DE2362379A1

DE2362379A1 - Resonanzschwinger fuer uhren

Info

Publication number: DE2362379A1
Application number: DE2362379A
Authority: DE
Inventors: Christof Burckhardt; Dirk Helms
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1973-12-12
Publication date: 1974-07-11
Also published as: GB1442414A; FR2210787B1; DE2362379B2; JPS4998280A; US3877215A; CH1810272A4; FR2210787A1; CH594201B5

Description

i BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

EBAUCHES S. A. Berlin, den 12. Dezember 1973

Resonanzschwinger für Uhren

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Resonanzschwinger für Uhren, der aus zwei oszillierenden Vorrichtungen besteht, deren Eigenfrequenzen und potentielle Energien unterschiedlich sind, wobei di-e Energien von der einen zur anderen mittels einer Verbindung mit nicht-linearer Charakteristik übertragen werden, so daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung, deren potentielle Energie die weniger hohe ist, durch die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung gleichgeschaltet wird, deren potentielle Energie die höhere ist. ■

Derartige Resonanzschwinger beruhen darauf, daß die mit

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hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung einen deutlich höheren Gütefaktor besitzt als die andere Vorrichtung, was es ihr ermöglicht, diese letztere gleichzuschalten.

Bei bisher bekannten Ausführungen dieser Resonanzschwinger erfolgt die Übertragung der Energie von einer der oszillierenden Vorrichtungen zur anderen durch den Stoß, einer schwingenden Masse der einen dieser Vorrichtungen gegen eine schwingende Masse der anderen.

Offensichtlich ist bei einer solchen Art der Übertragung die Empfindlichkeit gegen von außen kommende Beschleunigungen groß und die Betriebszuverlässigkeit gering. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mangel zu vermeiden.

Dazu wird bei einem Resonanzschwinger der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jede der beiden oszillierenden Vorrichtungen einen Magneten aufweist, der sich zusammen mit dem schwingenden Organ der jeweiligen oszillierenden Vorrichtung verschiebt, wobei die von diesen Magneten erzeugten Magnetfelder die Verbindung zwischen den beiden oszillierenden Vorrichtungen darstellen und die Übertragung ihrer Energien gewährleisten.

Im Rahmen der Anwendungen eines solchen Resonanzschwingers unterscheidet man die beiden folgenden Fälle:

1. Frequenzteilung

Die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung ist antreibend und steuert die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung, deren Schwingungen im Hinblick auf die Zeitanzeige berechnet sind.

2. Fre quenzvervi elfachung

Die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung ist

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antreibend und sichert das Inganghalten der mit hoher Frequenz oszillierenden Vorrichtung* die sie ihrerseits durch einen Regeleffekt gleichschaltet, wobei die Schwingungen der mit niedriger Frequenz oszillierenden Vorrichtung im Hinblick auf die Zeitanzeige berechnet sind.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise drei AüsfUhrungsformen des Erfindungsgegenstandes, die alle drei für den einen oder anderen der beiden oben erwähnten Zwecke Anwendung finden können.

Fig. 1 und Fig. 2 sind Draufsichten von zwei AusfUhrungsformmen eines Resonanzschwingers für Uhren mit Stimmgabel und Unruh;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines ebenfalls mit Stimmgabel und Unruh ausgerüsteten Resonanzschwingers für Uhren; und

Fig. 4 bis 6 sind graphische Darstellui^n der Schwingungen der beiden oszillierenden Vorrichtungen für ^eden der drei in Fig. 1 bis 3 dargestellten Resonanzschwinger.

Beim Beispiel von Fig. 1 ist die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 1, deren beide Arme la $e eine Welle 2 tragen, an deren Ende ein Permanentmagnet 3 befestigt ist. Die Welle 2 am einen der Arme la befindet sich in der Nähe ihres Endes, während die Welle 2 des anderen Armes sich in der Nähe ihrer Wurzel befindet» Die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung wird durch eine Unruh 4 dargestellt, die zwei einander diametral entgegengesetzt angeordnete Permanentmagnete 5 trägt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die Unruh 4 ihre Gleichgewichtsposition einnimmt (Punkt .Null), die vier Magnete 3 und 5 auf einem gleichen Durchmesser der Unruh 4 liegen, der mit der Mittelachse der Stimmgabel 1 zusammenfällt. Somit bewegen sich die an der Stimmgabel angebrachten Magnete 3 tangential zur Unruh; die Polung der Magnete ist so, daß sie einander paarweise abstoßen.

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Das Schaubild der Schwingungen der beiden oszillierenden Vorrichtungen zeigt Fig. 4.

Wenn X. die Amplitude der Schwingungen der Stimmgabel 1 ist und u> ihre Eigenfrequenz, so besteht bekanntlich die Beziehung X₁Ct) = X₁₀ sin to t. Wenn X₂ die Amplitude der Schwingungen der Unruh 4 ist und a. ihre Eigenfrequenz, so erhält man X₂(t) = X₂₀ sin (iit- Y), wobei Yder Wert der Phasendifferenz zwischen den beiden oszillierenden Vorrichtungen ist.

Aus Fig. 4 kann man ersehen, daß das Frequenzverhältnis ^ den Wert 5 hat. Es könnte im Falle der AusfUhrungsform nach Fig. 1 die Werte 3, 5, 7 usw. ... haben, d.h. eine ganze ungerade Zahl.

Beim Beispiel nach Fig. 2 ist die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 6, deren Arme 6a an ihren Enden je einen Permanentmagneten 7 tragen. Die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung wird durch eine Unruh 8 dargestellt, die zwei einander diametral entgegengesetzt angeordnete Permanentmagnete 9 trägt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die Unruh 8 ihre Gleichgewichtsposition (Punkt Null) einnimmt, die vier Magnete 7 und 9 auf einem gleichen Durchmesser der Unruh 8 liegen, der senkrecht zur Mittelachse der Stimmgabel 6 liegt. Somit bewegen sich die an der Stimmgabel angebrachten Magnete 7 radial zur Unruh. Die Polung der Magnete ist so, daß sie einander paarweise abstoßen.

Das Schaubild in.Fig. 5 entspricht dem nach Fig. 4, bezieht sich jedoch auf die Ausführungsform nach Fig. 2.

Aus- diesem Schaubild kann man ersehen, daß das Frequenzverhältnis \ den Wert 6 hat. Es könnte im Falle der Ausf Uhrungsform nach Fig. 2 die Werte 2, 4, 6, usw. ... haben, d.h. eine gerade ganze Zahl.

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Beim Beispiel nach.Pig. 3 ist die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 10, deren einer Arm 10a an seinem Ende einen Permanentmagneten 11 trägt, während derandere Arm 10b ein Gegengewicht 12 trägt, das genau so viel wiegt wie der Magnet 11. Die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung wird durch eine einen Permanentmagneten 14 tragende Unruh 13 dargestellt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die Unruh 13 ihre Gleichgewichtsposition (Punkt Null) einnimmt, die beiden Magnete 11 und 14 einander gegenüberstehen. Die Bewegungsrichtung des Magneten 11 der Stimmgabel 10 ist parallel zu der mit 15 bezeichneten Achse der Unruh 13· Die Polung der beiden Magnete 11 und 14 ist so, daß sie einander abstoßen. '

Das Schaubild Fig. β entspricht Fig. 4 und Fig» 5, bezieht sich jedoch auf die Ausführungsform nach Fig. 3. Man sieht, daß bei dieser Ausführungsform zwei Schwingungsarten der Unruh möglich sind, deren eine durch die ausgezogene Kurve Xp und die andere durch die gestrichelte Kurve Xp dargestellt wird, wobei das Frequenzverhältnis ^· für die erste 5 beträgt und für die zweite 6. Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 3 kann dieses Verhältnis die Werte 2, 3* 4, 5* usw. ... haben d.h. eine gerade oder ungerade ganze Zahl.

Es ist zu bemerken, daß bei allen dargestellten Beispielen die Wechselwirkung zwischen den Magneten eine Abstoßung ist. Wenn diese Wechselwirkung eine Anziehung wäre, würde die Phasendifferenz einfach das Vorzeichen wechseln.

Ebenfalls anzumerken ist noch, daß die drei relativen Positionen der Schwingungsrichtungen, so wie sie beschrieben und dargestellt sind, Sonderfälle darstellen, daß .es aber auch möglich ist, dazwischenliegende RelativritJhtungen zu benutzen.

Patentansprüche: 409828/0987 ~

Claims

Patentansprüche

Resonanzschwinger für Uhren, der aus zwei oszillierenden Vorrichtungen mit unterschiedlichen Eigenfrequenzen besteht, wobei die Energien von der einen zur anderen mittels einer Verbindung mit nicht-linearer Charakteristik übertragen werden, so daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung, deren potentielle Energie die weniger hohe ist, durch die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung gleichgeschaltet wird, deren potentielle Energie die höhere ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden oszillierenden Vorrichtungen mindestens einen Magneten aufweist, der sich zusammen mit dem schwingenden Organ der jeweiligen oszillierenden Vorrichtung bewegt, wobei die durch diese Magnete erzeugten Magnetfelder die Verbindung zwischen den beiden oszillierenden Vorrichtungen darstellen, die die Übertragung ihrer Energien sicherstellt.
2. Resonanz schwinger nah Anspruch 1 für die Frequenzteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung gleichschaltet, deren Schwingungen im Hinblick auf die Zeitanzei-

.ge berechnet sind.
3. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 für die Frequenzteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und das Inganghalten der mit hoher Frequenz oszillierenden Vorrichtung sicherstellt, die sie ihrerseits durch einen Regeleffekt gleichschaltet, wobei die Schwingungen der mit niedriger Frequenz oszillierenden Vorrichtung im Hinblick auf die Zeitanzeige berechnet sind.

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4. Resonanzschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung mindestens eine schwingende Klinge aufweist, während die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung aus einer Unruh besteht.
5. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 und 4, d a d u r c h

g e k e η η ζ ei ch.net , daß die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung aus einer Stimmgabel besteht.
6. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 und 4,gekennzeichnet durch eine Anordnung bei der sich der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet tangential zur Unruh bewegt. .
7. Resonanzschwinger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung bei der sich der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet radial zur Unruh bewegt. - "".·.-.
8. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 und 4, g e k e η η ζ e ic h net durch eine Anordnung bei der sich der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet parallel zur' Achse der Unruh bewegt. .

MB/Ho - 25 514

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