DE1773819B2 - Elastischer Schwinger mit mindestens einem eine Drehschwingung ausführenden Vibrationselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elastischen F i g. 3 die schematische Darstellung eines Schwin-

Schwinger für Zeitmeßgeräte mit einem Ständer und gers mit drei Federelementen,
mindestens einem von außen zum Schwingen ange- F i g. 4 die schematische Darstellung eines Schwingregten, eine Drehschwingung ausführenden Vibra- ss systems mit zwei nebeneinander angeordneten Schwintionselement, dessen Massenmittelpunkt annähernd gern,

mit seiner Drehachse zusammenfällt und der durch F i g. 5 die schematische Darstellung eines Schwing-

mindestens zwei in zu seiner Drehachse senkrechter systems mit übereinander angeordneten Schwingern. Richtung elastische Federn getragen wird, die jeweils In den F i g. 1 und 2 sind ein unten als Platte la

mit ihrem einen Ende am Vibrationselement, mit 60 ausgebildete! Ständer 1 und ein Vibrationselement 2 ihrem anderen Ende am Ständer befestigt sind und dargestellt. Durch im Vibrationselement 2 eingedie zwischen ihren beiden Enden gestreckt verlaufen. lassene und am Ständer 1 mit Plättchen 5 und Bei einem bekannten Schwinger dieser Art (s. USA.- Schrauben 6 befestigte Federn 3 und 4 sind das Vibra-Patentschrift 2 939 971) sind die Federn mit ihren tionselement 2 und der Ständer 1 miteinander veranderen Enden an einem im Drehzentrum befind- 65 bunden. Damit der Biegewiderstand der beiden rechtlichen Arm befestigt. Das hat zur Folge, daß die winklig zueinander angeordneten Federn einander Frequenz des Vibrationselementes relativ hoch und gleich sei, ergeben die beiden Arme der Feder 4 zudie Schwingungsamplitude relativ klein ist. Hinzu sammen dieselbe Breite wie die Feder 3. Die Federn 3

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und 4 können am Vibrationselement 2 z. B. durch Gemäß der beschriebenen Anordnung können die Verstemmen, Verschrauben, Verlöten usw. befestigt Federn 3 und 4 zur Berechnung der Schwingfrequenz

werden. praktisch als einseitig eingespannte, an ihren Enden

Die Lagerung des Vibrationselementes erfolgt im frei bewegliche, belastete Federn betrachtet werden, beschriebenen Fall durch die Federn 3 und 4, an 5 Dadurch ergibt sich dem eingangs erwähnten Schwingweichen es aufgehängt ist system mit Federspeichen gegenüber der Vorteil eines

Am Vibrationselement 2 sind zwei Nocken la vor- »weicheren« Verhaltens, d. h. einer herabgesetzten

gesehen, mit welchen ein aus Jochen 11 und Spulen 12 Schwingfrequenz, so daß bei gleicher Baugröße eine

bestehender Elektromagnet zusammenwirkt Dieser Vereinfachung des Abtriebes erreichbar ist.

sorgt in an sich bekannter Weise in Verbindung mit io In den F i g. 1 und 2 ist das Vibrationselement 2

einem nicht dargestellten Steuersystem dafür, daß mit zwei rechtwinklig gekreuzten Federelementen 3

dem Schwinger laufend so viel Energie zugeführt wird, und 4 versehen. Bei extremen Anforderungen kann die

daß dessen Amplitude auf konstanter Höhe gehalten Zahl der Federelemente erhöht werden. Als Beispiel

wird. Eine mittels einer Schraube 8 am Vibrations- ist in F i g. 3 schematisch ein mit drei Federelementen

element 2 befestigte Federkünke 7 arbeitet auf ein 15 22 versehener Schwinger 20 dargestellt, dessen Federn

Klinkenrad 9, welches auf einer Achse 10 sitzt und mittels Plättchen 23 und Sclirauben 24 an Ständer-

über dieselbe auf ein nicht dargestelltes Getriebe ein- armen 21 befestigt sind,

wirkt PQj. die Schwingeigenschaften des Systems ist das

Im Interesse einer vereinfachten Darstellung sind Verhältnis der Massen von Rotationskörper und

an sich bekannte, an Schwingern verwendete EIe- ao Ständer von Bedeutung. Wenn dieses aus Konstruk-

mente, wie solche zum Auswuchten, weggelassen, tionsgründen nicht groß genug gewählt werden kann

soweit sie nicht zur Erläuterung der Ausführungsbei- (d. h., wenn der Ständer im Verhältnis zum Vibra-

spiele erforderlich sind. tionselement zu leicht ausfällt), so empfiehlt es sich,

Die Materialien, aus welchen der Schwinger auf- ein Schwingsystem, bestehend aus zwei Schwingern,

gebaut ist, werden so ausgewählt, daß die erzeugte »5 deren Schwingrichtungen einander entgegengesetzt

Frequenz unabhängig von Temperaturänderungen sind, zu wählen. Im Beispiel F i g. 4 sind zwei Schwin-

aufrechterhalten bleibt. g_er nebeneinander aufgestellt. Ihre Vibrationsele-

Die Federn 3 und 4 weisen prismatische Form auf. mente 30 sind mit Federn 32 an die Arme 31 eines

Ihre freie Länge L ist so gewählt, daß sie der Be- gemeinsamen Ständers mit Plättchen 37 und Schrau-

ziehung L =-L R entspricht 3° **η 38 angeschlossen. Ein Magnetsystem 33, 34 sorgt

^{2 v} ' dafür, daß die Schwingung im beiden Schwingern er-

Die mit dem Vibrationselement 2 verbundenen halten bleibt. Nocken 35 und 3<6, welche sich höchstens

Federenden beschreiben beim Ausbiegen Kreisbogen im Anlauf berühren können, bewirken, daß die

um das Zentrum M mit dem Radius R; bei der ge- Schwinger gegenläufig schwingen,

nannten Dimensionierung folgen die Federmassen der 35 Bei der Schwingeranordnumg gemäß F i g. 4 bleibt

Drehbewegung des Vibrationselementes 2 ohne Zwang. die Masse des Ständers ohne wesentlichen Einfluß

Dieses Verhalten ist für einen relativ großen Winkel- auf die Schwingeigenschaften des Systems, da sich

ausschlagendes Vibrationselementes 2 gültig, nämlich die erzeugten Drehmomente der Schwinger gegen-

etwa ±5°, so daß eine für praktische Zwecke ge- seitig weitgehend aufheben. Dieselbe Wirkung kann

nügend große Schwingamplitude zur Verfügung steht. 40 auch durch Anordnung der beiden Schwinger auf

Bei Verwendung von Federn anderer als prisma- gleicher Achse (F i g. 5) erreicht werden. Dabei ist

tischer Form ist das Verhältnis-^ entsprechend anders ^turgemäß darauf zu achten daß die Vibrations-

_R »yitvuciiu auucia _ei_emente 40, welche über nicht sichtbare Federn am

zu wählen. Ständer 41,41 α angelenkt sind, gegenläufig schwingen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ρ - h · kommt, daß beim Schwingen des Vibrgtionselementes tanspruc nicht nur Drehschwingungen, sondern auch Quer-

1. Elastischer Schwinger für Zeitmeßgeräte mit schwingungen in den Federn entstehen, die die Dreheinem Ständer und mindestens einem von außen schwingungen stören.

zum Schwingen angeregten, eine Drehschwingung 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den einausführenden Vibrationselement, dessen Massen- gangs erwähnten Schwinger derart auszubilden, daß mittelpunkt annähernd mit seiner Drehachse zu- die Schwingungsfrequenz des Vibrationselementes sammenfällt und der durch mindestens zwei in zu geringer und die Schwingungsamplitude größer sein seiner Drehachse senkrechter Richtung elastische kann als bei dem bekannten Gerät und daß Quer-Federn getragen wird, die jeweils mit ihrem einen io schwingungen nicht auftreten.
Ende am Vibratipnselement, mit ihrem anderen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch Ende am Ständer befestigt sind und die zwischen gelöst, daß die Federn sich in der Drehachse des ihren beiden Enden gestreckt verlaufen, da- Vibrationselementes kreuzen, ohne sich dabei zu durch gekennzeichnet, daß die Federt berühren, daß diese Drehachse zwischen den Besieh in der Drehachse des Vibrationselementes 15 festigungspunkten der Federn am Ständer und am kreuzen, ohne sich dabei zu berühren, daß diese Vibrationselement hegt und daß die Länge der Federn Drehachse zwischen den Befestigungspunkten der so bemessen ist, daß an deren Befestigungspunkt am Federn am Ständer und am Vibrationselement liegt Vibrationselement praktisch keine Biegespannungen und daß die Länge der Federn so bemessen ist, auftreten.

daß an deren Befestigungspunkt am Vibrations- ao Die auf diese Weise erzielte Verlängerung der

element praktisch keine Biegespannungen auf- Federn hat eine Erniedrigung der Schwingungsfrc-

treten. quenz und eine Erhöhung der Schwingungsamplitude

2. Elastischer Schwinger nach Anspruch 1, da- zur Folge. Ferner werden Querschwingungen verdurch gekennzeichnet, daß das Vibrationselement mieden.

(2) mittels zweier um 90° versetzter Federn (3, 4) »5 Es sei erwähnt, daß ein Schwingungssystem bereits am Ständer (1) befestigt ist (F i g. 1). bekannt ist (s. französische Patentschrift 1 480 848),

3. Elastischer Schwinger nach Anspruch 1, da- bei welchem ebenfalls die Drehachse zwischen den durch gekennzeichnet, daß das Vibrationselement Befestigungspunkten der Feder am Ständer und am (20) mittels dreier um 120° versetzter Federn (22) Vibrationselement liegt. Jedoch weist dieses System am Ständer befestigt ist (F i g. 3). 30 im Gegensatz zum eingangs erwähnten nur eine

4. Elastischer Schwinger nach Anspruch 1, da- einzige Feder auf. Dieses System ist lageempfindlich, durch gekennzeichnet, daß der Ständer zwei neben- weil das an der Feder angreifende Gewicht der einanderliegende, gegenphasig schwingende Vibra- Schwungmasse je nach räumlicher Lage des Systems tionselemente (30) trägt (F i g. 4). von verschiedenen Richtungen her auf die Feder

5. Elastischer Schwinger nach Anspruch 4, da» $5 einwirkt und diese unterschiedlich verformt, so daß durch gekennzeichnet, daß die Vibrationselemente sich die Lage des Drehpunktes verändert. Beim (30) Elemente (35, 36) tragen, welche durch ihr Schwinger gemäß der Erfindung wird durch die sich Ineinandergreifen die gegenseitige Phasenlage der kreuzenden Federn eine weitgehende Lageunempfind-Schwingungen der beiden Vibrationselemente be- lichkeit erzielt, da das Gewicht der Schwungmasse stimmen (F i g. 4). 40 bei Lagenänderungen keine Drehpunktverlagerung

6. Elastischer Schwinger nach Anspruch 4 oder 5, erzeugen kann.

dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrations- Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin,

elemente (30) durch ein gemeinsames Magnet- daß der Ständer zwei nebeneinanderliegende, gegensystem (33, 34) angeregt werden (F i g. 4). phasig schwingende Vibrationselemente trägt. Diese

7. Elastischer Schwinger nach Anspruch 1, da- 43 Maßnahme ist an sich bekannt (s. französische Patentdurch gekennzeichnet, daß der Ständer (41, 41a) schrift 1480 848).

zwei um die gleiche Achse gegenphasig schwingende In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele

Vibrationselemente (40) trägt (F i g. S). dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 die Darstellung eines Schwingsystems,

50 F i g. 2 einen Schnitt durch F i g. 1 gemäß der

Linie a-a,