DE2156691A1 - Kristallschwinger als zeithaltender schwinger fuer eine uhr - Google Patents
Kristallschwinger als zeithaltender schwinger fuer eine uhrInfo
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- G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
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Description
DIPL.-ING. KLAUS BEHN 9 1 R R R Q 1
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER
8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL. (0811) 22 25 30-29 5192
Unsere Zeichen:A 317 71 /A 318 7l/B/gb 15.11.1971
Firma GEBRÜDER JUNGHANS GMBH, 7250 SchramberK/Württemberg,
Geißhaldenstraße
Kristallschwinger als zeithaltender Schwinger für eine
Uhr. .
Die Erfindung betrifft einen Kristallschwinger, z. B.
aus Quarz, vorzugsweise in Form einer Stimmgabel, als zeithaltenden
Schwinger für eine Uhr, der in einem evakuierten Gehäuse angeordnet und mit Hilfe eines oder mehrerer federnder
Elemente aufgehänd} ist.
Bei der Verwendung von Kristallschwingergn verhältnismäßig geringer Frequenz, z. B. QuarzStimmgabeln, als
zeithaltende Schwinger für Uhren, insbesondere Armbanduhren, ergeben sich sehr große Probleme bezüglich der auftretenden
Stoß- und Vibrationseinflüsse, die gerade beim Tragen von
Armbanduhren ganz erhebliche Werte annehmen können. Übliche zulässige Beschleunigungswerte liegen bei 50 bis 300g
während einiger Millisekunden bzw. 5 g Vibrationsbelastung
in bestimmten Frequenzbereichen. Insbesondere die Vibrationseinflüsse sind nur sehr schwer unter Kontrolle zu bringen.
309821/0936
*a -
Es sind Kristallschwinger, ζ. B. Quarzschwinger in Form einer Stimmgabel, bekannt (DT-OS 2 046 737 und
FR-PS 1 539 922), die in einem evakuierten Gehäuse angeordnet und in diesem Gehäuse mit Hilfe von SJitzfedern
in Form von Drähten oder mit Hilfe einer Silikonkautschuk-
3 0 98 21_/G 9 3.6
masse gehalten sind. Bei diesen bekannten Schwingern besteht, die Gefahr, daß bei auftretenden Stössen,der
Kristallschwinger am Gehäuse anstößt, was zum Bruch des Schwingers führen kann. Nachteilig ist außerdem,
daß die den Schwinger haltenden elastischen Elemente nach dem Einbau des Schwingers in das Gehäuse nicht
mehr zugänglich sind, so daß eine nachträgliche Justierung "
nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kristallschwinger der eingangs genanten Art zu schaffen,
der eine hohe Stoßbelastung, z. B. 5 000 g oder mehr, ohne Bruchgefahr ertragen kann und bei dem die federnden
Elemente der Aufhängung jederzeit zi#nglich sind. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schwinger mit einem Ende mit dem evakuierten Gehäuse starr ver- J
bunden ist und daß das Gehäuse mit wenigstens einem federnden Element an einem festen Träger gehalten ist.
Hierdurch wird erreicht, daß sich der Schwinger innerhalb des evakuierten Gehäuses nur geringfügig bewegen
kann, so daß ein Anstoß an der Gehäusewandung auch bei kleinen Gehäuseabmessungen vermieden wird. Außerdem
ist eine Lageänderung des Schwingers im evakuierten Gehäuse nicht möglich. Die das evakuierte Gehäuse haltenden
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federnden Elemente sind im übrigen jederzeit zugänglich.
Infolge der möglichen kleinen Abmessung kann das evakuierte Gehäuse auch mit im Vergleich zum Schwinger geringer Masse
ausgebildet werden.
Der Träger für das evakuierte Gehäuse kann ein dieses Gehäuse aufnehmendes weiteres Gehäuse sein. Es ist auch
möglich, den Träger als das evakuierte Gehäuse umgebenden Rahmen auszubilden. Der Träger kann aber auch eine Platte
sein, die zweckmäßig aus Isoliermaterial besteht.
Das oder die federnden Elemente können federnde Metallelemente sein. Die federnden Eimente können z. B.
aus dem Träger ausgeprägte Lamellen sein. Den federnden Elementen können zweckmäßig besondere Masseelemente zugeordnet
werden, die an den federnden Elementen so angeordnet
werden, daß sie Begrenzungsanschläge für das evakuierte Gehäuse bilden. Das federnde Element kann
aber auch aus einer elastischen Kunststoffmasse, wie
Silikonkautschuk, bestehen. *
Bei Verwendung einer Kristallstimmgabel, z. B. einer Quarz stimmgabel wird der StimmgabeJ.fuß zweckmäßig am
evakuierten Gehäuse angeklebt. Die Stimmgabel wird vorzugsweise so bemessen, daß ihre Breite kleiner ist als
-■*■-
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die Höhe des Stimmgabelfusses.
Vorzugsweise wird das evakuierte Gehäuse so bemessen,
daß seine Masse klein gegenüber der Stimmgabelmasse ist.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird nicht nur
die Bruchgefahr des Kristallschwingers herabgesetzt, sondern es wird auch eine Entkopplung zwischen Kristallschwinger
und Träger erreicht. Durch die starre Befestigung des Schwingers am evakuierten Gehäuse wird es auch
möglich, sehr dünne elektrische Zuleitungen für die am Schwinger angeordneten Elektroden zu verwenden, wodurch
die Lötstellen an den Elektroden klein gehalten werden können.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Pig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel in einem Schnitt nach der Linie I-I
in Fig. 2 , \
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. J eine Teildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels,
teilweise im Schnitt,
Fig. 4 eine Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform , teilweise im Schnitt,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren ■ 309 821/0936 _ 5 „
Ausführungsbeispiels,
Pig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und zwar
in einem Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 7,
Fig. 7 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 , und
Fig. 8 eine Teildarstellung eines abgewandelten
Ausführungsbeispiels nach den Fig. 6 uni7·
In den Figuren 1 und 2 ist mit 10 ein Kristall, vorzugsweise
ein Quarzkristall, in Form einer Stimmgabel bezeichnet. 10a und 10b sind die Stimmgabelzinken, die mit
Elektroden 11 und 12 versehen sind. Am Fuß ist die Stimmgabel 10 mit Einschnitten IJ versehen, die eine Entkopplung
zwischen der eigentlichen Stimmgabel und dem sie umgebenden Gehäuse 14 bewirken. Der Teil 10c der Stimmgabel ist mit
dem Gehäuse 14 vorzugsweise durch Kleben starr verbunden. Durch die starre Verbindung zwischen Stimmgabel 10 und
Gehäuse 14 ist nur eine geringfügige Bewegung der Stimmgabel 10 gegenüber dem Gehäuse 14 möglich, und es kann
das Gehäuse infolgedessen mit vergleichsweise geringen Abmessungen hergestellt werden. Dadurch ist es auch möglich,
die Masse des Gehäuses 14 im Vergleich zur Masse der Stimmgabel 10 klein zu halten.
Das Gehäuse 14 wird nach dem Einbau der Stimmgabel evakuiert, damit die Stimmgabel möglichst frei schwingen kann.
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Die Elektroden 11 und 12 sind mit elektrischen Zuleitungen
15 versehen, die isoliert aus dem Gehäuse 14 herausgeführt sind»
Das Gehäuse 14 ist mit Hilfe von federnden Elementen 18 an einem Träger befestigt, der hier als weiteres
Gehäuse 17 ausgebildet ist, welches das Gehäuse 14 umgibt. |
In dem Gehäuse 17 sind Anschläge 19 und 20 vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus einem etwas elastischen Material
bestehen können, wie beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, welche eine Auslenkung des Gehäuses 14 bei
extrem harten Stössen verhindern, um eine bleibende Verformung der federnden Elemente 18 auszuschließen.
Die Schlitze IJ im Fuß der Stimmgabel 10 werden zweckmäßig
so angeordnet, daß die Fußhöhe A größer ist als die Gesamtbreite B des Stimmgabelkörpers. Durch diese Bemessung
wird eine Beeinflussung der Stimmgabelfrequenz durch die Einschnitte IJ praktisch vermieden.
Die federnden Elemente l8 können beispielsweise elastische Metallbänder sein, die jeweils einerseits an dem
Trägergehäuse 17 und andererseits an dem evakuierten Gehäuse 14 besfestigt sind.
Die elektrischen Zuleitungen I5 sind an Kontaktstifte |«.
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l6 geführt, welche das Gehäuse 17 isoliert durchsetzen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können die das evakuierte
Gehäuse 14 haltenden federnden Elemente in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß aus dem Trägergehäuse 27
Lamellen 27a und 27b ausgestanzt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 sind mit 21 und 29 Anschläge
bezeichnet, die die Bewegung des Gehäueses 14 bei extrem starken Stössen begrenzen.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird das evakuierte, den Kristallschwinger enthaltende Gehäuse 14 durch Metallbänder
48 gehalten, die zur zusätzlichen Entkopplung Masse» elemente 49 tragen, die an Knotenstellen der federnden
Elemente 48 angeordnet sind. Diese Masseelemente 49 können, wie in Fig. 4 dargestellt, so angeordnet werden,
daß sie gleichzeitig als Anschläge dienen, die eine Begrenzung der Bewqgang des Gehäuses 14 gegenüber dem Gehäuse
47 bewirken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der '
Träger für das evakuierte, die Stimmgabel enthaltende Gehäuse 14 als Rahmen 57 ausgebildet, welcher das Gehäuse
'14 umgibt. Als federndes Element zwischen Gehäuse 14 und
Rahmen 27 ist hier eine elastische Masse j58 vorgesehen, die
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vorzugsweise aus Silikonkautschuk besteht.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel,
das mit vergleichsweise- geringen Abmessungen als Einbauaggregat ausgeführt werden kann. Als Träger
für das den Schwinger 10 enthaltende evakuierte Gehäuse 14 ist hier eine Isolierstoffplatte 57 vorgesehen, auf
der das Gehäuse 14 mittels eines federnden Elements in Form einer elastischen Masse 58 befestigt ist.
Statt der elastischen Masse 58 können auch hier federnde Bänder 55 vorgesehen sein, die in den Fig. 6 und 7 gestrichelt
dargestia.lt sind.
An der Isolierstoffplatte 57 sind Steckerstifte 54 besfestigt, die über elektrisch leitende Stifte 55
sowie flexible Zuleitungen 52 mit den Schwingerelektroden
verbunden sind.
Auch hier sind Anschläge 56 vorgesehen, die die
Bewegung des Gehäuses 14 bei starken Stössen begrenzen.
Das AusfUhrungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 kann
beispielsweise gemäß Fig. 8 so abgewandelt werden, daß die als Träger dienende Isolierstoffplatte 67 vergrößert ausge
führt ist und Schaltelemente 64 und 65 für eine Antriebs-
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schaltung aufnimmt, Die Isolierstoffplatte kann z. B. eine gedruckte Schaltung oder dergleichen tragen, an der die
Schaltelemente befestigt sind. Die Schaltung kann auch in integrierter Bauweise ausgeführt sein.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Kristallschwinger in Form von zweipoligen Stimmgabeln. Natürlich
kann die erfindungsgemäße Anordnung auch bei mehrpoligen Kristallstimmgabeln Verwendung finden. Die Stimmgabeln
aus
können aus einem Quarzkristall oder auch/einem anderen
können aus einem Quarzkristall oder auch/einem anderen
piezoelektrischen Kristall hergestellt sein. Es .ist auch
möglich, an Stelle von Stimmgabeln andere Biegeschwinger zu verwenden.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Kristallschwinger geschaffen, der einerseits gegenüber dem ihn haltenden
Träger weitgehend entkoppelt ist und der andererseits Stoßbelastungen in der Größenordnung von 5 000 g und mehr
anzunehmen in der Lage ist, ohne daß der Kristallschwinger beschädigt wird.oder nennenswerte Frequenzänderungen auftreten.
Außerdem ist es erreichbar* daß die Resonanzstellen zumindest über 5 000 Hz liegen, wodurch der Quarz
praktisch vibrationsunempfindlich wird gegen Vibrationen, wie sie bei Rasenmähern, Preßlufthämmern usw. im täglichen
Gebrauch auftreten.
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Claims (14)
1./ Kristallschwinger, ζ. Β. aus Quarz, vorzugsweise
in Form einer Stimmgabel, als zeithaltender Schwinger für eine Uhr, der in einem evakuierten Gehäuse angeordnet
und mit Hilfe eines oder mehrerer federnder EIe- ' mente aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwinger (lO) mit einem Ende (lOe) mit dem evakuierten
Gehäuse (l4) starr verbunden ist und daß das Gehäuse (l4) mit wenigstens einem federnden Element (l8 ;27a, 27b; 38;
48; 58) an einem festen Träger (17; 27; 37; 47; 57; 67) gehalten
ist.
2. Kristallschwinger nach Anspruch Iv dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein das evakuierte Gehäuse (l4)
aufnehmendes weiteres Gehäuse (17) ist.
3. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger ein das evakuierte Gehäuse (l4) umgebender Rahmen (37) ist.
4. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß derfTräger eine Platte (57; 67) ist.
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Al
VL -
5. Kristallschwinger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger dienende Platte (57J 67)
aus Isoliermaterial besteht.
6. Kristallschwinger nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein federndes Metallelement (l8; 27a, 27b; 48).
7« Kristallschwinger nach Anspruch 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das federnde Element eine aus dem Träger (27) ausgeprägte Lamelle (27a, 27b) ist,
8. Kristallschwinger nach einem der Ansprüche 1, 6 oder
7. dadurch gekennzeichnet, daßpem federnden Element (48)
ein Masseelement (49) zugeordnet ist.
9. Kristallschwinger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Masseelement (49) an dem federnden Element (48) so angeordnet ist, daß es einen Begrenzungsanschlag für das evakuierte Gehäuse (14) bildet.
10. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element aus einer elastischen
Kunststoffmasse' (38; 58) besteht.
11. Kristallschwinger nach Anspruch 10, dadurch ge-
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kennzeichnet, daß die Kunststoffmasse aus Silikonkautschuk
besteht. ·
12. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung einer Kristallstimmgabel der Stimmkgabelfuß am evakuierten Gehäuse (14.) angeklebt
ist. . ■ ■ - ■ ·
Ij5. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stimmgabel (10) so bemessen ist, daß die Gesamtbreite (B) der Stimmgabel kleiner ist als
die Höhe (A) des Stimmgabelfusses bis zu etwa vorgesehenen Einschnitten (lj).
14. Kristallschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des evakuierten Gehäuses (l4)
klein ist gegenüber der Masse der Stimmgabel (10)
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Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712156691 DE2156691C3 (de) | 1971-11-15 | Kristallschwinger als zeithaltender Schwinger für eine Uhr | |
US00304593A US3805509A (en) | 1971-11-15 | 1972-11-08 | Crystal vibrator as a time keeping vibrator for a timepiece |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712156691 DE2156691C3 (de) | 1971-11-15 | Kristallschwinger als zeithaltender Schwinger für eine Uhr |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2156691A1 true DE2156691A1 (de) | 1973-05-24 |
DE2156691B2 DE2156691B2 (de) | 1977-06-02 |
DE2156691C3 DE2156691C3 (de) | 1978-01-19 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2434682A1 (de) * | 1973-07-20 | 1975-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Elektromechanisches zungenfilter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2434682A1 (de) * | 1973-07-20 | 1975-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Elektromechanisches zungenfilter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2156691B2 (de) | 1977-06-02 |
US3805509A (en) | 1974-04-23 |
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