DE2131002C3

DE2131002C3 - Stimmgabel mit mehreren durch Längsschlitze voneinander getrennten Zinken

Info

Publication number: DE2131002C3
Application number: DE2131002A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Higashimurayama Kato; Hideki Urawa Ohuye
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1970-06-23
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE2131002B2; DE2131002A1; CH909171A4; US3697789A; CH556049A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stimmgabel als mecha- erläutert.

nisch schwingendes Element für einen elektromecha- Fig.2 zeigt in einer Draufsicht eine erste Ausnischen Oszillator, die mehrere Zinken aufweist, die führungsform der Stimmgabel, voneinander durch an ihrem einen Ende offene und Fig. 3a und 3b zeigen Draufsichten auf weitere an ihrem anderen Ende geschlossene Längsschlitze 45 Ausführungsformen.

getrennt sind und die in einem den Schwingungs- Wie es in F i g. 2 gezeigt ist, weist der geschlossene knoten der Stimmgabel bildenden Basisteil enden. Endabschnitt 3 des Längsschlitzes die Form eines V Solche bekannten Stimmgabeln, die als mechanisch auf. Wenn die Zinken der gleichen Beschleunigung schwingendes Element beispielsweise für Uhren die- wie bei bekannten Stimmgabeln ausgesetzt sind, wird nen, sind aus harten, spröden Materialien, wie bei- 50 auf diese Weise die Biegebeanspruchung viel kleiner, spielsweise Bergkristall, geschnitten und fein bearbei- was auf der langsamen Zunahme der Querschnitttet und weisen zwei unterschiedliche geometrische fläche dieser Zinken beruht, obwohl das Biege-Formen auf, die in den F i g. 1 a und 1 b der moment, welches auf die Zinken an ihrer Basis wirkt, Zeichnung dargestellt sind. Die in F i g. 1 a dar- das gleiche wie bei herkömmlichen Stimmgabelgestellte bekannte Stimmgabel weist eine Form 55 formen ist. Die Größe der Abnahme der Beanauf, bei der das geschlossene Ende 3 des Längs- spruchung ist je nach der Richtung der Beschleunischlitzes 2, der die zwei Zinken einer Stimmgabel 1 gungen verschieden. Aber auch im ungünstigsten trennt, im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Bei Fall, wenn die Richtung der Beschleunigung senkder in F i g. 1 b dargestellten Form einer Stimmgabel recht zu den Zinken und der Ebene des U-förmigen ist das geschlossene Ende 3 halbkreisförmig ausge- 60 Teils der Stimmgabel verläuft, ist die Größe der Abbildet, nähme der Beanspruchung gleich der Größe der ZuWenn eine solche Stimmgabel starken Stoßen aus- nähme der Breite der Zinken an ihrer Basis. In diegesetzt ist, wie sie — insbesondere bei Anwendung sem Fall wird die Starrheit der Zinken an ihrem im elektromechanischen Oszillator einer Uhr — z. B. Fuß ebenfalls vergrößert, was eine gewisse Vergrößebeim Fall auf den Boden auftreten können, so be- 65 rung der Eigenfrequenz der Stimmgabel zur Folge steht die Gefahr, daß die Zinken brechen. Ein sol- hat, was jedoch durch ein leichtes Vergrößern der ches Brechen der Zinken tritt an der Basis der Zin- Länge der Zinken beseitigt werden kann, ken oder in ihrer Nähe auf. Diese Stelle ist in den Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform

einer Stimmgabel beträgt die Breite des allmählich abnehmenden Abschnitts des Schlitzes an seinem geschlossenen Ende etwa ein Drittel der Breite des Schlitzes in seinem Abschnitt mit konstanter Breite und ist der Scheitel des allmählich abnehmenden Abschnitts am geschlossenen Ende des Schlitzes halbkreisförmig ausgebildet. Weiterhin kann die Länge des allmählich abnehmenden Abschnitts des Schlitzes das Zweifache der Breite der Zinken in dem Abschnitt mit konstanter Breite des Schlitzes betragen und die Höhe des Basisteils größer als die gesamte Breite zweier aneinander angrenzender Stimmgabelzinken sein.

In den Fig.3a und 3b sind zwei weitere Ausführungsformen der Stimmgabel dargestellt, von denen jede aus einem einzelnen Rohling geschnitten und dann aut die speziellen Abmessungen geschlitzt ist. Der Schlitz kann bei jeder dieser Stimmgabeln reguliert werden, um allmählich die Breite des Schlitzes gegen sein geschlossenes Ende hin zu verringern, um dadurch die Bruchfestigkeit zu erhöhen. In F i g. 3 a ist eine dreizackige Stimmgabel und in F i g. 3 b eine H-förmige Stimmgabel dargestellt. In diesen Figuren zeigen schraffierte Teile die Stellen an, an denen die Stimmgabeln in einem elektromechanischen Oszillator gehaltert werden können.

Untersuchungen an Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stimmgabel und an bekannten Stimmgabeln haben zu den folgenden Ergebnissen geführt.

Es wurden Stimmgabeln aus einem Kristallroiiling von 0,8 mm Dicke geschnitten und auf festgelegte Abmessungen fein bearbeitet, so daß sie eine Gesamtbreite von 1,9 mm hatten, die Zinken eine Länge von 7 mm aufwiesen und das Verhältnis der Zinkenbreite zu der Schlitzbreite nahezu 1:1 außer am ge schlossenen Endabschnitt 3 des Schlitzes betrug. Bei einigen der Stimmgabeln war der Schlitzscheitel halbkreisförmig geformt, wie es in Fig. Ib gezeigt ist. Die anderen Stimmgabeln wiesen ein V-förmiges, geschlossenes Schlitzende auf, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und die Breite der Zinken war dort um ein Drittel größer als die maximale Schlitzbreite. Bei dem halbkreisförmigen Scheitel mit einem Durchmesser von etwa einem Drittel der maximalen SchJitzbreite wurde die Gefahr einer Konzentrierung der Beanspruchung in der Mitte der Zinken in Betracht gezogen. Die Länge des V-förmigen Teils betrug etwa das 2fache der Zinkenbreite. Die schräg verlaufenden Seiten des V-förmigen Abschnitts wiesen keine ebenen Oberflächen auf, sondern waren etwas nach außen ausgebaucht, und das Basisteil hatte annähernd die Form eines halben Ovals. Wenn diese beiden Arten von Stimmgabeln Belastungen unterworfen wurden, die auf die Spitzen der Zinken ausgeübt wurden und senkrecht zu den Spitzen der entsprechenden Zinken wirkt, versagte die herkömmliche Stimmgabel bei einer Belastung von 270 g, während die Bruchlast der Ausführungsform der erfindurigsgemäßen Stimmgabel be: 35Og lag. Daraus ist zu ersehen, daß die Festigkeit um mehr als 30¹"- vergrößert werden konnte. Bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stimmgabel brachen die Zinken an Stellen in der Nähe des oberen Endes des allmählich abnehmenden Abschnitts (diese Stellen sind durch das Zeichen·)£■ in F i g. 2 dargestellt) und nicht, wie bei herkömmlichen Stimmgabeln, an der Basis der Zinken. Dadurch ist gezeigt, daß die Beanspruchungen, die im Basisteil auftreten, bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stimmgabel erheblich verringert werden konnten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 , Fig 1 a und Ib durch die Zeichen Χ' angezeigt. Der PatentansDriiche· Grund dafür, daß die Zinken an diesen Stellen am Patentansprüche. leichtesten brechen, liegt darin, daß dort eine starke

1. Stimmgabel als mechanisch schwingendes Konzentrierung der ^^^g^J™ Element für einen elektromechanischen Oszilla- 5 gabel und daher ^

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Element für einen elektromechanischen O g ^^^

tor, die mehrere Zinken aufweist, die voneinander tritt. Diese Bean ^^""^^fjJ^J

durch an ihrem einen Ende offene und an ihrem durch die plötzliche Ande/ung des Querschnittes am

anderen Ende geschlossene Längsschlitze getrennt Schlitzende verursacκ ^L . „. . ,

sind und die in einem den Schwingungsknoten Zur Minderung der Bruchgefchrder ^Z^"^wurde

der Stimmgabel bildenden Basisteil enden, da- i. die in F'g-lbj'.^f'^JSninnSfRri

durch Gekennzeichnet daß jeder der form aus der in Fιg. 1 a dargestellten entwickelt. Bei

Schiit /öS secern offene^ Ende an über mehr der in Fig. Ib dargestellten jg*^*™ ™«

als die Hälfte seiner Länge eine konstante Breite die Kanten des St.mmgabe schlUzes dieroßtmog-

aufweist und daß seine Breite dann auf sein ge- liehen Krümmungsradien auf, so daß d e Konzentne-

schlossenes Ende zu linear allmählich abnimmt. .₅ rung der Belastung und die Bruchgefahr m einem

2. Stimmgabel nach Anspruch 1, dadurch ge- gewissen Maße verringert werden konnten. Diese kennzeichne!, daß die Breite des allmählich ab- Stimmgabelform zeigt die größte bisher erreichte nehmenden Abschnitts des Schützes an seinem Bruchfestigkeit.

geschlossenen Ende etwa ein Dmtel der Breite Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf-

des Schlitzes in seinem Abschnitt mit konstanter *o gäbe, eine Stimmgabel der eingangs genannten Art

Breite beträgt so auszugestalten, daß die Gefahr, daß die Zinken

3. Stimmgabel nach Anspruch 2, dadurch ge- bei Stößen brechen, weiter vermindert ist. kennzeichnet daß der Scheitel des allmählich ab- Dazu wird erfindungsgemaß vorgeschlagen, daß nehmenden Abschnitts am geschlossenen Ende jeder der Schlitze von seinem offenen Ende an über des Schlitze? halbkreisförmig ist. *5 mehr als die Hälfte seiner Lange eine konstante

4. Stimmgabel nach einem der vorhergehenden Breite aufweist und daß seine Breite dann auf sein Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossenes Ende zu linear allmählich abnimmt. Länge des allmählich abnehmenden Abschnitts Obwohl zunächst anzunehmen ist, daß bei einer des Schlitzes das Zweifache der Breite der Zinken solchen Stimmgabelform die Konzentrierung der Bein dem Abschnitt mit konstanter Breite des 30 anspruchung am Schlitzende erheblich großer als bei Schlitzes beträgt. der herkömmlichen, in Fig. Ib dargestellten Form

5. Stimmgabel nach einem der vorhergehenden ist, da der Krümmungsradius des geschlossenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endes notwendigerweise kleiner ist, da die Breite Höhe des Basisteils größer als die gesamte Breite des Längsschlitzes auf sein geschlossenes Ende zu zweier aneinander angrenzender Stimmgabel- 35 linear abnimmt, haben jedoch Untersuchungen gezinken ist. zeigt, daß die Bruchfestigkeit bei der erfindungsgemäßen Stimmgabel gegenüber den bekannten Stimmgabeln merklich erhöht ist.

Im folgenden werden Beispiele von Ausführung*-

40 formen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher