, und ihre Enden sind so ausgebildet, daß beide Antriebsklinken alternierend arbeiten können, d. h., der Antriebsbewegung der einen Klinke entspricht eine Rückstellbewegung der anderen Klinke, die dabei in die benachbarte Zahnlücke gleitet.

Die gleichzeitige Verwendung zweier derartiger Antriebsklinken erlaubt es, das Schaltrad mit Vorwärtsamplituden anzutreiben, die nur etwa halb so groß wie die Zahnteilung dieses Schaltrades sind, wodurch die Verwendung von Schalträdern mit größerer Zahnteilung ermöglicht wird, als man sie bei nur einer Antriebsklinke ohne besondere Blockierungsmittel anwenden könnte.

Das Schaltrad 16 hat eine sägezahnförmige Verzahnung, so daß die unter leichter elastischer Vorspannung am Radumfang. anliegenden Klinken 15 während ihrer jeweiligen Rückstellbewegung leicht auf der flachen Zahnflanke gleiten und in die vorangehende Zahnlücke springen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur mechanischen Umwandlung der hin- und hergehenden Bewegung eines zwei parallele, mit derselben Frequenz gegensinnig schwingende Arme aufweisenden mechanischen Oszillators, vorzugsweise eines Oszillators für Kleinuhren, in die Drehbewegung eines Schaltrades, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem mechanischen Oszillator in an sich bekannter Weise zwei an unterschiedlichen Umfangsstellen des Schaltrades (16) in dessen Verzahnung eingreifende Antriebsklinken (15) verbunden sind, deren Bewegungen an den Eingriffsstellen eine tangential zum Umfang des Schaltrades gerichtete Komponente besitzen, wobei der das Schaltrad mitnehmenden Vorschubbewegung der einen Antriebsklinke jeweils eine Rückbewegung der anderen Antriebsklinke unter Herausgleiten dieser Klinke aus der Verzahnung und anschließendem erneuten Eingriff in die Verzahnung entspricht, jedoch derart abgewandelt, daß beide Oszillator-Arme (3) je eine Antriebsklinke (15) tragen.