DE1966680A1 - Elektrostriktiv angetriebene stimmgabel - Google Patents
Elektrostriktiv angetriebene stimmgabelInfo
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Description
DR. KLAUS SCHUMANN β München a
1 9 6 ß 6 8 D Telefon: (Ο811) 29612B
Telegramme; Magnuspat
P 19 66 680.9 8. Juni 1973
S 2031-Dr
KABUSHIKI KAISEA. SUWA SEIKOSHA 3-4, 4-Chome, Ginza, ChUO-Ku
Tokyo Japan
Elektrostriktiv angetriebene Stimmgabel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostriktiv angetriebene Stimmgabel, und insbesondere eine verbesserte
Form einer Stimmgabel für einen elektronischen Zeitgeber, der durch ein elektrostriktives Element angetrieben und
überwacht wird, um die Schwingung dieser Stimmgabel elektrostriktiv aufrechtzuerhalten*
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine elektrostriktiv angetriebene
Stimmgabel anzugeben, bei der die Eigenschaften und die Betriebsweise des Schwingungsgliedes möglichst wenig
durch die Befestigung des elektrostriktiven Elementes an der Stimmgabel beeinträchtigt werden.
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Weiterhin wird eine elektrostriktiv angetriebene Stimmgabel angestrebt, deren Temperatureigenschaften auch nicht durch
die Befestigung des elektrostriktiven Elementes an der Stimmgabel verschlechtert werden.
Ebenso soll eine Stimmgabel geschaffen werden, bei der der Q-Wert des Schwingungsgliedes ebenfalls nicht durch die Anbringung
des elektrostriktiven Elementes an der Stimmgabel verschlechtert wird.
Dies kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine elektrostriktiv
angetriebene Stimmgabel mit Zinken, an denen wenigstens ein elektrostriktives Element befestigt ist, erreicht·
werden, die sich dadurch auszeichnet, daß das elektrostriktive Element aus PbZrTiO, besteht.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand einer in der
Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsform erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
Fig. Λ eine herkömmliche elektrostriktiv angetriebene Stimmgabe1, und
Fig. 2 eine Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten elektrostriktiv angetriebenen
Stimmgabel.
Bisher wurde allgemein eine elektrostriktiv angetriebene Stimmgabel verwandt, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.
Elektrostriktive Elemente 2 sind an den Fußteilen der Stimmgabel 1 befestigt, d.h. dort wo der elektromechanische Koeffizient
M/E des Schwingers am höchsten ist, wobei M eine Energie für die mechanische Schwingungserzeugung der Zinken
einer Stimmgabel und E eine elektrische Energie zum Antrieb
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der Stimmgabel bedeuten. Gleichzeitig werden die Fußteile der Zinken leicht durch die Eigenschaften und die Betriebsweise
der an ihnen befestigten elektrostriktiven Elemente beeinflußt. Die Temperatureigenschaften der aus Ni-Span-C
bestehenden Stimmgabel verschlechtern sich, wenn an ihren Fußteilen elektrostriktive Elemente befestigt werden, die
schlechtere Temperatureigenschaften aufweisen. Darüberhinaus sinkt bei einer Temperaturänderung der Q-Wert, und es. ändert
sich die Frequenz. Aus diesen Gründen ist es schwer, eine mit hoher Präzision laufende Uhr zu verwirklichen, die als
Zeitstandard eine elektrostriktive Stimmgabel enthält.
Die vorliegende Erfindung sucht diese oben genannten Nachteile auszuschalten und eine mit hoher Genauigkeit laufende
Uhr anzugeben, die durch eine elektrostriktive Stimmgabel angetrieben wird.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten elektrostriktiven Stimmgabel dargestellt.
Eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften einer elektro striktiv angetriebenen Stimmgabel läßt sich entsprechend der
in der Fig. 2 dargestellten Stimmgabel bereits dadurch erreichen, daß die Fußteile 4- der Zinken in der Breite und/oder
Tiefe dicker als die übrigen Teile der Zinken ausgebildet sind, und daß die elektrostriktiven Elemente an diesen
dickeren Fußteilen 4 befestigt sind.
Bei einer solchen Stimmgabel wird die äquivalente Federung
des Schwingers durch die dünnen Teile 3 bewirkt. Dies bedeutet, daß die äquivalente Federung, die die Resonanzfrequenz
bestimmt, umgekehrt proportional zu der dritten Potenz der Dicke der Zinken ist. Im Vergleich zu den Teilen 3 sind
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die Teile 4·, von der Biegsamkeit her gesehen, steif, weshalb
die Frequenz des Schwingers hauptsächlich durch die äquivalente Federung der Teile 3 bestimmt wird. Folglich
verschiebt sich, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Stimmgabel, nicht die Resonanzfrequenz einer derart verbesserten
Stimmgabel durch die Befestigung der elektrostriktiven Elemente an den Seiten der Zinken. Wenn die Stimmgabel aus
einem Metall, wie etwa Elimber oder Ni-Span-C, besteht, so weist sie stabile Frequenz-Temperatureigenschaften auf.
In der Hauptsache schwingen die Teile 3 der Stimmgabel, und die Teile 4-, an denen die elektrostriktiven Elemente befestigt
sind, schwingen kaum. Die Schwingungsenergie der elektrostriktiven Elemente ist sehr klein im Vergleich zu
der der Stimmgabel. Somit wird der Q-Wert der Stimmgabel
nicht verschlechtert.
Eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften einer derartigen Stimmgabel läßt sich nun aber noch dadurch erreichen,
daß die elektrostriktiven Elemente aus PbZrTiO2 bestehen.
Insbesondere wenn die Stimmgabel gleichzeitig aus einem Metall wie etwa Elimber oder Ni-Span-C besteht, ergeben sich
besonders günstige Verbesserungen der Temperatureigenschaften, und auch des Q-Wertes.
Dadurch wird insgesamt der Vorteil erreicht, daß die Herstellung
einer Uhr mit einer elektrostriktiven Stimmgabel ermöglicht wird, die wenig Energie verbraucht. Weiterhin
wird eine so ausgebildete Stimmgabel weder durch eine Alterung der elektrostriktiven Elemente noch durch eine Temperaturänderung
beeinflußt.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird der Schwinger elektrostriktiv
angetrieben. Natürlich ist ebensogut ein piezoelektrischer Antrieb möglich.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Elektrostriktiv angetriebene Stimmgabel mit Zinken,an denen wenigstens ein elektrostriktives Element befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostriktive Element aus PbZrTiO-, besteht.2. Verwendung einer Stimmgabel nach Anspruch 1 als Zeitstandard .30 9.J 41/0538Leerseite
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