DE1548150B1

DE1548150B1 - Schwingsystem mit zwei Drehmassen

Info

Publication number: DE1548150B1
Application number: DE19671548150
Authority: DE
Inventors: Roland Siefert
Original assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Current assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Priority date: 1967-02-03
Filing date: 1967-02-03
Publication date: 1970-03-19
Also published as: CH1432768A4; GB1170380A; CH59468A4; FR1552664A; US3546953A; US3491258A; CH507540A; GB1158971A; FR96012E

Description

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Die Erfindung betrifft ein direkt angetriebenes als gemeinsamer Nachteil noch in Erscheinung, daß Schwingsystem für Gebrauchsuhren mit zwei gegen- stets mehrere Federelemente verwendet werden, was phasig schwingenden Drehmassen, die miteinander naturgemäß die Abstimmung beider Schwingerhälften über Federelemente verbunden sind, die ihrerseits erschwert. Von weiterem Nachteil ist die Anordnung an ihren Schwingungsknoten elastisch am Gestell 5 der Drehmassen auf den Federelementen, wodurch befestigt sind. sowohl diese Federelemente als auch die Verbin-

Es ist bekannt, daß Schwingsysteme, die aus einer dungselemente zum Gestell vom Gewicht der Dreh-Drehmasse und einer Feder bestehen, sehr gute massen belastet sind. Die Feder- und Verbindungs-Gangergebnisse ergeben, wenn die Systeme mit hoher elemente stehen so unter einer ständigen Vorspan-Frequenz und kleiner Amplitude arbeiten. Bei diesen io nung, die ihr elastisches Verhalten beeinflußt.
Schwingsystemen mit hohem Energieinhalt tritt je- , Aufgabe .der vorliegenden Erfindung ist die Verdoch der Nachteil auf, daß ziemlich viel Energie meidung .der vorgenannten Nachteile. Es soll ein vom Schwinger an das Gestell abgekoppelt wird, einfaches und wirtschaftlich aufgebautes Schwingwas die Zeithaltung beeinflußt. Die Größe der Ab- system für die Verwendung in Gebrauchsuhren mit kopplung ist im wesentlichen bestimmt durch den 15 zwei gegenphasig schwingenden Drehmassen erhalten Energieinhalt des Schwingsystems und die Masse des werden, bei dem der Abgleich auf die Sollfrequenz Gestells. nur bei einer Drehmasse vorgenommen werden soll.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bereits Hierbei soll die Anordnung so getroffen sein, daß die bekannt, das Schwingsystem als Doppelschwinger vorgenannten Schwebungen und Abkopplungen von auszubilden, wobei die beiden über Federelemente 20 Energie an das Gestell nicht auftreten können,
miteinander verbundenen Drehmassen gegenphasig Bei einem Schwingsystem der eingangs genannten

schwingen. Hierdurch sollen die Lagerreaktionen Art wird diese. Aufgabe erfindungsgemäß dadurch der beiden Schwingerhälften sich aufheben, d. h., gelöst, daß die Drehmassen direkt im Gestell gelagert eine Abkopplung von Energie vom Schwingsystem und durch ein einziges Federelement miteinander auf das Gestell soll vermieden werden. Der Verwen- 25 verbunden sind, daß die Verbindung zwischen Federdung dieses Systems in der Praxis stehen jedoch element und Gestell in der Nullage des Systems beträchtliche Schwierigkeiten entgegen. Der Doppel- spannungsfrei und derart elastisch ist, daß der Beschwinger kann nur an den Punkten der Schwingungs- festigungspunkt zwischen Federelement und elaknoten der Federelemente mit dem Gestell verbunden stischem Verbindungselement Bewegungen auszuwerfen. Beim Abstimmen des Systems auf die Soll- 30 führen vermag, die der Schwingerbewegung des frequenz müssen beide Drehmassen bzw. die beiden Federelements in der Nähe des Knotens entsprechen. Federhälften jedes Federelements genau aufeinander Bei einer einseitigen Masseänderung zum Fre-

abgestimmt werden, d. h., jede der beiden Schwinger- quenzabgleich des Schwingsystems ist es möglich, hälften sollte genau die gleiche Frequenz, die gleichen daß sich der Schwingungsknoten an dem Federaktiven Federlängen und die gleiche Drehmasse auf- 35 element an dem durch die Änderung sich ergebenden weisen. Wird dies nicht durchgeführt, so ist der Ort Ort einstellen kann, der nicht mit dem Befestigungsdes Schwingungsknotens jedes Federelements nicht punkt zusammenzufallen braucht. Die Eigenfrequenz mehr identisch mit den Befestigungspunkten der einer Schwingerhälfte ist also identisch der Eigen-Federelemente mit dem Gestell. Das Ergebnis sind frequenz der anderen Schwingerhälfte,
in diesem Falle Schwebungen, die zu einer Abkopp- 4° Die beiden Massen sind vorzugsweise durch einen lung von Energie an das Gestell führen und auch die Torsionsstab bzw. ein Torsionsband miteinander ver-Zeithaltung maßgeblich beeinflussen. Der Grund bunden. Torsionsstab und Gestell sind in der Nähe hierfür ist darin zu sehen, daß eine der Schwinger- des Schwingungsknotens über eine Feder miteinander hälften Zwangsschwingungen ausführt, die in der verbunden, die es erlaubt, daß der Befestigungspunkt Nähe der Eigenfrequenz dieser Schwingerhälfte 45 der Feder Drehbewegungen auszuführen vermag. Es liegen. ist dabei darauf zu achten, daß die Feder, die die

Bei einem solchen Doppelschwingsystem mit meh- Verbindung zwischen Torsionsstab und Gestell herreren Blattfedern als Federelement ist es bekannt, stellt, in Betriebslage und bei Nullage des Schwingzwischen dem Gestell und jedem Federelement ein systems spannungsfrei im Gestell eingesetzt wird. Auf elastisches Verbindungselement vorzusehen. Jedes 50 diese Weise' werden Verspannungen des Schwingder Verbindungselemente verläuft vom Schwingungs- systems vermieden.

knoten des jeweiligen Federelements zum Gestell. Bei vertikal verlaufender Schwingerachse ist es

Die Aufgabe besteht hierbei darin, die Einspann- wegen eventuell auftretender Stöße auf das Schwingstellen der Verbindungselemente frei von,Torsions- . „ system angebracht, die beiden Massen durch Axialbeanspruchungeh'ZU'hälten.-Die'Einspannstellen sind -55 lager zu -sichern. Auch kann die obere Masse in auf diese Weise nur auf Biegung ,beansprucht, einem Radiallager geführt sein. Bei horizontal ver-

In einer weiteren Ausführungsform ist der Träger, laufender Achse des - Schwingsystems sollten beide, welcher das Doppelschwingsystem trägt, seinerseits Massen in Radiallagern geführt sein. Hierdurch über Verbindungsfedern elastisch mit dem Gestell werden Durchbiegpngen des, Systems infolge der verbunden. Wohl wird hierbei eine Abkopplung von 60 Schwerkraft der beiden Massen vermieden.
Energie an das Gestell verhindert, jedoch macht es Infolge der günstigen Ausbildung der Eigenfre-

die Anordnung erforderlich, daß der selbst Schwin- quenzen der beiden Schwingerhälften beim Frequenzgungsbewegungen ausführende Träger das aus Spulen abgleich von nur einer Drehmasse braucht nur eine und Permanentmagneten bestehende Antriebssystem der Massen mit Permanentmagneten versehen sein, trägt. Die Schwingungen des Trägers vermögen zu- 65 die mit Erreger- und Arbeitsspulen einer elektrodem die Schwingungen der nicht identischen Dreh- nischen Antriebseinrichtung zusammenarbeiten,
massen zu beeinflussen. Vorzugsweise wird der Grobabgleich auf die SoIl-

Bei den vorgenannten Doppelschwingsystemen tritt frequenz durch Masseänderung vorgenommen, wäh-

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rend zum Zwecke der Feinregulierung am Befesti- wird, besteht im wesentlichen aus zwei Klötzchen 16. gungspunkt des Torsionsstabes die aktive Länge des Das Tragblech für die Klötzchen 16 ist auf einer Stabes bzw. des Bandes verändert wird. Diese Ver- Buchse 17 angeordnet. Die Verbindung des Bandes 3 änderung kann durch zwei beidseitig den flachen mit den Massen 1 und 2 erfolgt über die verbreiterten Stab einklemmenden Kurvenscheiben erfolgen, die 5 Enden 8 und 9 des Bandes 3, die in Schlitze 11 bzw. über eine Schraube verstellbar sind. 18 der Buchsen 10 bzw. 17 eingeschoben sind. Die

An Stelle eines Torsionsstabes bzw. Torsionsbandes Verbindungen sind gesichert durch eingeschraubte kann auch eine Wendelfeder verwendet werden, die Teile 19 bzw. 20.

die beiden Massen miteinander verbindet. In Höhe Wird das Schwingsystem in vertikaler Lage be-

des Schwingungsknotens ist die Wendelfeder mit io trieben, so ist es lediglich erforderlich, daß das einer gestellfesten Feder verbunden. System gegen Stöße durch Axiallager 21, 22 gesichert

An Stelle zweier koaxial angeordneter Massen wird. Falls das Torsionsband 3 nicht genügend stabil können auch zwei nebeneinander angeordnete Massen ausgebildet ist, kann für die obere Masse 1 auch ein verwendet werden, die durch eine Wendelfeder mit- Radiallager gemäß F i g. 5 vorgesehen werden, einander verbunden sind. Diese Wendelfeder besteht 15 Wird das System bei horizontaler Achse betrieben, aus zwei Wendelteilstücken, die durch Aufklappen sollten beide Massen, um ein Durchbiegen der Feder 3 einer normalen Wendelfeder hergestellt werden. zu vermeiden, in Radiallagern geführt sein. Auf diese

Die F i g. 1 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele der Weise ist stets vermieden, daß die Befestigungsfeder 5 Erfindung. das Schwingsystem zu tragen hat.

F i g. 1 zeigt ein Schwingsystem mit zwei koaxial 20 Ein Feinabgleich der Frequenz des Schwingsystems angeordneten Drehmassen, die über ein Torsionsband kann beispielsweise durch Verkürzen bzw. Verlängern miteinander verbunden sind; der aktiven Länge des Torsionsbandes 3 erfolgen.

Fig. la und Ib zeigen an einem Beispiel die Art Eine solche Möglichkeit ist in den Fig. 2a und 2b der Verbindung zwischen Schwingsystem und Gestell; dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen

F i g. 2 a und 2b zeigen eine Möglichkeit der Fein- 25 aus zwei Kurvenscheiben 23 beidseits des Bandes 3, regulierung der Frequenz des Schwingsystems; die durch eine Schraube 24 gedreht werden können.

F i g. 3 a und 3 b zeigen die Befestigungsart zwi- Hierdurch wird die an der Torsion teilnehmende sehen Schwingsystem und Gestell, wenn an Stelle Länge des flachen Torsionsbandes verändert. Die eines Torsionsbandes eine Wendelfeder verwendet Verbindung zwischen dem Torsionsband 3 und der wird; . 3° Feder 5 erfolgt über eine Ringnut an der Schraube

Fig. 4a und 4b zeigen einen Schwinger mit achs- 24, in die das gabelförmige Ende der Feder 5 hineinparallel nebeneinander angeordneten Drehmassen; ragt.

F i g. 5 zeigt die bevorzugte Ausbildung eines An Stelle eines Torsionsstabes oder Torsions-

Radiallagers bei den. dargestellten Schwingsystemen. bandes 3 kann auch eine Wendelfeder 27 verwendet

In F i g. 1 sind die beiden Drehmassen 1 und 2 35 werden. Der Aufbau des Systems bleibt hierbei im über ein Torsionsband 3 miteinander verbunden. Der wesentlichen der gleiche wie in Fi g. 1 gezeigt. Die Schwingungsknoten dieses Systems, der mit einer Verbindung zwischen dem Schwingsystem und dem kleinen Amplitude und einer Frequenz von über Gestell erfolgt hierbei über eine Feder 25, die mit 10 Hz arbeitet, befindet sich in der Nähe des Punk- der Schwingfeder 27 in Höhe des Schwingungsknotens tes 4. Beim Abgleich des Schwingsystems auf die %o verbunden ist. Infolge der elastischen Feder 25 kann Sollfrequenz braucht nur eine der Drehmassen abge- der Befestigungspunkt 26 Drehbewegungen ausglichen werden. Durch diesen einseitigen Abgleich führen, wenn der Schwingungsknoten sich nicht geverändert sich der Ort des Schwingungsknptens, nau im Punkt 26 befindet.

d. h., wenn er vorher genau am Punkt 4 war, liegt er An Stelle zweier koaxialer Drehmassen 1 und 2

nunmehr ober- oder unterhalb des Punktes 4. Die 45 können auch zwei nebeneinander angeordnete Dreh-Verbindung zwischen dem Torsipnsband 3 und dem massen 29 verwendet werden. Diese beiden Dreh-Gestell 6 erfolgt über eine Befestigungsfeder 5, die massen sind verbunden über eine Wendelfeder 28, es erlaubt, daß der Befestigungspunkt 4 Bewegungen die gebildet ist durch Umlegen einer normalen auszuführen vermag, die der Drehbewegung der Wendelfeder.

Feder 3 an diesem Punkt entsprechen. Solche Dreh- "50 Hierdurch ergeben sich zwei Wendelteilstücke 28' bewegungen treten auf, wenn der Ort des Schwin- und 28", die verbunden sind durch einen geradlinig gungsknotens nicht mit dem Befestigungspunkt 4 verlaufenden Teil 28'". Die Federenden sind mit je übereinstimmt. Der Feder 5 kann am Torsionsband 3 einer Schwingmasse 29 verbunden. Der Schwingungsmittels Punktschweißen befestigt sein. Die Befestigung knoten befindet sich in Nähe des Punktes 4. Die der Feder 5 am Gestell 6 erfolgt vorzugsweise span- 55 Wendelfeder ist über eine Feder 30 mit dem Gestell 6 nungsfrei, indem das in Betriebslage befindliche verbunden. Beide Massen 29 tragen an ihrem einen Schwingsystem in der Nullage festgehalten und die Ende einen Permanentmagneten 32, die mit einer Feder 5 am Gestell 6 sodann über eine Klebeverbin- gemeinsamen Spule 31 zusammenarbeiten. Diese dung 7 befestigt wird, wobei die Lage des Federendes Spule 31 ist Steuer- und Arbeitsspule eines elektronicht verändert wird. 60 nischen Antriebssystems. Zur Verminderung der ma-

Die obere Schwingerhälfte weist Permanentmagnete gnetischen Streuflüsse trägt jede Masse ein magne-12 auf, die mit Spulen 13 und 14 zusammenarbeiten, tisches Rückschlußblech 33. Wird das System mit die die Steuer- und die Arbeitsspulen eines elektro- vertikalen Achsen betrieben, so ist jeweils nur eine nischen Antriebssystems darstellen. Zur Verminde- axiale Lagerung erforderlich, rung von Streuflüssen ist ein Rückschlußblech 15 65 Sollte sich bei den vorgenannten Systemen auch vorhanden. Die Teile sind auf einer Buchse 10 an- eine radiale Lagerung der Massen als notwendig ergeordnet. Die untere Drehmasse, bei der vorzugsweise weisen, so sollte ein solches Radiallager 36 etwa im der Abgleich auf die Sollfrequenz vorgenommen Massenmittelpunkt einer Drehmasse 29 bzw. 1, 2 an-

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geordnet sein. Das Beispiel einer Lagerung eines Schwingsystems gemäß Fig. 4aund 4b ist in Fig. 5 gezeigt. Die Masse 29 ist hierbei radial geführt über das Lager 36 durch den ortsfesten Stift 34. Dieses Lager 36 ist auch gleichzeitig Axiallager, während das andere Axiallager sich bei 35 befindet. An Stelle eines einzigen Permanentmagneten 32, wie in F i g. 4 b gezeigt, kann auch das Rückschlußblech einen Permanentmagneten 32' tragen.

Bei dem in Fig. 4a und 4b dargestellten Beispiel ίο können beide Massen eine Klinke tragen, die auf ein gemeinsames Schaltrad wirken. Dieses nicht dargestellte Schaltrad treibt dann seinerseits das Räderbzw. Zeigerwerk an.

Claims

Patentansprüche:

1. Direkt angetriebenes Schwingsystem für Gebrauchsuhren mit zwei gegenphasig schwingenden Drehmassen, die miteinander über Federelemente verbunden sind, die ihrerseits an ihren Schwingungsknoten elastisch am Gestell befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmassen (1, 2, 29) direkt im Gestell gelagert und durch ein einziges Federelement (3, 27, 28) miteinander verbunden sind, daß die Verbindung (S, 25, 30) zwischen Federelement und Gestell in der Nullage des Systems spannungsfrei und derart elastisch ist, daß der Befestigungspunkt (4, 26) zwischen Federelement (3, 27, 28) und elastischem Verbindungselement (5, 25, 30) Bewegungen auszuführen vermag, die der Schwingungsbewegung des Federelements in der Nähe des Knotens entsprechen.

2. Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz kleiner als 100 Hz ist und die Feder (3, 27, 28) aus gewalztem, vollem Profilmaterial besteht.

3. Schwingsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Massen durch ein Torsionsband miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsband (3) und das Gestell (6) über eine weichelastische Feder (5) miteinander verbunden sind.

4. Schwingsystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (5 bzw. 25, 30) mittels einer Klebeverbindung im Gestell (6) eingesetzt ist. · ·

5. Schwingsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsband (3) über verbreiterte Enden (8, 9), die in einem Schlitz (11, 18) einer Buchse (10, 17) eingesteckt sind, mit den Massen (1, 2) verbunden ist.

6. Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Masse (1) Permanentmagnete (12 bzw. 32) trägt, die mit Erregerund Arbeitsspulen (13,14 bzw. 31) einer elektronischen Antriebseinrichtung zusammenarbeiten.

7. Schwingsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Befestigungspunkt (4) des Torsionsbandes die aktive Länge des Bandes veränderbar ist.

8. Schwingsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Veränderung durch zwei beidseitig das Band einklemmende Kurvenscheiben (23) erfolgt, die über eine Schraube (24) verstellbar sind.

9. Schwingsystem nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen (1, 2) über eine Wendelfeder (27) miteinander verbunden sind, die in Höhe des Knotens über eine Feder (25) mit dem Gestell verbunden ist.

10. Schwingsystem mit zwei nebeneinander angeordneten Drehmassen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen (29) über eine Wendelfeder (28) miteinander gekuppelt sind, deren beide Wendelstücke (28', 28") über ein geradliniges Federteil (28'") miteinander verbunden sind, wobei die elastische Verbindung (30) zwischen der Feder (28) und dem Gestell (6) in der Mitte des Federteiles (28'") erfolgt.

11. Schwingsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Massen (29) Permanentmagnete (32) tragen, die mit einem gemeinsamen aus Arbeits- und Erregerspule bestehenden Spulensystem (31) zusammenarbeiten.

12. Schwingsystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Masse (29) eine Antriebsklinke trägt, die auf ein gemeinsames zwischen den Massen angeordnetes Antriebsrad zum Antrieb des Zeigerwerks wirken.

13. Schwingsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Masse (29) etwa in ihrem Massenmittelpunkt durch ein Radial- und Axiallager (36) geführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen